Dalam tabel periodik Mendeleev di nomor 1 adalah unsur paling umum di alam semesta - hidrogen. Distribusinya, dalam persentase, mendekati 75%. Kandungan terendahnya tercatat di lapisan atmosfer - 0,0001%. Kerak bumi mengandung 1% gas menurut massanya. Jumlah terbesarnya diamati di air: 12%. Di planet kita, itu adalah unsur kimia ketiga yang paling umum.
Deskripsi barang
Molekul hidrogen, yang rumusnya adalah H-H atau H2, memiliki sifat fisika dan kimia.
Hidrogen adalah gas yang tidak memiliki warna maupun bau. Lokasi hidrogen dalam tabel di tempat pertama disebabkan oleh fakta bahwa dalam berbagai kondisi, elemen ini dapat memanifestasikan dirinya sebagai logam atau sebagai gas. Ia memiliki 1 elektron di orbital luarnya, yang dapat disumbangkan hidrogen (sifat logam) atau menerima satu lagi (kualitas gas).
Diameter molekul hidrogen adalah 27 nm.
Diameter atom hidrogen adalah 1A, jari-jarinya 0,41 A.
Properti
Fisik meliputi:
- Titik didih– 256oS.
- Titik leleh -259.2oC.
- Berat udara (D) - 0,069.
- Hidrogen sulit larut dalam air.
Sifat kimianya adalah:
- Ikatan non-polar antara partikel molekul memiliki energi 436 kJ/mol.
- Suhu disosiasi termal adalah 2000oC.
- Bereaksi dengan:
- halogen;
- oksigen;
- abu-abu;
- nitrogen;
- nitrat oksida;
- logam aktif.
Di alam, hidrogen terjadi baik dalam bentuk alami maupun dalam bentuk isotop: protium, deuterium dan tritium.
Struktur molekul
Molekul suatu unsur memiliki struktur yang sederhana. Komposisi molekul hidrogen diwakili oleh dua atom, yang, mendekati, membentuk ikatan kovalen non-polar, serta satu pasangan elektron. Struktur satu atom adalah: 1 inti bermuatan positif, di mana 1 elektron bermuatan negatif bergerak. Elektron ini terletak di orbital 1s.
H - 1e=H+ ion hidrogen ini positif.
Ungkapan ini menunjukkan bahwa hidrogen memiliki parameter yang mirip dengan unsur Golongan 1 dalam Tabel Periodik, yaitu logam alkali (litium, natrium, kalium) yang menyumbangkan satu-satunya elektronnya di orbit luar.
H + 1e=H– ion hidrogen negatif.
Persamaan ini menunjukkan bahwa hidrogen terkait dengan unsur-unsur serupa dari golongan ke-7, yaitu gas dan dapat menerima elektron yang hilangke tingkat elektronik luarnya. Gas-gas tersebut antara lain: fluor, klor, brom, dll.
Komposisi molekul hidrogen disajikan secara grafis di bawah ini.
Jarak antar atom hidrogen adalah r=0,74 A, sedangkan jumlah jari-jari orbital adalah 1,06 A. Hal ini mempengaruhi kedalaman tumpang tindih awan elektron dan ikatan hidrogen yang kuat dan stabil.
Atom hidrogen adalah atom paling dasar di alam. Ukuran proton atom adalah 10,5 A, dan diameter satu atom adalah 0,1 nm.
Molekul isotop memiliki struktur khusus. Inti atom protium hanya terdiri dari satu proton. Isotop ditunjuk: 1Н.
Struktur inti terlihat seperti kompleks proton dan neutron (2H).
3Н - tritium - dalam struktur atomnya memiliki inti dengan 1 proton dan dua neutron.
Misa
Dalam sains, ada rumus yang menghitung massa molekul hidrogen. Sehubungan dengan unsur, tentukan massa molekul dan massa atom.
Massa molar molekul hidrogen dihitung dengan rumus umum:
M=m / n, di mana m adalah massa zat, n adalah jumlahnya.
Massa atom adalah 1,008 sma. Akibatnya, massa relatif molekul juga akan sama dengan 1,008. Karena molekul hidrogen terdiri dari dua atom, berat atom relatif adalah 2,016 a.u. m. Massa molekul hidrogen dinyatakan dalam gram per mol (g/mol).
Nilai dalamalam
Substansi paling signifikan di alam yang membentuk hidrogen dalam kombinasi dengan oksigen adalah air. Air adalah sumber kehidupan, jadi hidrogen adalah elemen vital.
Dari 100% semua unsur kimia yang membentuk lingkungan organisme, 1/10 bagian, atau 10%, adalah hidrogen. Selain air, ia mampu mempertahankan struktur protein kuartener, yang dimungkinkan oleh ikatan hidrogen.
Prinsip komplementaritas asam nukleat juga terjadi dengan aksi molekul hidrogen. Dalam sel tumbuhan, H berperan dalam proses fotosintesis, biosintesis, dan transfer energi melalui saluran membran.
Aplikasi
Dalam industri kimia, hidrogen banyak digunakan. Itu ditambahkan dalam pembuatan produk plastik, dalam pembuatan sabun, serta dalam produksi amonia dan mentol.
Industri makanan: dalam produksi makanan, hidrogen ditambahkan sebagai aditif makanan E949. Komponen seperti itu dapat dilihat pada kemasan margarin, minyak nabati. Aditif E949 diizinkan oleh industri makanan Federasi Rusia.
Hidrogen pernah juga digunakan dalam industri penerbangan, karena zatnya lebih ringan dari udara. Jadi, pada 30-an abad terakhir, balon dan kapal udara diisi dengan jenis gas ini. Meskipun murah dan mudah digunakan, hidrogen segera ditinggalkan sebagai bahan pengisi karena ledakan pesawat terbang menjadi lebih sering.
Hari ini, gas digunakan sebagaibahan bakar yang digunakan dalam industri luar angkasa. Namun, metode penggunaannya untuk pengoperasian mesin mobil dan truk sedang dipertimbangkan, karena elemen tersebut tidak mengeluarkan kotoran berbahaya ke atmosfer selama pembakaran, dan, oleh karena itu, ramah lingkungan.
Isotop hidrogen merupakan komponen integral dari banyak obat. Deuterium digunakan dalam penelitian farmakologi untuk menentukan perilaku dan efek obat dalam tubuh. Tritium digunakan dalam radiodiagnostik sebagai elemen yang menentukan reaksi biokimia metabolisme enzim. Hidrogen adalah bagian dari peroksida, yang merupakan desinfektan.
