تعداد صفحات : 26 صفحه -
قالب بندی : word
مقدمه
هیدروژن تنها عنصری است که در هیچ یک از گروه های جدول تناوبی عنصرها محل مناسبی برای آن وجود ندارد. هید روژن از بعضی جهات به فلزهای قلیایی و از جهاتی هم به هالوژنها شباهت دارد. ولی تفاوت آن با عنصرهای این دو گروه به قدری است که می توان گفت هیدروژن در جدول تناوبی عنصرهابرای خود موقعیتی منحصر به فرد دارد. . تشکیل یونهای مثبت ومنفی از هیدروژن در مقایسه با فلزهای قلیایی و هالوژنها مشکلتر است . هیدروژن فراوانترین عنصر در کره زمین است . آب که 19/11درصد وزنی آن هیدروژن و81/88 درصد وزنی آن اکسیژن است 70 درصد سطح زمین را به صورت اقیانوسها ، رودخانه ها دریاچه ها و سایر منابع آبی می پوشاند . مقدار هیدروژن در جو زمین بسیار اندک است . هیدروژن در زمین به صورت ترکیب با سایر عنصرها یافت می شود . علاوه بر آب موجود در هیدروفسفر در گیاهان و جانوران نیزمقدار قابل توجهی آب وجود دارد. همچنین درگیاهان و جانوران مقداری هیدروژن به صورت ترکیب در پروتوئینها چربیها و قندها یافت می شود . هیدروژن یکی از عنصرهای سازنده سوختهای فسیلی نیز به شمار می رود.
- خواص هیدروژن
هیدروژن سبکترین عنصر است و مولکول آن گازی بیرنگ بی بو .و بی طعم است . خواص هیدروژن در جدول 1-1 خلاصه شده است . دمای جوش و دمای ذوب بسیار کم هیدروژن نشانه ای از ضعیف بودن نیروهای جاذبه بین مولکولی در حالتهای مایع و جامد آن است . چگالی هیدروژن در حدود چگالی هواست . و انحلال پذیری آن در آب بسیار کم است .
هیدروژن گازی آتشگیر است و با آن باید با احتیاط کارکرد. هیدروژن در دمای زیاد یا بر اثر جرقه الکتریکی با اکسیژن ترکیب شده، آب می دهد هوایی که حداقل 1/4 درصد تا حداکثر 2/74 درصد حجمی هیدروژن داشته باشد بالقوه منفجر شونده است .
خواص مولکولی
خواص اتمی
دمای ذوب
2/259-
انرژی یونش
5/1312
دمای جوش
8/252-
الکترونخواهی
7/72
چگالی
الکترونگاتیوی(مقیاس پاولینگ)
1/2
طول پیوند
742/0
شعاع اتمی
37/0
انرژی تفکیک پیوند
436
شعاع یونی
1/2
انرژی تفکیک شونده پیوند هیدروژن – هیدروژن نسبتا زیاد است و از این رو مولکول هیدروژن بسیار پایدار است .
چون مقدار زیادی انرژی برای گسستن پیوند H-H لازم است فعالیت شیمیایی این مولکول زیاد نیست و بسیاری از واکنشهای آن کند است . از این رو انجام
یک واکنش رضایتبخش با مولکول به دمای زیاد یاکاتالیزگر نیاز دارد. این کاتالیزگرها در بسیاری از موارد مولکول را شکسته به اتم تبدیل می کنند. اتمهای هیدروژن از نظر شیمیایی بسیار فعالند.
یون صرفا یک پروتون است و هیچ یون مثبت دیگری که دارای بار 1+ باشد به کوچکی یون هیدروژن و چگالی بار هیچ یونی به بزرگی چگالی بار یون نیست زیرا در یون هیدروژن بار مثبت پروتون کاملا بدون حفاظ است . اگر چه در منطقه بالای جو وجود دارد. ولی معمولا با یک یا تعداد بیشتری مولکول آب همراه است یون را در محلول آبی به صورت یون هیدرونیوم نشان می دهند.
آرایش الکترونی هیدروژن به صورت است و به دو طریق می تواند به آرایش گاز نجیب بعدی یعنی هلیم برسد: (1) با اضافه شدن یک الکترون به آن و تشکیل یون هیدرید یا (2) توسط اشتراک الکترون با اتم دیگر در یک پیوند کووالانسی . هیدروژن در بیشتر ترکیبهای خود پیوند کووالانسی دارد.
مولکول هیدروژن که دو پروتون و دو الکترون دارد ، سبکترین و سادهترین ملکول است . تشکیل پیوند هیدروژنی یکی از خواص ویژه هیدروژنی است که به وسیله پیوند کووالانسی به یک اتم کوچک و کاملا الکترونگاتیو متصل شده است . یون هیدرید فقط از ترکیب هیدروژن با فلزهایی ک به آسانی الکترون از دست می دهند تشکیل می شود .
مانند سدیم هیدرید NaH
اغلب، مولکول هیدروژن به صورت یک عامل کاهنده عمل می کند و عدد اکسایش آن از صفر به یک تغییر می کند مانند کاهش آهن (II)اکسید به آهن فلزی
در کلیه واکنشهایی که در بخشهای بعد ذکر شده اند جز در مورد تشکیل هیدرید فلزها مولکول هیدروژن یک عامل کاهنده است و در محصولاتی که به دست می آید، هیدروژن عدد اکسایش 1+ دارد و به وسیله پیوند کووالانسی به عنصری با الکترونگاتیوی بیشتر متصل شده است . در هیدرید فلزها عدد اکسایش هیدروژن 1- است.
دانلود تحقیق هیدروژن
