Приклади з'єднань містять водень і їх формули. Водень. Будова і властивості водню. Водневі з'єднання металів і неметалів. Реакції водню з простими речовинами

МІНСЬКИЙ КОЛЕДЖ ТЕХНОЛОГІЇ ТА ДИЗАЙНУ ЛЕГКОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

реферат

з дисципліни: Хімія

Тема: «Водень і його сполуки»

підготувала:учнівська I курсу 343 групи

Віскуп Олена

перевірив:Аляб'єва Н.В.

Мінськ 2009

Будова атома водню в періодичній системі

ступені окислення

Поширеність в природі

Водень як проста речовина

з'єднання водню

Список літератури

Будова атома водню в періодичній системі

перший елемент періодичної системи (1-й період, порядковий номер 1). Не має повної аналогії з іншими хімічними елементами і не належить ні до якої групи, тому в таблицях умовно поміщається в IА групу і / або VIIA-групу.

Атом водню найменший за розмірами і найлегший серед атомів всіх елементів. Електронна формула атома 1s 1. Звичайна форма існування елементу у вільному стані - двухатомная молекула.

ступені окислення

Атом водню в сполуках з більш електронегативними елементами проявляє ступінь окислення +1, наприклад HF, H 2 O і ін. А в сполуках з металами-гидридах - ступінь окислення атома водню дорівнює -1, наприклад NaH, CaH 2 і ін. Володіє значенням електронегативності середнім між типовими металами і неметалами. Здатний каталитически відновлювати в органічних розчинниках, таких як оцтова кислота або спирт, багато органічні сполуки: ненасичені сполуки до насичених, деякі сполуки натрію-до аміаку або амінів.

Поширеність в природі

Природний водень складається з двох стабільних ізотопів - протію 1 Н, дейтерію 2 Н і тритію 3 Н. По-іншому дейтерій позначають як D, а тритій як Т. Можуть бути різні комбінації, наприклад НТ, HD, TD, H 2, D 2, T 2. Водень більше поширений в природі у вигляді різних сполук із сіркою (H 2 S), киснем (у вигляді води), вуглецем, азотом і хлором. Рідше у вигляді сполук з фосфором, йодом, бромом та іншими елементами. Входить до складу всіх рослинних і тваринних організмів, нафти, викопного вугілля, природного газу, ряду мінералів і порід. У вільному стані зустрічається дуже рідко в невеликих кількостях - в вулканічних газах і продуктах розкладання органічних залишків. Водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті (близько 75%). Він входить до складу Сонця і більшості зірок, а також планет Юпітера і Сатурна, які в основному складаються з водню. На окремих планетах водень може існувати в твердому вигляді.

Водень як проста речовина

Молекула водню складається з двох атомів, пов'язаних між собою ковалентним неполярной зв'язком. Фізичні властивості - газ без кольору і запаху. Швидше за інших газів поширюється в просторі, проходить через дрібні пори, при високих температурах порівняно легко проникає крізь сталь та інші матеріали. Має високу теплопровідність.

Хімічні властивості . У звичайному стані при низьких температурах малоактивний, без нагрівання реагує з фтором і хлором (при наявності світла).

H 2 + Cl 2 hv 2HCl

З неметалами взаємодіє активніше, ніж з металами.

При взаємодії з різними речовинами може проявляти як окисні, так і відновні властивості.

з'єднання водню

Одним із з'єднань водню є галогени. Вони утворюються при з'єднанні водню з елементами VIIA групи. HF, HCl, HBr і HI є безбарвні гази, Добре розчинні у воді.

Cl 2 + H 2 O HClO + HCl; HClO-хлорне вода

Так як HBr і HI типові відновники, то їх не можна отримати по обмінній реакції як HCl.

CaF 2 + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 + 2HF

Вода - найпоширеніше в природі сполука водню.

2Н 2 + О 2 \u003d 2Н 2 О

Не має ні кольору, ні смаку, ні запаху. Дуже слабкий електроліт, але активно реагує з багатьма металами і неметалами, основними і кислотними оксидами.

2Н 2 О + 2Na \u003d 2NaOH + H 2

Н 2 О + BaO \u003d Ba (OH) 2

3 Н 2 О + P 2 O 5 \u003d 2H 3 PO 4

Важка вода (D 2 O) - ізотопна різновид води. Розчинність речовин у важкій воді значно менше ніж у звичайній. Важка вода отруйна, тому що уповільнює біологічні процеси в живих організмах. Накопичується в залишку електролізу при багаторазовому електролізі води. Використовується як теплоносій і сповільнювач нейтронів в ядерних реакторах.

Гідриди - взаємодія водню з металами (при високій температурі) або менш електронегативними ніж водень неметаллами.

Si + 2H 2 \u003d SiH 4

Сам же водень був відкритий в першій половині 16 ст. Парацельсом. У 1776 Г. Кавендіш вперше досліджував його властивості, в 1783-1787 А. Лавуазьє показав, що водень входить до складу води, включив його в список хімічних елементів і запропонував назву «гидроген».

Список літератури

М.Б. Волович, О.Ф. Кабардино, Р.А. Лидин, Л.Ю. Алікберова, В.С. Рухля, В.Б. Пятунін, Ю.А. Симагин, С.В Симонович / Довідник школяра / Москва «АСТ-ПРЕСС КНИГА» 2003.

И.Л. Кнуняц / Хімічна енциклопедія / Москва «Радянська енциклопедія» 1 988

І.Є. Шиманович / Хімія 11 / Мінськ «Народна асвета» 2008

Ф.Коттон, Дж. Уілкінсон / Сучасна неорганічна хімія/ Москва «Світ» 1969

• Позначення - H (Hydrogen);
• Латинська назва - Hydrogenium;
• Період - I;
• Група - 1 (Ia);
• Атомна маса - 1,00794;
• Атомний номер - 1;
• Радіус атома \u003d 53 пм;
• Ковалентний радіус \u003d 32 пм;
• Розподіл електронів - 1s 1;
• t плавлення \u003d -259,14 ° C;
• t кипіння \u003d -252,87 ° C;
• Електронегативність (за Полінгом / по Алпреду і Рохової) \u003d 2,02 / -;
• Ступінь окислення: +1; 0; -1;
• Щільність (н. У.) \u003d 0,0000899 г / см 3;
• Молярний об'єм \u003d 14,1 см 3 / моль.

Бінарні сполуки водню з киснем:

Водень ( "що породжує воду") був відкритий англійським вченим Г. Кавендіш в 1766 році. Це найпростіший елемент в природі - атом водню має ядро \u200b\u200bі один електрон, напевно, з цієї причини водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті (складає більше половини маси більшості зірок).

Про водень можна сказати, що "малий золотник, да дорог". Незважаючи на свою "простоту", водень дає енергію всім живим істотам на Землі - на Сонце йде безперервна термоядерна реакція в ході якої з чотирьох атомів водню утворюється один атом гелію, даний процес супроводжується виділенням колосальної кількості енергії (докладніше див. Ядерний синтез).

У земній корі масова частка водню становить всього 0,15%. Тим часом, переважна кількість (95%) всіх відомих на Землі хімічних речовин містять один або кілька атомів водню.

У з'єднаннях з неметалами (HCl, H 2 O, CH 4 ...) водень віддає свій єдиний електрон більш електронегативний елементів, виявляючи ступінь окислення +1 (частіше), утворюючи тільки ковалентні зв'язки (Див. Ковалентний зв'язок).

У з'єднаннях з металами (NaH, CaH 2 ...) водень, навпаки, приймає на свою єдину s-орбіталь ще один електрон, намагаючись, таким чином, завершити свій електронний шар, проявляючи ступінь окислення -1 (рідше), утворюючи частіше іонну зв'язок (див. Іонна зв'язок), т. к., різниця в електронегативності атома водню і атома металу може бути досить великою.

H 2

В газоподібному стані водень знаходиться в вигляді двохатомних молекул, утворюючи неполярну ковалентний зв'язок.

Молекули водню володіють:

• великою рухливістю;
• великою міцністю;
• малої поляризуемостью;
• малими розмірами і масою.

Властивості газу водню:

• найлегший в природі газ, без кольору і запаху;
• погано розчиняється у воді і органічних розчинниках;
• в незначних кол-вах розчиняється в рідких і твердих металах (особливо в платині і паладій);
• важко піддається зрідження (через свою малу поляризуемости);
• має найвищу теплопровідність з усіх відомих газів;
• при нагріванні реагує з багатьма неметалами, проявляючи властивості відновника;
• при кімнатній температурі реагує з фтором (відбувається вибух): H 2 + F 2 \u003d 2HF;
• з металами реагує з утворенням гідридів, проявляючи окисні властивості: H 2 + Ca \u003d CaH 2;

У з'єднаннях водень набагато сильніше проявляє свої відновні властивості, ніж окисні. Водень є найсильнішим відновником після вугілля, алюмінію і кальцію. Відновлювальні властивості водню широко використовуються в промисловості для отримання металів і неметалів (простих речовин) з оксидів і галлідов.

Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O

Реакції водню з простими речовинами

Водень приймає електрон, граючи роль відновника, В реакціях:

• з киснем (При підпалюванні або в присутності каталізатора), в співвідношенні 2: 1 (водень: кисень) утворюється вибухонебезпечний гримучий газ: 2H 2 0 + O 2 \u003d 2H 2 +1 O + 572 кДж
• з сірої (При нагріванні до 150 ° C-300 ° C): H 2 0 + S ↔ H 2 +1 S
• з хлором (При підпалюванні або опроміненні УФ-променями): H 2 0 + Cl 2 \u003d 2H +1 Cl
• з фтором: H 2 0 + F 2 \u003d 2H +1 F
• з азотом (При нагріванні в присутності каталізаторів або при високому тиску): 3H 2 0 + N 2 ↔ 2NH 3 +1

Водень віддає електрон, граючи роль окислювача, В реакціях з лужними і лужноземельними металами з утворенням гідридів металів - солеобразние іонні сполуки, що містять гідрид-іони H - - це нестійкі кристалічні в-ва білого кольору.

Ca + H 2 \u003d CaH 2 -1 2Na + H 2 0 \u003d 2NaH -1

Для водню нехарактерно проявляти ступінь окислення -1. Реагуючи з водою, гідриди розкладаються, відновлюючи воду до водню. Реакція гідриду кальцію з водою має наступний вигляд:

CaH 2 -1 + 2H 2 +1 0 \u003d 2H 2 0 + Ca (OH) 2

Реакції водню зі складними речовинами

• при високій температурі водень відновлює багато оксиди металів: ZnO + H 2 \u003d Zn + H 2 O
• метиловий спирт отримують в результаті реакції водню з оксидом вуглецю (II): 2H 2 + CO → CH 3 OH
• в реакціях гідрогенізації водень реагує з багатьма органічними речовинами.

Більш докладно рівняння хімічних реакцій водню і його сполук розглянуті на сторінці "Водень і його сполуки - рівняння хімічних реакцій за участю водню".

застосування водню

• в атомній енергетиці використовуються ізотопи водню - дейтерій і тритій;
• в хімічній промисловості водень використовують для синтезу багатьох органічних речовин, Аміаку, хлороводню;
• в харчовій промисловості водень застосовують у виробництві твердих жирів посередництвом гідрогенізації рослинних олій;
• для зварювання та різання металів використовують високу температуру горіння водню в кисні (2600 ° C);
• при отриманні деяких металів водень використовують як відновник (див. вище);
• оскільки водень є легким газом, його використовують в повітроплавання в якості наповнювача повітряних куль, аеростатів, дирижаблів;
• як паливо водень використовують в суміші з СО.

Останнім часом вчені приділяють достатньо багато уваги пошуку альтернативних джерел відновлюваної енергії. Одним з перспективних напрямків є "воднева" енергетика, в якій в якості палива використовується водень, продуктом згоряння якого є звичайна вода.

Способи отримання водню

Промислові способи отримання водню:

• конверсією метану (каталітичним відновленням водяної пари) парами води при високій температурі (800 ° C) на нікелевому каталізаторі: CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2;
• конверсією оксиду вуглецю з водяною парою (t \u003d 500 ° C) на каталізаторі Fe 2 O 3: CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2;
• термічним розкладанням метану: CH 4 \u003d C + 2H 2;
• газифікацією твердого палива (t \u003d 1000 ° C): C + H 2 O \u003d CO + H 2;
• електролізом води (дуже дорогий спосіб при якому виходить дуже чистий водень): 2H 2 O → 2H 2 + O 2.

Лабораторні способи отримання водню:

• дією на метали (частіше цинк) соляної або розведеної сірчаною кислотою: Zn + 2HCl \u003d ZCl 2 + H 2; Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2;
• взаємодією парів води з розпеченими залізними стружками: 4H 2 O + 3Fe \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2.

1. Водень. Загальна характеристика

Водень H - перший елемент в періодичній системі, найпоширеніший елемент у Всесвіті (92%); в земній корі масова частка водню становить всього 1%.

Вперше виділений в чистому вигляді Г. Кавендіш в 1766 р 1787р. А. Лавуазьє довів, що водень - хімічний елемент.
Атом водню складається з ядра і одного електрона. Електронна конфігурація - 1S1. Молекула водню двухатомная. Зв'язок ковалентная неполярная.
Радіус атома - (0,08 нм);
потенціал іонізації (ПІ) - (13,6 еВ);
електронегативність (ЕО) - (2,1);
ступеня окислення - (-1; +1).

2. Приклади з'єднань, що містять водень
HCL, H2O, H2S04 і тд.

В даному завданні вам необхідно дати загальну характеристику елементу водень.

Порядок виконання даного завдання

• Запишіть розташування елемента водню в періодичної системи хімічних елементів;
• Опишіть даний хімічний елемент;
• Запишіть з'єднання, в складі яких міститься водень.

Водень є наступною з'єднання

водень - є першим елементом періодичної системи елементів, позначається символом H. Даний елемент знаходиться в першій групи головної підгрупи, А також сьомої групи головної підгрупи в першому малому періоді.

Завдяки зовсім маленькою атомної масі, водень вважається самим легким елементом. Крім того, його щільність також дуже мала, тому він також є еталоном легкості. Тому, наприклад, мильні бульбашки, наповнені воднем, на повітрі прагнуть вгору.

Є найпоширенішою речовиною на нашій планеті і за її межами. Адже практично всі міжзоряний простір і зірки складаються саме з цього з'єднання.

Можна виділити кілька основних типів з'єднань, що містять водень

• Галогеноводороди: такі як HCl, HI, HF і т.д. Тобто мають загальну формулу HHal.
• Летючі водневі сполуки неметалів: H2S, CH4.
• Гідриди: NaH, LiH.
• Гідроксиди, кислоти: NaOH, HCl.
• Гідроксид водню: Н2О.
• Пероксид водню: Н2О.
• Численні органічні сполуки: вуглеводні, білки, жири, ліпіди, вітаміни, гормони, ефірні масла і інші.

Узагальнююча схема «ВОДЕНЬ»

I. Водень - хімічний елемент

а) Положення в ПСХЕ

• порядковий номер №1
• період 1
• група I (Головна підгрупа «А»)
• відносна масаAr (Н) \u003d 1
• латинська назва Hydrogenium (що породжує воду)

б) Поширеність водню в природі

Водень - хімічний елемент.	У земній корі (Літосфера і гідросфера) - 1% по масі (10 місце серед всіх елементів)
	АТМОСФЕРА - 0,0001% по числу атомів
	Найпоширеніший елемент у всесвіті – 92% від числа всіх атомів (основна складова частина зірок і міжзоряного газу)

Водень - хімічний елемент	У з'єднаннях	Н 2 О - вода (11% по масі)
		СН 4 - газ метан (25% по масі)
		Органічні речовини (Нафта, горючі природні гази і інших) В організмах тварин і рослин (Тобто в складі білків, нуклеїнових кислот, Жирів, вуглеводів та інших) У тілі людини в середньому міститься близько 7 кілограмів водню.

в) Валентність водню в сполуках

II. Водень - проста речовина (Н 2)

отримання

1.Лабораторія (апарат кіп) А) Взаємодія металів з кислотами: Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2 сіль Б) Взаємодія активних металів з водою: 2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 заснування

2. Промисловість · електроліз води ел. струм 2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 · З природного газу t, Ni CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2

Знаходження водню в природі.

Водень широко поширений в природі, його вміст в земній корі (літосфера і гідросфера) складає по масі 1%, а за кількістю атомів 16%. Водень входить до складу самого поширеного речовини на Землі - води (11,19% водню по масі), до складу з'єднань, що складають вугілля, нафта, природні гази, глини, а також організми тварин і рослин (тобто до складу білків, нуклеїнових кислот , жирів, вуглеводів та інших). У вільному стані Водень зустрічається вкрай рідко, в невеликих кількостях він міститься в вулканічних та інших природних газах. Невелику кількість вільного водню (0,0001% по числу атомів) присутні в атмосфері. У навколоземному просторі Водень у вигляді потоку протонів утворює внутрішній ( "протонний") радіаційний пояс Землі. У космосі Водень є найпоширенішим елементом. У вигляді плазми він становить близько половини маси Сонця і більшості зірок, основну частину газів міжзоряного середовища і газових туманностей. Водень присутній в атмосфері ряду планет і в кометах у вигляді вільного Н 2, метану СН4, аміаку NH 3, води Н 2 О, радикалів. У вигляді потоку протонів Водень входить до складу корпускулярного випромінювання Сонця і космічних променів.

Існують три ізотопи водню:
а) легкий водень - проти,
б) важкий водень - дейтерій (D),
в) надважкий водень - тритій (Т).

Тритій нестійкий (радіоактивний) ізотоп, тому в природі він практично не зустрічається. Дейтерій стійкий, але його дуже мало: 0,015% (від маси всієї земної водню).

Валентність водню в сполуках

У з'єднаннях водень проявляє валентністьI.

Фізичні властивості водню

Проста речовина водень (Н 2) - це газ, легший за повітря, без кольору, без запаху, без смаку, t кип \u003d - 253 0 С, водень в воді не розчиняється, горючий. Збирати водень можна шляхом витіснення повітря з пробірки або води. При цьому пробірку потрібно перевернути догори дном.

отримання водню

У лабораторії водень отримують в результаті реакції

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2.

Замість цинку можна використовувати залізо, алюміній і деякі інші метали, а замість сірчаної кислоти - деякі інші розбавлені кислоти. Утворений водень збирають в пробірку методом витіснення води (див. Рис. 10.2 б) або просто в перевернуту колбу (рис. 10.2 а).

У промисловості в великих кількостях водень отримують з природного газу (в основному це метан) при взаємодії його з парами води при 800 ° С в присутності нікелевого каталізатора:

CH 4 + 2H 2 O \u003d 4H 2 + CO 2 (t, Ni)

або обробляють при високій температурі парами води вугілля:

2H 2 O + С \u003d 2H 2 + CO 2. (T)

Чистий водень отримують з води, розкладаючи її електричним струмом (піддаючи електролізу):

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (електроліз).

будова і фізичні властивості воднюВодень - двоатомний газ Н2. Він не має ні кольору, ні запаху. Це найлегший газ. Завдяки цій властивості він використовувався в аеростатах, дирижаблях і тому подібних пристроях, проте широкого застосування водню в цих цілях заважає його вибухонебезпечність в суміші з повітрям.

Молекули водню неполярні і дуже маленькі, тому взаємодія між ними мало. У зв'язку з цим він має дуже низькі температури плавлення (-259оС) і кипіння (-253оС). Водень практично не розчиняється у воді.

Водень має 3 ізотопи: звичайний 1Н, дейтерій 2H або D, і радіоактивний тритій 3Н або Т. Важкі ізотопи водню унікальні тим, що важче звичайного водню в 2 або навіть в 3 рази! Саме тому заміна звичайного водню на дейтерій або тритій помітно позначається на властивостях речовини (так, температури кипіння звичайного водню Н2 і дейтерію D2 різняться на 3,2 градуса). Взаємодія водню з простими речовинами Водень - неметалл среднейелектроотріцательності. Тому йому притаманні і окисні, і відновні властивості.

Окисні властивості водню виявляються в реакціях з типовими металами - елементами головних підгруп I-II групи таблиці Менделєєва. Найактивніші метали (лужні і лужноземельні) при нагріванні з воднем дають гідриди - тверді солеобразние речовини, що містять в кристалічній решітці гідрид-іон Н. 2Na + Н2 \u003d 2NaН ; Са + Н2 \u003d СаН2 Відновлювальні властивості водню виявляються в реакціях з більш типовими неметалами, ніж водень: 1) Взаємодія з галогенами H2 + F2 \u003d 2HF

Аналогічно протікає взаємодія з аналогами фтору - хлором, бромом, йодом. У міру зменшення активності галогену інтенсивність протікання реакції зменшується. Реакція з фтором відбувається при звичайних умовах з вибухом, для реакції з хлором потрібно освітлення або нагрівання, а реакція з йодом протікає лише при сильному нагріванні і оборотно. 2) Взаємодія з киснем2Н2 + О2 \u003d 2Н2О Реакція протікає з великим виділенням тепла, іноді з вибухом. 3) Взаємодія з сіркою Н2 + S \u003d H2S Сірка - набагато менш активний неметалл, ніж кисень, і взаємодія з воднем протікає спокойно.Ь 4) Взаємодія з азотом 3Н2 + N2↔ 2NH3 Реакція оборотна, протікає в помітному ступені тільки в присутності каталізатора, при нагріванні і під тиском. Продукт називається аміак. 5) Взаємодія з вуглецем З + 2Н2↔ СН4 Реакція протікає в електричній дузі або при дуже високих температурах. В якості побічних продуктів утворюються і інші вуглеводні. 3. Взаємодія водню зі складними речовинами Водень проявляє відновні властивості і в реакціях зі складними речовинами: 1) відновлення оксидів металів, що стоять в електрохімічному ряді напруг правіше алюмінію, а також неметалів: Fe2O3 + 2H2 2Fe + 3H2O ; CuO + H2 Cu + H2OВодород застосовують як відновник для вилучення металів з оксидних руд. Реакції йдуть при нагреваніі.2) Приєднання до органічних ненасичених речовин; С2Н4 + Н2 (t; p) → С2Н6 Реакції протікають в присутності каталізатора і під тиском. Інших реакцій водню ми поки торкатися не будемо. 4. Отримання воднюУ промисловості водень отримують переробкою вуглеводневої сировини - природного і попутного газу, коксу і т.п. Лабораторні методи отримання водню:

1) Взаємодія металів, що стоять в електрохімічному ряді напруг металів лівіше водню, з кислотами. Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb (H2) Cu Hg Ag Pt Mg + 2HCl \u003d MgCl2 + H22) Взаємодія металів, що стоять в електрохімічному ряді напруг металів лівіше магнію, з холодною водою. При цьому також утворюється луг.

2Na + 2H2O \u003d 2NaOH + H2 Метал, що знаходиться в електрохімічному ряді напруг металів лівіше марганцю, здатний витісняти водень із води при певних умовах (магній - з гарячої води, Алюміній - за умови зняття оксидної плівки з поверхні).

Mg + 2H2O Mg (OH) 2 + H2

Метал, що знаходиться в електрохімічному ряді напруг металів лівіше кобальту, здатний витісняти водень з водяної пари. При цьому також утворюється оксид.

3Fe + 4H2Oпар Fe3O4 + 4H23) Взаємодія металів, гідроксиди яких амфотерни, з розчинами лугів.

Метали, гідроксиди яких амфотерни, витісняють водень з розчинів лугів. Вам необхідно знати 2 таких метали - алюміній і цинк:

2Al + 2NaOH + 6H2O \u003d 2Na + + 3H2

Zn + 2KOH + 2H2O \u003d K2 + H2

При цьому утворюються комплексні солі - гідроксоалюмінат і гідроксоцінкати.

Всі методи, перераховані до сих пір, засновані на одному і тому ж процесі - окисленні металу атомом водню в ступені окислення +1:

М0 + NН + \u003d Мn + + n / 2 H2

4) Взаємодія гідридів активних металів з водою:

СаН2 + 2Н2О \u003d Са (ОН) 2 + 2Н2

Цей процес заснований на взаємодії водню в ступені окислення -1 з воднем в ступені окислення +1:

5) Електроліз водних розчинів лугів, кислот, деяких солей:

2Н2О 2Н2 + О2

5. Водневі сполукиУ цій таблиці зліва легкою тінню виділені клітини елементів, що утворюють з воднем іонні сполуки - гідриди. Ці речовини мають в своєму складі гідрид-іон Н. Вони являють собою тверді безбарвні солеобразние речовини і реагують з водою з виділенням водню.

Елементи головних підгруп IV-VII груп утворюють з воднем сполуки молекулярногобудови. Іноді їх також називають гідридами, але це некоректно. У їх складі немає гідрид-іона, вони складаються з молекул. Як правило, найпростіші водневі сполуки цих елементів - безбарвні гази. Винятки - вода, що є рідиною, і фтороводород, який при кімнатній температурі газообразующую, але при нормальних умовах - рідина.

Темними клітинами відзначені елементи, що утворюють з воднем сполуки, що проявляють кислотні властивості.

Темними клітинами з хрестом позначені елементи, що утворюють з воднем сполуки, що проявляють основні властивості.

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

29). загальна характеристика властивостей елементів головної підгрупи 7гр. Хлор. Властивості лора. Соляна кислота.У підгрупу галогенів входять фтор, хлор, бром, йод і астат (астат - радіоактивний елемент, вивчений мало). Це р-елементи VII групи періодичної системи Д. І. Менделєєва. На зовнішньому енергетичному рівні їх атоми мають по 7 електронів ns2np5. Цим пояснюється спільність їх властивостей.

Вони легко приєднують по одному електрону, проявляючи ступінь окислення -1. Таку ступінь окислення галогени мають в з'єднаннях з воднем і металами.

Однак атоми галогенів, крім фтору, можуть проявляти і позитивні ступеня окислення: +1, +3, +5, +7. Можливі значеніястепеней окислення пояснюються електронною будовою, яке у атомів фтору можна представітьсхемой

Будучи найбільш електронегативний елементом, фтор може тільки приймати один електрон на 2р подуровень.У нього один неспарених електронів, тому фтор буває тільки одновалентним, а ступінь окислення завжди -1.

Електронна будова атома хлору виражається схемойУ атома хлору один неспарених електронів на 3р-підрівні і звичайному (не збудженому) стані хлор одновалентен. Але оскільки хлор знаходиться в третьому періоді, то у нього є ще п'ять орбіталей 3d-підрівні, в яких можуть розміститися 10 електронів.

У фтору немає вільних орбіталей, а значить, при хімічних реакціях не відбувається роз'єднання спарених електронів в атомі. Тому при рассмотреніісвойств галогенів завжди треба враховувати особливості фтору і з'єднань.

Водні розчини водневих з'єднань галогенів є кислотами: НF - фтороводородной (плавикова), НСl - хлороводородная (соляна), НВr - бромводородная, НI - йодоводородная.

Хлор (лат.Chlorum), Cl, хімічний елемент VII групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 17, атомна маса 35,453; відноситься до сімейства галогенів. При нормальних умовах (0 ° С, 0,1 Мн / м2, або 1 кгс / см2) жовто-зелений газ з різким запахом дратівливим. Природний Хлор складається з двох стабільних ізотопів: 35Сl (75,77%) і 37Cl (24,23%).

Хімічні властивості Хлора. зовнішня електронна конфігурація атома Cl 3s2Зр5. Відповідно до цього Хлор у сполуках виявляє ступені окиснення -1, + 1, 3, 4, +5, +6 і +7. Ковалентний радіус атома 0,99Å, іонний радіус Cl- 1.82Å, спорідненість атома Хлору до електрона 3,65 ев, енергія іонізації 12,97 ев.

Хімічно Хлор дуже активний, безпосередньо з'єднується майже з усіма металами (із деякими тільки в присутності вологи або при нагріванні) і з неметалами (крім вуглецю, азоту, кисню, інертних газів), утворюючи відповідні хлориди, вступає в реакцію з багатьма сполуками, заміщає водень в граничних вуглеводнях і приєднується до ненасичених сполук. Хлор витісняє бром і йод з їхніх сполук з воднем і металами; із з'єднань Хлора з цими елементами він витісняється фтором. Лужні метали в присутності слідів вологи взаємодіють з Хлором із запалюванням, більшість металів реагує з сухим Хлором тільки при нагріванні Фосфор спалахує в атмосфері Хлора, утворюючи РCl3, а при подальшому хлоруванні - РСl5; сірка з Хлором при нагріванні дає S2Cl2, SCl2 і інші SnClm. Миш'як, сурма, вісмут, стронцій, телур енергійно взаємодіють з Хлором. Суміш Хлора з воднем горить безбарвним або жовто-зеленим полум'ям з утворенням хлористого водню (це ланцюгова реакція). З киснем Хлор утворює оксиди: Cl2О, СlO2, Cl2О6, Сl2О7, Cl2О8, а також гіпохлорити (солі хлорнуватистої кислоти), хлорити, хлорати і перхлорати. Усе кисневі сполуки хлору утворюють вибухонебезпечні суміші з легко окиснюються. Хлор у воді гідролізується, утворюючи хлорноватистую і соляну кислоти: Cl2 + Н2О \u003d НClО + НCl. При хлоруванні водних розчинів лугів нахолоду утворюються гіпохлорити і хлориди: 2NaOH + Cl2 \u003d NaClO + NaCl + Н2О, а при нагріванні - хлорати. Хлоруванням сухого гідроксиду кальцію отримують хлорне вапно. При взаємодії аміаку з Хлором утворюється треххлорістий азот. При хлоруванні органічних сполук Хлор або заміщає водень, або приєднується за кратними зв'язками, утворюючи різні хлорсодержащие органічних з'єднання. Хлор утворює з інших галогенами міжгалогенні з'єднання. Фториди ClF, ClF3, ClF3 дуже реакційноздатні; наприклад, в атмосфері ClF3 скляна вата самозаймається. Відомі сполуки хлору з киснем і фтором - оксифториди Хлора: ClO3F, ClO2F3, ClOF, ClOF3 і перхлорат фтору FClO4. Соляна кислота (хлороводородная, хлористоводнева, хлористий водень) - HCl, розчин хлороводню у воді; сильна одноосновная кислота. Безбарвна (технічна соляна кислота жовтувата із-за домішок Fe, Cl2 та ін.), «Димить» на повітрі, їдка рідина. Максимальна концентрація при 20 ° C дорівнює 38% по масі. Солі соляної кислоти називаються хлоридами.

Взаємодія з сильними окислювачами (перманганат калію, діоксид марганцю) з виділенням газоподібного хлору:

Взаємодія з аміаком з утворенням густого білого диму, що складається з дрібних кристаликів хлориду амонію:

якісною реакцією на соляну кислоту і її солі є її взаємодія з нітратом срібла, при якому образуетсятворожістий осад хлориду срібла, нерозчинний в азотній кислоті:

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