Устөрөгч агуулсан нэгдлүүдийн жишээ ба тэдгээрийн томъёо. Устөрөгч. Устөрөгчийн бүтэц, шинж чанар. Металл ба металл бус устөрөгчийн нэгдлүүд. Устөрөгчийн энгийн бодисуудтай үзүүлэх урвал

МИНСКИЙН ХӨНГӨН ҮЙЛДВЭРИЙН ТЕХНОЛОГИ, ЗОХИОН БАЙГУУЛЛАГЫН КОЛЛЕЖ

Хийсвэр

хичээл: хими

Сэдэв: "Устөрөгч ба түүний нэгдлүүд"

Бэлтгэсэн: 1-р курсын оюутан 343-р бүлэг

Вискуп Елена

Шалгасан:Алябьева Н.В.

Минск 2009 он

Үелэх систем дэх устөрөгчийн атомын бүтэц

Исэлдэлтийн төлөв

Байгаль дахь тархалт

Устөрөгчийг энгийн бодис гэж үздэг

Устөрөгчийн нэгдлүүд

Лавлагаа

Үелэх систем дэх устөрөгчийн атомын бүтэц

Эхний элемент үечилсэн хүснэгт(1-р үе, серийн дугаар 1). Энэ нь бусад химийн элементүүдтэй бүрэн ижил төстэй байдаггүй бөгөөд ямар ч бүлэгт хамаарахгүй тул хүснэгтэд IA ба / эсвэл VIIA бүлэгт нөхцөлт байдлаар байрлуулсан болно.

Устөрөгчийн атом нь бүх элементийн атомуудаас хамгийн жижиг бөгөөд хамгийн хөнгөн нь юм. Атомын электрон томъёо нь 1s 1 байна. Чөлөөт төлөвт элементийн оршин тогтнох ердийн хэлбэр нь хоёр атомт молекул юм.

Исэлдэлтийн төлөв

Илүү электрон сөрөг элементүүдтэй нэгдлүүдийн устөрөгчийн атом нь исэлдэлтийн төлөвийг +1 харуулдаг, жишээлбэл HF, H 2 O гэх мэт. Мөн металл гидридтэй нэгдлүүдэд устөрөгчийн атомын исэлдэлтийн төлөв -1, жишээ нь NaH, CaH байна. 2 гэх мэт. Энэ нь ердийн металл ба металл бус хоёрын хоорондох цахилгаан сөрөг утгатай байна. Цууны хүчил эсвэл спирт зэрэг органик уусгагч дахь олон органик нэгдлүүдийг катализатороор бууруулах чадвартай: ханаагүй нэгдлүүдийг ханасан, зарим натрийн нэгдлүүдийг аммиак эсвэл амин болгон.

Байгаль дахь тархалт

Байгалийн устөрөгч нь хоёр хэсгээс бүрдэнэ тогтвортой изотопууд- протиум 1 H, дейтерий 2 H, тритий 3 N. Үгүй бол дейтерийг D, тритийг T гэж тэмдэглэнэ. Төрөл бүрийн хослолууд боломжтой, жишээ нь NT, HD, TD, H 2, D 2, T 2. Устөрөгч нь хүхэр (H 2 S), хүчилтөрөгч (ус хэлбэрээр), нүүрстөрөгч, азот, хлор зэрэг янз бүрийн нэгдлүүд хэлбэрээр байгальд илүү түгээмэл байдаг. Фосфор, иод, бром болон бусад элементүүдтэй нэгдлүүд хэлбэрээр бага байдаг. Энэ нь бүх ургамал, амьтны организм, газрын тос, чулуужсан нүүрс, байгалийн хий, олон тооны ашигт малтмал, чулуулгийн нэг хэсэг юм. Чөлөөт төлөвт энэ нь маш ховор тохиолддог - галт уулын хий, органик үлдэгдлийн задралын бүтээгдэхүүнээс бага хэмжээгээр олддог. Устөрөгч бол орчлон ертөнцөд хамгийн элбэг байдаг элемент (ойролцоогоор 75%). Энэ нь ихэвчлэн устөрөгчөөс бүрддэг Нар болон ихэнх одод, түүнчлэн Бархасбадь, Санчир гаригуудын бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Зарим гариг ​​дээр устөрөгч хатуу хэлбэрээр байж болно.

Устөрөгчийг энгийн бодис гэж үздэг

Устөрөгчийн молекул нь ковалент туйлшгүй холбоогоор холбогдсон хоёр атомаас бүрдэнэ. Физик шинж чанар- өнгө, үнэргүй хий. Энэ нь сансарт бусад хийтэй харьцуулахад илүү хурдан тархаж, жижиг нүхээр дамжин өнгөрч, ба өндөр температурган болон бусад материалыг харьцангуй амархан нэвтэрдэг. Өндөр дулаан дамжуулалттай.

Химийн шинж чанар . Хэвийн төлөвт бага температурт энэ нь халаалтгүй (гэрлийн үед) фтор, хлортой урвалд ордог;

H 2 + Cl 2 hv 2HCl

Энэ нь металаас илүү металл бустай илүү идэвхтэй харилцан үйлчилдэг.

Төрөл бүрийн бодисуудтай харьцахдаа энэ нь исэлдүүлэх болон хоёуланг нь харуулж чаддаг нөхөн сэргээх шинж чанар.

Устөрөгчийн нэгдлүүд

Устөрөгчийн нэгдлүүдийн нэг нь галоген юм. Эдгээр нь устөрөгч VIIA бүлгийн элементүүдтэй нэгдэх үед үүсдэг. HF, HCl, HBr, HI нь байна өнгөгүй хийнүүд, усанд маш сайн уусдаг.

Cl 2 + H 2 O HClO + HCl; HClO-хлорт ус

HBr ба HI нь ердийн бууруулагч бодис тул тэдгээрийг авах боломжгүй солилцооны урвал HCl шиг.

CaF 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2HF

Ус бол байгальд хамгийн түгээмэл устөрөгчийн нэгдэл юм.

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Энэ нь ямар ч өнгө, амт, үнэргүй. Маш сул электролит боловч олон металл ба металл бус, үндсэн ба хүчиллэг исэлд идэвхтэй урвалд ордог.

2H 2 O + 2Na = 2NaOH + H 2

H 2 O + BaO = Ba(OH) 2

3 H 2 O + P 2 O 5 = 2H 3 PO 4

Хүнд ус (D 2 O) нь изотоп төрлийн ус юм. Хүнд усанд бодисын уусах чадвар нь энгийн уснаас хамаагүй бага байдаг. Хүнд ус нь амьд организмын биологийн процессыг удаашруулдаг тул хортой байдаг. Усны дахин электролизийн үед электролизийн үлдэгдэлд хуримтлагдана. Цөмийн реакторуудад хөргөлтийн бодис, нейтрон зохицуулагч болгон ашигладаг.

Гидрид - устөрөгчийн метал (өндөр температурт) эсвэл устөрөгчөөс бага цахилгаан сөрөг нөлөө бүхий металл бус бодисуудтай харилцан үйлчлэл.

Si + 2H 2 = SiH 4

Устөрөгч өөрөө 16-р зууны эхний хагаст нээгдсэн. Парацельс. 1776 онд Г.Кавендиш 1783-1787 онд түүний шинж чанарыг анх судалж, А.Лавуазье устөрөгч нь усны нэг хэсэг гэдгийг харуулж, химийн элементүүдийн жагсаалтад оруулж, "устөрөгч" гэсэн нэрийг санал болгосон.

Лавлагаа

М.Б. Волович, О.Ф. Кабардин, Р.А. Лидин, Л.Ю. Аликберова, В.С. Рохлов, В.Б. Пятунин, Ю.А. Симагин, С.В.Симонович/Сургуулийн сурагчдын гарын авлага/Москва "AST-PRESS BOOK" 2003 он.

I.L. Кнуняц / Химийн нэвтэрхий толь / Москва “Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг” 1988 он.

I.E. Шиманович / Хими 11 / Минск “Ардын Асвета” 2008 он.

Ф.Коттон, Ж.Уилкинсон/Орчин үеийн органик бус хими/ Москва "Энх тайван" 1969 он

• Тэмдэглэл - H (устөрөгч);
• Латин нэр - Hydrogenium;
• Хугацаа - I;
• Бүлэг - 1 (Ia);
• Атомын масс - 1.00794;
• Атомын дугаар - 1;
• Атомын радиус = 53 pm;
• Ковалентын радиус = 32 pm;
• Электрон хуваарилалт - 1с 1;
• хайлах температур = -259.14 ° C;
• буцлах цэг = -252.87 ° C;
• Цахилгаан сөрөг чанар (Паулингын дагуу/Альпред ба Рочовын дагуу) = 2.02/-;
• Исэлдэлтийн төлөв: +1; 0; -1;
• Нягт (үгүй) = 0.0000899 г/см 3;
• Молийн хэмжээ = 14.1 см 3 / моль.

Устөрөгчийн хүчилтөрөгчтэй хоёртын нэгдлүүд:

Устөрөгчийг (“усыг төрүүлэх”) 1766 онд Английн эрдэмтэн Г.Кавендиш нээжээ. Энэ бол байгаль дээрх хамгийн энгийн элемент юм - устөрөгчийн атом нь цөм, нэг электронтой байдаг тул устөрөгч нь орчлон ертөнцөд хамгийн элбэг байдаг элемент юм (ихэнх оддын массын талаас илүү хувийг эзэлдэг).

Устөрөгчийн талаар бид "дамар нь жижиг, гэхдээ үнэтэй" гэж хэлж болно. Устөрөгч нь "энгийн" хэдий ч дэлхий дээрх бүх амьд оршнолуудыг эрчим хүчээр хангадаг - наран дээр тасралтгүй термоядролын урвал явагдаж, дөрвөн устөрөгчийн атомаас нэг гелий атом үүсдэг бөгөөд энэ үйл явц нь асар их хэмжээний энерги ялгардаг. (дэлгэрэнгүй мэдээллийг Цөмийн нэгдэл хэсгээс үзнэ үү).

IN дэлхийн царцдас массын хэсэгустөрөгч нь ердөө 0.15%. Үүний зэрэгцээ, дэлхий дээр мэдэгдэж байгаа бүх хүмүүсийн дийлэнх нь (95%) химийн бодисууднэг буюу хэд хэдэн устөрөгчийн атом агуулсан.

Металл бус нэгдлүүдэд (HCl, H 2 O, CH 4 ...) устөрөгч нь цорын ганц электроноо илүү электрон сөрөг элементүүдэд өгч, исэлдэлтийн төлөвийг +1 (илүү олон удаа) үүсгэдэг. ковалент холбоо(Ковалентын холбоог үзнэ үү).

Металлуудтай нэгдлүүдэд (NaH, CaH 2 ...) устөрөгч нь эсрэгээрээ өөр нэг электроныг цорын ганц s-орбитал руу хүлээн авдаг тул электрон давхаргыг дуусгахыг оролдож, -1 (бага давтамжтай) исэлдэлтийн төлөвийг харуулдаг. ихэвчлэн ионы холбоо үүсгэдэг (Ионы холбоог үзнэ үү), учир нь устөрөгчийн атом ба металлын атомын цахилгаан сөрөг байдлын ялгаа нэлээд том байж болно.

H 2

IN хийн төлөвустөрөгч нь хоёр атомт молекул хэлбэрээр оршдог бөгөөд туйлт бус ковалент холбоо үүсгэдэг.

Устөрөгчийн молекулууд нь:

• гайхалтай хөдөлгөөн;
• их хүч чадал;
• туйлшрал багатай;
• жижиг хэмжээ, жин.

Устөрөгчийн хийн шинж чанарууд:

• байгаль дээрх хамгийн хөнгөн хий, өнгө, үнэргүй;
• ус, органик уусгагчид муу уусдаг;
• шингэн ба хатуу металл (ялангуяа цагаан алт, палладий) -д бага хэмжээгээр уусдаг;
• шингэрүүлэхэд хэцүү (туйлшрал багатай тул);
• бүх мэдэгдэж буй хийнүүдээс хамгийн өндөр дулаан дамжуулалттай;
• халах үед энэ нь олон металл бус бодисуудтай урвалд орж, бууруулагчийн шинж чанарыг харуулдаг;
• тасалгааны температурт фтортой урвалд ордог (тэсрэлт үүсдэг): H 2 + F 2 = 2HF;
• Металлуудтай урвалд орж гидрид үүсгэх, исэлдүүлэх шинж чанарыг харуулдаг: H 2 + Ca = CaH 2;

Нэгдлүүдийн хувьд устөрөгч нь исэлдүүлэх шинж чанараасаа хамаагүй хүчтэйгээр бууруулах шинж чанартай байдаг. Устөрөгч нь нүүрс, хөнгөн цагаан, кальцийн дараа хамгийн хүчтэй бууруулагч юм. Устөрөгчийн бууруулагч шинж чанарыг үйлдвэрлэлд исэл ба галлидаас металл ба металл бус (энгийн бодис) гаргаж авахад өргөн ашигладаг.

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

Устөрөгчийн энгийн бодисуудтай үзүүлэх урвал

Устөрөгч нь электроныг хүлээн авч, үүрэг гүйцэтгэдэг бууруулах бодис, урвалд:

• -тай хүчилтөрөгч(гал асаах үед эсвэл катализаторын оролцоотой үед) 2: 1 (устөрөгч: хүчилтөрөгч) харьцаагаар тэсрэх тэсрэх хий үүсдэг: 2H 2 0 +O 2 = 2H 2 +1 O+572 кДж.
• -тай саарал(150°C-300°C хүртэл халаахад): H 2 0 +S ↔ H 2 +1 S
• -тай хлор(хэт ягаан туяагаар гал авалцах эсвэл цацрагаар цацах үед): H 2 0 +Cl 2 = 2H +1 Cl
• -тай фтор: H 2 0 +F 2 = 2H +1 F
• -тай азот(катализаторын оролцоотойгоор эсвэл өндөр даралтанд халаах үед): 3H 2 0 +N 2 ↔ 2NH 3 +1

Устөрөгч нь электрон хандивлаж, үүрэг гүйцэтгэдэг исэлдүүлэгч бодис, -тэй хариу үйлдэл үзүүлэхэд шүлтлэгТэгээд шүлтлэг дэлхийметалл гидрид үүсэх металлууд - гидридийн ион H агуулсан давстай төстэй ионы нэгдлүүд - эдгээр нь тогтворгүй цагаан талст бодис юм.

Ca+H 2 = CaH 2 -1 2Na+H 2 0 = 2NaH -1

Устөрөгчийн хувьд исэлдэлтийн төлөв -1 байх нь ердийн зүйл биш юм. Устай урвалд ороход гидридүүд задарч, усыг устөрөгч болгон бууруулдаг. Кальцийн гидридийн устай урвал дараах байдалтай байна.

CaH 2 -1 +2H 2 +1 0 = 2H 2 0 +Ca(OH) 2

Устөрөгчийн нарийн төвөгтэй бодисуудтай урвал

• өндөр температурт устөрөгч нь олон металлын ислийг бууруулдаг: ZnO+H 2 = Zn+H 2 O
• Метилийн спиртийг устөрөгчийг нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II) -тэй урвалд оруулснаар олж авна: 2H 2 +CO → CH 3 OH
• Устөрөгчжих урвалд устөрөгч нь олон органик бодисуудтай урвалд ордог.

Устөрөгч ба түүний нэгдлүүдийн химийн урвалын тэгшитгэлийг "Устөрөгч ба түүний нэгдлүүд - устөрөгчтэй холбоотой химийн урвалын тэгшитгэл" хуудсан дээр илүү дэлгэрэнгүй авч үзсэн болно.

Устөрөгчийн хэрэглээ

• В цөмийн эрчим хүчустөрөгчийн изотопуудыг ашигладаг - дейтерий ба тритий;
• химийн үйлдвэрт устөрөгчийг олон төрлийн нийлэгжүүлэхэд ашигладаг органик бодис, аммиак, устөрөгчийн хлорид;
• В хүнсний үйлдвэрустөрөгчийг ургамлын тосыг устөрөгчжүүлэх замаар хатуу өөх тос үйлдвэрлэхэд ашигладаг;
• металлыг гагнах, огтлоход хүчилтөрөгч дэх устөрөгчийн шаталтын өндөр температурыг (2600 ° C) ашигладаг;
• зарим металлын үйлдвэрлэлд устөрөгчийг бууруулах бодис болгон ашигладаг (дээрхийг үзнэ үү);
• устөрөгч нь хөнгөн хий учраас агаарын тээвэрт бөмбөлөг, аэростат, агаарын хөлөгт дүүргэгч болгон ашигладаг;
• Устөрөгчийг CO-тэй холилдсон түлш болгон ашигладаг.

IN сүүлийн үедЭрдэмтэд эрэл хайгуулд ихээхэн анхаарал хандуулдаг өөр эх сурвалжуудсэргээгдэх эрчим хүч. Нэг ирээдүйтэй чиглэлүүдЭнэ нь устөрөгчийг түлш болгон ашигладаг "устөрөгч" энерги бөгөөд шаталтын бүтээгдэхүүн нь энгийн ус юм.

Устөрөгч үйлдвэрлэх арга

Устөрөгчийг үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн аргууд:

• никель катализатор дээр өндөр температурт (800 ° C) усны ууртай метан хувиргалт (усны уурын катализаторын бууралт): CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 + CO 2;
• Fe 2 O 3 катализатор дээр нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг усны ууртай (t=500°C) хувиргах: CO + H 2 O = CO 2 + H 2 ;
• дулааны задралметан: CH 4 = C + 2H 2;
• хатуу түлшийг хийжүүлэх (t=1000°C): C + H 2 O = CO + H 2 ;
• Усны электролиз (маш цэвэр устөрөгч үүсгэдэг маш үнэтэй арга): 2H 2 O → 2H 2 + O 2.

Устөрөгч үйлдвэрлэх лабораторийн аргууд:

• давсны буюу шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилтэй метал (ихэвчлэн цайр) дээр үзүүлэх үйлдэл: Zn + 2HCl = ZCl 2 + H 2; Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2;
• Усны уурын халуун төмрийн үртэстэй харилцан үйлчлэл: 4H 2 O + 3Fe = Fe 3 O 4 + 4H 2.

1. Устөрөгч. Ерөнхий шинж чанар

Устөрөгч Н нь үелэх системийн эхний элемент бөгөөд орчлон ертөнцийн хамгийн түгээмэл элемент (92%); дэлхийн царцдас дахь устөрөгчийн массын хувь нь ердөө 1% байдаг.

Анх 1766 онд Г.Кавендиш 1787 онд цэвэр хэлбэрээр нь ялгаж авчээ. А.Лавуазье устөрөгч болохыг баталсан химийн элемент.
Устөрөгчийн атом нь цөм ба нэг электроноос бүрдэнэ. Цахим тохиргоо - 1S1. Устөрөгчийн молекул нь хоёр атомт байдаг. Бонд нь ковалент туйлшгүй.
Атомын радиус - (0.08 нм);
иончлолын боломж (PI) - (13.6 эВ);
электрон сөрөг чанар (EO) - (2.1);
исэлдэлтийн төлөв - (-1; +1).

2. Устөрөгч агуулсан нэгдлүүдийн жишээ
HCL, H2O, H2S04 гэх мэт.

Энэ даалгаварт та устөрөгчийн элементийн ерөнхий тайлбарыг өгөх хэрэгтэй.

Энэ даалгаврыг хэрхэн дуусгах вэ

• Химийн элементүүдийн үелэх систем дэх устөрөгчийн элементийн байршлыг бичнэ үү;
• Энэ химийн элементийг тайлбарлах;
• Устөрөгч агуулсан нэгдлүүдийг бич.

Устөрөгч нь дараах нэгдэл юм

Устөрөгч - тэмдэгтээр тэмдэглэгдсэн элементүүдийн үелэх системийн эхний элемент юм Х. Энэ элемент нь эхний бүлэгт багтдаг үндсэн дэд бүлэг, түүнчлэн эхний жижиг хугацаанд үндсэн дэд бүлгийн долоо дахь бүлэг.

Маш бага атомын масстай тул устөрөгчийг хамгийн хөнгөн элемент гэж үздэг. Нэмж дурдахад түүний нягтрал нь маш бага тул хөнгөн байдлын жишиг үзүүлэлт юм. Тиймээс, жишээлбэл, устөрөгчөөр дүүрсэн савангийн хөөс агаарт өсөх хандлагатай байдаг.

Энэ бол манай гараг болон бусад дэлхийн хамгийн түгээмэл бодис юм. Эцсийн эцэст бараг бүх од хоорондын орон зай, одод яг энэ нэгдлээс бүрддэг.

Устөрөгч агуулсан хэд хэдэн үндсэн нэгдлүүд байдаг.

• Галоген устөрөгч: HCl, HI, HF гэх мэт. Энэ нь HHal ерөнхий томьёотой байх явдал юм.
• Металл бус дэгдэмхий устөрөгчийн нэгдлүүд: H2S, CH4.
• Гидридүүд: NaH, LiH.
• Гидроксид, хүчил: NaOH, HCl.
• Устөрөгчийн гидроксид: H2O.
• Устөрөгчийн хэт исэл: H2O.
• Олон тооны органик нэгдлүүд: нүүрсустөрөгч, уураг, өөх тос, липид, витамин, гормон, эфирийн тос болон бусад.

"УС төрөгч" ерөнхий схем

I. Устөрөгч бол химийн элемент юм

a) PSHE дахь байр суурь

• серийн дугаар №1
• үе 1
• I бүлэг ("А" үндсэн дэд бүлэг)
• харьцангуй масс Ar(H)=1
• Латин нэр Hydrogenium (ус төрүүлдэг)

б) Байгаль дахь устөрөгчийн тархалт

Устөрөгч бол химийн элемент юм.	Дэлхийн царцдас дотор(литосфер ба гидросфер) - жингийн 1% (Бүх элементүүдийн дунд 10-р байр)
	УУР мандалд - атомын тоогоор 0.0001%
	Орчлон ертөнцийн хамгийн түгээмэл элемент – Бүх атомын 92% (үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэгодод ба од хоорондын хий)

Устөрөгч бол химийн бодис юм элемент	Холболтуудад	H 2 O - ус(жингийн 11%)
		CH 4 - метан хий(жингийн 25%)
		Органик бодис(газрын тос, шатамхай байгалийн хий болон бусад) Амьтан ба ургамлын организмд(өөрөөр хэлбэл, дотор уургийн найрлага, нуклейн хүчил, өөх тос, нүүрс ус болон бусад) Хүний биеддунджаар 7 кг орчим устөрөгч агуулдаг.

в) Нэгдлүүд дэх устөрөгчийн валент

II. Устөрөгч нь энгийн бодис (H 2)

Баримт

1. Лаборатори (Kipp аппарат) A) Металлын хүчлүүдтэй харилцан үйлчлэх: Zn+ 2HCl = ZnCl 2 + H 2 давс B) харилцан үйлчлэл идэвхтэй металлуудусаар: 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 суурь

2. Аж үйлдвэр · Усны электролиз имэйл одоогийн 2H 2 O =2H 2 + O 2 · Байгалийн хийнээс t,Ni CH 4 + 2H 2 O=4H 2 +CO 2

Байгаль дахь устөрөгчийг олох.

Устөрөгч нь байгальд өргөн тархсан бөгөөд дэлхийн царцдас (литосфер ба гидросфер) дахь агууламж нь массын 1%, атомын тоогоор 16% байдаг. Устөрөгч нь нүүрс, газрын тос, байгалийн хий, шавар, түүнчлэн амьтан, ургамлын организмыг бүрдүүлдэг нэгдлүүдийн найрлагад байдаг ус (устөрөгчийн массын 11.19%) нь дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл бодисын нэг хэсэг юм. уураг, нуклейн хүчил, өөх тос, нүүрс ус болон бусад). Устөрөгч нь маш ховор бөгөөд галт уулын болон бусад байгалийн хийд бага хэмжээгээр агуулагддаг. Агаар мандалд бага хэмжээний чөлөөт устөрөгч (атомын тоогоор 0.0001%) байдаг. Дэлхийн ойролцоох орон зайд протоны урсгал хэлбэрээр устөрөгч нь дэлхийн дотоод ("протон") цацрагийн бүсийг үүсгэдэг. Сансарт устөрөгч нь хамгийн элбэг байдаг элемент юм. Плазмын хэлбэрээр энэ нь нар болон ихэнх оддын массын тал орчим хувийг эзэлдэг бөгөөд од хоорондын орчин ба хийн мананцарын хийн дийлэнх хэсгийг бүрдүүлдэг. Устөрөгч нь хэд хэдэн гаригийн агаар мандалд болон сүүлт одуудад чөлөөт H 2, метан CH 4, аммиак NH 3, ус H 2 O, радикал хэлбэрээр байдаг. Протоны урсгал хэлбэрээр устөрөгч нь нар ба сансрын цацрагийн корпускуляр цацрагийн нэг хэсэг юм.

Устөрөгчийн гурван изотоп байдаг:
a) хөнгөн устөрөгч - протиум,
б) хүнд устөрөгч - дейтерий (D),
в) хэт хүнд устөрөгч - тритиум (T).

Тритиум нь тогтворгүй (цацраг идэвхт) изотоп тул байгальд бараг байдаггүй. Дейтерий нь тогтвортой, гэхдээ маш бага: 0.015% (бүх хуурай газрын устөрөгчийн массын).

Нэгдлүүд дэх устөрөгчийн валент

Нэгдлүүдэд устөрөгч нь валентыг харуулдаг I.

Устөрөгчийн физик шинж чанар

Устөрөгчийн энгийн бодис (H 2) нь хий, агаараас хөнгөн, өнгөгүй, үнэргүй, амтгүй, буцлах температур = – 253 0 С, устөрөгч нь усанд уусдаггүй, шатамхай. Туршилтын хоолой эсвэл уснаас агаарыг зайлуулах замаар устөрөгчийг цуглуулж болно. Энэ тохиолдолд туршилтын хоолойг дээш нь доош нь эргүүлэх ёстой.

Устөрөгчийн үйлдвэрлэл

Лабораторид урвалын үр дүнд устөрөгч үүсдэг

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2.

Цайрын оронд төмөр, хөнгөн цагаан болон бусад металл, хүхрийн хүчлийн оронд бусад шингэрүүлсэн хүчил хэрэглэж болно. Үүссэн устөрөгчийг туршилтын хоолойд усыг солих (10.2-р зургийг үз) эсвэл зүгээр л урвуу колбонд (зураг 10.2 а) цуглуулдаг.

Аж үйлдвэрт устөрөгчийг никель катализаторын оролцоотойгоор 800 ° C температурт усны ууртай урвалд оруулснаар байгалийн хий (гол төлөв метан) -аас их хэмжээгээр үйлдвэрлэдэг.

CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 +CO 2 (t, Ni)

эсвэл нүүрсийг өндөр температурт усны уураар боловсруулах:

2H 2 O + C = 2H 2 + CO 2. (t)

Уснаас цэвэр устөрөгчийг задлах замаар гаргаж авдаг цахилгаан цочрол(электролизд өртөх):

2H 2 O = 2H 2 + O 2 (электролиз).

Бүтэц ба физик шинж чанарустөрөгчУстөрөгч нь хоёр атомт хий H2 юм. Энэ нь өнгө, үнэргүй. Энэ бол хамгийн хөнгөн хий юм. Энэ шинж чанараараа агаарын бөмбөлөг, агаарын хөлөг болон түүнтэй адилтгах төхөөрөмжид ашиглагдаж байсан боловч устөрөгчийг эдгээр зорилгоор өргөнөөр ашиглах нь агаартай холилдох үед тэсрэх чадвараас болж саад болдог.

Устөрөгчийн молекулууд нь туйл биш бөгөөд маш жижиг тул тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэл бага байдаг. Энэ талаар тэрээр маш их зүйлтэй бага температурхайлах (-259оС) ба буцалгах (-253оС). Устөрөгч нь усанд бараг уусдаггүй.

Устөрөгч нь энгийн 1Н, дейтерий 2Н эсвэл D, цацраг идэвхт тритий 3Н эсвэл Т гэсэн 3 изотоптой. Устөрөгчийн хүнд изотопууд нь энгийн устөрөгчөөс 2, бүр 3 дахин хүнд байдагаараа онцлог юм! Тийм ч учраас ердийн устөрөгчийг дейтерий эсвэл тритиумаар солих нь тухайн бодисын шинж чанарт мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг (жишээлбэл, энгийн устөрөгч H2 ба дейтерийн D2 буцалгах цэгүүд 3.2 градусаар ялгаатай). Устөрөгчийн харилцан үйлчлэл энгийн бодисууд Устөрөгч нь дунд зэргийн цахилгаан сөрөг нөлөө бүхий металл биш юм. Тиймээс энэ нь исэлдүүлэх, багасгах шинж чанартай байдаг.

Устөрөгчийн исэлдүүлэх шинж чанар нь ердийн металлууд - үелэх системийн I-II бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элементүүдтэй урвалд ордог. Устөрөгчөөр халаахад хамгийн идэвхтэй металлууд (шүлтлэг ба шүлтлэг шороо) нь гидридийг үүсгэдэг - болор торонд гидридын ион H- агуулсан хатуу давстай төстэй бодисууд. 2Na + H2 = 2NaH ; Ca + H2 = CaH2Устөрөгчийг бууруулах шинж чанар нь устөрөгчөөс илүү ердийн металл бус бодисуудтай урвалд илэрдэг. 1) Галогентэй харилцан үйлчлэл H2 + F2 = 2HF

Фторын аналогууд - хлор, бром, иодтой харилцан үйлчлэл ижил төстэй явагддаг. Галогенийн идэвхжил буурах тусам урвалын эрч хүч буурна. Фтортой урвал нь ердийн нөхцөлд тэсрэх замаар явагддаг, хлортой урвалд гэрэл эсвэл халаах шаардлагатай байдаг ба иодтой урвал нь зөвхөн хүчтэй халаалттай байдаг бөгөөд буцах боломжтой байдаг. 2) Хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэх 2H2 + O2 = 2H2O Урвал нь их хэмжээний дулаан ялгаруулж, заримдаа тэсрэлттэй байдаг. 3) Хүхэртэй харилцан үйлчлэх H2 + S = H2S Хүхэр нь хүчилтөрөгчөөс хамаагүй бага идэвхтэй металл бус бөгөөд устөрөгчтэй харилцан үйлчлэл нь тайван явагддаг.b 4) Азоттой харилцан үйлчлэх 3H2 + N2↔ 2NH3 Урвал нь буцах боломжтой бөгөөд зөвхөн катализаторын оролцоотойгоор, халаах, даралттай үед мэдэгдэхүйц хэмжээгээр явагддаг. Бүтээгдэхүүнийг аммиак гэж нэрлэдэг. 5) Нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэх C + 2H2↔ CH4 Урвал нь цахилгаан нуман эсвэл маш өндөр температурт явагддаг. Бусад нүүрсустөрөгчид мөн дайвар бүтээгдэхүүн хэлбэрээр үүсдэг. 3. Устөрөгчийн харилцан үйлчлэл нарийн төвөгтэй бодисууд Мөн устөрөгч нь нарийн төвөгтэй бодисуудтай урвалд орохдоо багасгах шинж чанарыг харуулдаг: 1) Хөнгөн цагааны баруун талд байрлах цахилгаан химийн хүчдэлийн цувралд байрлах металлын исэл, түүнчлэн металл бус исэл: Fe2O3 + 2H2 2Fe + 3H2O. ; CuO + H2 Cu + H2O Устөрөгчийг оксидын хүдрээс металл гаргаж авахын тулд ангижруулагч болгон ашигладаг. Халах үед урвал үүсдэг 2) Ханаагүй органик бодисыг нэмэх; С2Н4 + Н2(t;p)→ С2Н6 Катализаторын оролцоотой ба даралтын дор урвал явагдана. Устөрөгчийн бусад урвалын талаар бид одоогоор ярихгүй. 4. Устөрөгчийн үйлдвэрлэлАж үйлдвэрт устөрөгчийг нүүрсустөрөгчийн түүхий эдийг боловсруулах замаар үйлдвэрлэдэг - байгалийн болон холбогдох хий, кокс гэх мэт. Устөрөгч үйлдвэрлэх лабораторийн аргууд:

1) Устөрөгчийн зүүн талд байгаа металлын цахилгаан химийн хүчдэлийн цуваа дахь металуудын хүчлүүдтэй харилцан үйлчлэл. Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb (H2) Cu Hg Ag Pt Mg + 2HCl = MgCl2 + H22) Магнийн зүүн талд байрлах металлын цахилгаан химийн хүчдэлийн цуваа дахь металлуудын харилцан үйлчлэл, хүйтэн ус. Энэ нь мөн шүлт үүсгэдэг.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 Манганы зүүн талд байрлах металлын цахилгаан химийн хүчдэлийн цувралд байрлах метал нь тодорхой нөхцөлд устөрөгчийг уснаас нүүлгэн шилжүүлэх чадвартай (магни - халуун уснаас, хөнгөн цагаан - оксидын хальсыг арилгасан тохиолдолд) гадаргуугаас).

Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2

Кобальтын зүүн талд байрлах металлын цахилгаан химийн хүчдэлийн цувралд байрлах метал нь усны уураас устөрөгчийг нүүлгэн шилжүүлэх чадвартай. Энэ нь мөн исэл үүсгэдэг.

3Fe + 4H2O уур Fe3O4 + 4H23) Гидроксид нь амфотер шинж чанартай металлуудын шүлтийн уусмалуудтай харилцан үйлчлэл.

Гидроксид нь амфотер шинж чанартай металууд нь шүлтийн уусмалаас устөрөгчийг зайлуулдаг. Та ийм 2 металлыг мэдэх хэрэгтэй - хөнгөн цагаан, цайр:

2Al + 2NaOH +6H2O = 2Na + + 3H2

Zn + 2KOH + 2H2O = K2 + H2

Энэ тохиолдолд нарийн төвөгтэй давсууд- гидроксоалюминат ба гидроксоцинатууд.

Одоогийн байдлаар жагсаасан бүх аргууд нь ижил процесс дээр суурилдаг - +1 исэлдэлтийн төлөвт устөрөгчийн атом бүхий металыг исэлдүүлэх:

М0 + nН+ = Мn+ + n/2 H2

4) Идэвхтэй металл гидридийн устай харилцан үйлчлэл:

CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2

Энэ процесс нь -1 исэлдэлтийн төлөвт байгаа устөрөгчийн +1 исэлдэлтийн төлөвт устөрөгчтэй харилцан үйлчлэхэд суурилдаг.

5) Электролиз усан уусмалшүлт, хүчил, зарим давс:

2H2O 2H2 + O2

5. Устөрөгчийн нэгдлүүд Зүүн талд байгаа энэ хүснэгтэд устөрөгч - гидридтэй ионы нэгдлүүдийг үүсгэдэг элементүүдийн эсийг цайвар сүүдэрээр тодруулсан болно. Эдгээр бодисууд нь гидридийн ион H- агуулдаг. Эдгээр нь хатуу, өнгөгүй, давстай төстэй бодис бөгөөд устай урвалд орж устөрөгч ялгаруулдаг.

IV-VII бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элементүүд нь устөрөгчтэй нэгдлүүд үүсгэдэг молекулын бүтэц. Заримдаа тэдгээрийг гидрид гэж нэрлэдэг боловч энэ нь буруу юм. Тэд гидридийн ион агуулаагүй, молекулуудаас бүрддэг. Дүрмээр бол эдгээр элементүүдийн хамгийн энгийн устөрөгчийн нэгдлүүд нь өнгөгүй хий юм. Үл хамаарах зүйл нь ус нь шингэн бөгөөд устөрөгчийн фтор нь өрөөний температурт хий боловч хэвийн нөхцөлд шингэн байдаг.

Харанхуй эсүүд нь хүчиллэг шинж чанарыг харуулдаг устөрөгчтэй нэгдлүүдийг үүсгэдэг элементүүдийг заадаг.

Загалмай бүхий хар эсүүд нь үндсэн шинж чанарыг харуулдаг устөрөгчтэй нэгдлүүдийг үүсгэдэг элементүүдийг заадаг.

=================================================================================

29). ерөнхий шинж чанарүндсэн дэд бүлгийн элементүүдийн шинж чанар 7гр. Хлор. Эрдмийн шинж чанарууд. Давсны хүчил.Галогенийн дэд бүлэгт фтор, хлор, бром, иод, астатин орно (астатин бол цацраг идэвхт элемент, бага судлагдсан). Эдгээр нь Д.И.Менделеевийн үелэх системийн VII бүлгийн p-элементүүд юм. Гадаад энергийн түвшинд тэдгээрийн атомууд ns2np5 гэсэн 7 электронтой. Энэ нь тэдний шинж чанаруудын нийтлэг байдлыг тайлбарладаг.

Тэд тус бүр нэг электроныг амархан нэмж, исэлдэлтийн төлөвийг -1 харуулдаг. Галоген нь устөрөгч ба металлын нэгдлүүдэд ийм исэлдэлтийн зэрэгтэй байдаг.

Гэсэн хэдий ч галоген атомууд нь фтороос гадна эерэг исэлдэлтийн төлөвийг харуулж чаддаг: +1, +3, +5, +7. Исэлдэлтийн төлөвийн боломжит утгыг фторын атомын хувьд диаграмаар дүрсэлж болох электрон бүтцээр тайлбарласан болно.

Хамгийн электрон сөрөг элемент болох фтор нь 2p дэд түвшинд зөвхөн нэг электрон хүлээн авах чадвартай тул фтор нь зөвхөн нэг валенттай, исэлдэлтийн төлөв нь үргэлж -1 байдаг.

Цахим бүтэцХлорын атом нь 3p дэд түвшинд нэг хосгүй электронтой бөгөөд хлорын хэвийн (өдөөгдөөгүй) төлөв нь нэг валент юм. Гэхдээ хлор нь 3-р үе шатанд байгаа тул 10 электроныг багтаах боломжтой 3d дэд түвшний таван тойрог замтай байдаг.

Фтор нь чөлөөт тойрог замгүй бөгөөд энэ нь хэзээ гэсэн үг юм химийн урвалАтомд хосолсон электронууд тусгаарлагддаггүй. Тиймээс галогенийн шинж чанарыг авч үзэхдээ фтор ба нэгдлүүдийн шинж чанарыг харгалзан үзэх шаардлагатай.

Галогенийн устөрөгчийн нэгдлүүдийн усан уусмал нь хүчил юм: HF - гидрофтор (фтор), HCl - давсны уусмал (давсны хүчил), HBr - гидробромик, HI - гидроиод.

Хлор (лат.Chlorum), Cl, Менделеевийн үелэх системийн VII бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 17, атомын масс 35.453; галоген гэр бүлд хамаардаг. Хэвийн нөхцөлд (0°С, 0.1 Мн/м2, эсвэл 1 кгс/см2) цочроох хурц үнэртэй шар-ногоон хий юм. Байгалийн хлор нь 35Cl (75.77%) ба 37Cl (24.23%) гэсэн хоёр тогтвортой изотопоос бүрдэнэ.

Хлорын химийн шинж чанар. Гадаад цахим тохиргооатом Cl 3s2Зр5. Үүний дагуу нэгдэл дэх хлор нь -1, +1, +3, +4, +5, +6, +7 исэлдэлтийн төлөвийг харуулдаг. Атомын ковалент радиус 0.99Å, ионы радиус Cl- 1.82Å, Хлорын атомын электрон хамаарал 3.65 эВ, иончлолын энерги 12.97 эВ.

Химийн хувьд хлор нь маш идэвхтэй бөгөөд бараг бүх металлтай (зарим нь зөвхөн чийгтэй эсвэл халсан үед) ба металл бус (нүүрстөрөгч, азот, хүчилтөрөгч, идэвхгүй хийнээс бусад) шууд нэгдэж, харгалзах хлоридуудыг үүсгэдэг. олон нэгдлүүд, ханасан нүүрсустөрөгчид устөрөгчийг орлуулж, ханаагүй нэгдлүүдийг нэгтгэдэг. Хлор нь бром, иодыг устөрөгч, металлын нэгдлээс нь зайлуулдаг; Эдгээр элементүүдтэй хлорын нэгдлүүдээс фтороор солигддог. Чийгийн ул мөр байгаа үед шүлтлэг металлууд нь гал асаах үед хлортой урвалд ордог. Фосфор нь зөвхөн халсан үед л хуурай хлортой урвалд орж, PCl3 үүсгэдэг, цаашлаад хлоржуулах үед - PCl5; Хлортой хүхэр нь халах үед S2Cl2, SCl2 болон бусад SnClm-ийг үүсгэдэг. Хүнцэл, сурьма, висмут, стронций, теллур нь хлортой хүчтэй харилцан үйлчилдэг. Хлор ба устөрөгчийн холимог нь устөрөгчийн хлорид үүсэх замаар өнгөгүй эсвэл шар-ногоон дөлөөр шатдаг (энэ нь гинжин урвал юм). Хүчилтөрөгчтэй хамт хлор нь исэл үүсгэдэг: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8, түүнчлэн гипохлорит (гипохлорт хүчлийн давс), хлорит, хлорат, перхлоратууд. Бүгд хүчилтөрөгчийн нэгдлүүдхлор нь амархан исэлддэг бодисуудтай тэсрэх хольц үүсгэдэг. Усанд агуулагдах хлор нь гидролиз болж, гипохлор ба давсны хүчил үүсгэдэг: Cl2 + H2O = HClO + HCl. Шүлтлэгийн усан уусмалыг хүйтэнд хлоржуулахад гипохлорит, хлорид үүсдэг: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O, халах үед хлоратууд үүсдэг. Хуурай кальцийн гидроксидыг хлоржуулах нь цайруулагч бодис үүсгэдэг. Аммиак нь хлортой урвалд ороход азотын трихлорид үүсдэг. Органик нэгдлүүдийг хлоржуулах үед хлор нь устөрөгчийг орлуулж эсвэл олон тооны холбоог нэмж, янз бүрийн хлор агуулсан нэгдлүүдийг үүсгэдэг. органик нэгдлүүд. Хлор нь бусад галогентэй интергалоген нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Фторидууд ClF, ClF3, ClF3 нь маш идэвхтэй байдаг; жишээлбэл, ClF3 агаар мандалд шилэн хөвөн аяндаа гал авалцдаг. Хүчилтөрөгч ба фтортой хлорын мэдэгдэж буй нэгдлүүд нь хлорын оксифторидууд юм: ClO3F, ClO2F3, ClOF, ClOF3 ба фторын перхлорат FClO4. Давсны хүчил (давсны хүчил, давсны хүчил, устөрөгчийн хлорид) - HCl, усан дахь устөрөгчийн хлоридын уусмал; хүчтэй монопротик хүчил. Өнгөгүй (техникийн давсны хүчил нь Fe, Cl2 гэх мэт хольцын улмаас шаргал өнгөтэй), агаарт "тамхи татах", идэмхий шингэн. 20 ° C-ийн хамгийн их концентраци нь жингийн 38% байна. Давсны хүчлийн давсыг хлорид гэж нэрлэдэг.

Хүчтэй исэлдүүлэгч бодисуудтай (калийн перманганат, манганы давхар исэл) хлорын хий ялгаруулах харилцан үйлчлэл:

Аммонийн хлоридын жижиг талстуудаас тогтсон өтгөн цагаан утаа үүсгэх аммиактай урвалд орно.

Чанарын урвалдээр давсны хүчилтүүний давс нь мөнгөний нитраттай харилцан үйлчлэлцдэг бөгөөд энэ нь азотын хүчилд уусдаггүй мөнгөн хлоридын ааруул тунадас үүсгэдэг.

===============================================================================