Химические и физические свойства водорода. часть 2

• 1 слайд

  Н2
  
  Подготовила Сохибова К.И.
  Учитель химии
  Физические свойства.
  Химические свойства
  Часть 2
  

• 2 слайд

  Водород плохо растворим в воде и органически растворителях, хорошо растворим в некоторых металлах: Ni, Pd, Pt.
  По данным современной космохимии водород является самым распространенным элементом Вселенной.
  Основная форма существования водорода в космическом пространстве – отдельные атомы.
  По распространенности на Земле водород занимает 9 место среди всех элементов.
  Основное количество водорода на Земле находится в связанном состоянии – в составе воды, нефти, природного газа, каменного угля и т.д.
  В виде простого вещества водород встречается редко – в составе вулканических газов.
  Физические свойства водорода
  H2
  tкип = -252,8С0
  tпл = — 259,2С0
  ρн.у. – 0,09 г/л
  в 14,5 раз легче воздуха
  без
  запаха
  легкий бесцветный газ
  

• 3 слайд

  При обычных условиях молекулярный водород проявляет сравнительно низкую реакционную способность, что объясняется высокой прочностью связей в молекуле.
  Химические свойства водорода
  Рассмотрим строение молекулы водорода H.
  Каждый атом водорода на внешнем энергетическом уровне несет 1 неспаренный электрон. Для отображения атома используем структуру Льюиса – это схема строения внешнего энергетического уровня атома, когда электроны обозначаются точками. Модели точечных структур Люьиса неплохо помогают при работе с элементами второго периода.
  H + H = H:H
  В молекуле водорода одна общая электронная пара и одна химическая связь H–H.
  
  
  
  Эта электронная пара не смещается ни к одному из атомов водорода, т.к. электроотрицательность у атомов водорода одинаковая. Такая связь называется ковалентной неполярной.
  При нагревании вступает во взаимодействие практически со всеми простыми веществами, образованными элементами главных подгрупп (кроме благородных газов, B, Si, P, Al).
  
  В химических реакциях может выступать как
  в роли восстановителя (чаще), так и окислителя (реже).
  н
  н
  

• 4 слайд

  Восстановительные свойства:
  при обычных условиях водород вступает в реакцию только с активными металлами и фтором, который является сильным окислителем, в результате чего образуется плавиковая кислота HF или фтороводород;
  при соблюдении жестких условий взаимодействует с большинством неметаллов;
  обладает способностью восстанавливать металлы до простых веществ из их оксидов (этот промышленный способ получения металлов называют водородотермией).
  
  В органических синтезах используются реакции насыщения водородом (гидрирования) и реакции отщепления водорода от молекулы (дегидрирования).
  Эти способы позволяют получать углеводороды и другие органические соединения.
  Химические свойства ВОДОРОДА
  Окислительные свойства:
  взаимодействует с активными (щелочными и щелочноземельными) металлами, в результате чего образуются гидриды — солеподобные образования;
  при реакции водорода
  (под воздействием сильной освещенности или при нагревании)
  с малоактивными металлами также образуются гидриды.
  

• 5 слайд

  Реакции взаимодействия с простыми веществами – неметаллами:
  2H2 + O2 = 2H2O + Q (t );
  H2 + S = H2S (t  = 150 – 300 C);
  3H2 + N2 ↔ 2NH3 (t  = 500 C, p, kat = Fe, Pt);
  2H2 + C ↔ CH4 (t , p, kat).
  Водород проявляет свойства восстановителя 
  Н20 -2е → 2Н+
  в следующих реакциях:
  2. Водород реагирует с галогенами:
  H2 + Hal2 = 2HHal;
  причем, реакция взаимодействия со фтором tкомн со взрывом:
  H2 + F2 = 2HF
  с хлором – hν (при освещении или УФ-облучении):
  H2 + Cl2 = 2HCl
  с бромом и йодом только при нагревании; 
  H2 + Br2 = 2HBr
  H2 + I2 = 2HI
  кислородом (смесь кислорода и водорода в объемном отношении 2:1 называют «гремучим газом»),
  серой, азотом и углеродом:
  Реакции взаимодействия с простыми веществами
  

• 6 слайд

  2. Водород реагирует с оксидами малоактивных металлов,
  причем он способен восстанавливать только металлы,
  стоящие в ряду активности правее цинка:
  
  CuO + H2 = Cu + H2O (t );
  
  Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O (t );
  
  WO3 + 3H2 = W + 3H2O (t ).
  Реакции взаимодействия со сложными веществами
  Водород реагирует с оксидами неметаллов:
  
  H2 + CO2 ↔ CO + H2O (t);
  2H2 + CO ↔ CH3OH
  (t  = 300 C, p = 250 – 300 атм., kat = ZnO, Cr2O3).
  

• 7 слайд

  CH2 = CH2 + H2 ↔ CH3-CH3;
  C6H6 + 3H2 ↔ C6H12;
  C3H6 + H2 ↔ C3H8;
  CH3CHO + H2 ↔ CH3-CH2-OH;
  CH3-CO-CH3 + H2 ↔ CH3-CH(OH)-CH3.
  Водород вступает в реакции гидрирования с органическими соединениями класса: циклоалканов, алкенов, аренов, альдегидов и кетонов и др.
  
  Все эти реакции проводят при нагревании, под давлением, в качестве катализаторов используют платину или никель:
  Реакции взаимодействия со сложными веществами
  

• 8 слайд

  2Na +H2 ↔ 2NaH (t, p).
  Ca + H2 ↔ CaH2 (t, p).
  Водород 
  в качестве окислителя 
  Н2 +2е → 2Н—
  выступает в реакциях взаимодействия со щелочными и щелочноземельными металлами.
  
  При этом образуются гидриды – кристаллические ионные соединения,
  
  в которых водород проявляет степень окисления -1.
  Гидриды металлов – сильные восстановители:
  
  NaH + H2O = NaOH + H2
  

• 9 слайд

  Хотя все атомы одного элемента имеют одинаковое число протонов,
   эти атомы могут отличаться числом имеющихся у них нейтронов.
  Такие различные атомы одного и того же элемента называются изотопами.
  Количество протонов, а также количество электронов у изотопа и исходного элемента совпадает. 
  По этой причине в природе существует гораздо больше химических элементов,
  чем указано в таблице Д.И. Менделеева,
  которая систематизирует элементы по числу протонов
  (порядковый номер).
  Изотопы
  

• 10 слайд

  Природный водород состоит из двух стабильных изотопов –
  протия 1Н (99,98%) и дейтерия 2Н (D)
  (0,015%) – и радиоактивного изотопа трития 3Н (Т)
  Изото́пы водорода — разновидности атомов (и ядер) химического элемента водорода, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. 
  На данный момент известны 7 изотопов водорода.
  Водород встречается в виде трёх изотопов,
  которые имеют индивидуальные названия: 
  1H — протий (Н), 2Н — дейтерий (D), 3Н — тритий (T; радиоактивный).
  Протий и дейтерий являются стабильными изотопами
  с массовыми числами 1 и 2.
  Содержание их в природе следовательно составляет
  99,9885 ± 0,0070 % и 0,0115 ± 0,0070 %.
  Это соотношение может незначительно меняться исходя из источника и
  способа получения водорода.
  Изотоп водорода 3Н (тритий) нестабилен.
  Его период полураспада составляет 12,32 лет.
  Тритий содержится в природе в очень малых количествах.
  +
  +
  +
  

• 11 слайд

  Изотопы ВОДОРОДА
  

Краткое описание документа:

Рассмотрим строение молекулы водорода H.

Каждый атом водорода на внешнем энергетическом уровне несет 1 неспаренный электрон. Для отображения атома используем структуру Льюиса – это схема строения внешнего энергетического уровня атома, когда электроны обозначаются точками. Модели точечных структур Люьиса неплохо помогают при работе с элементами второго периода.

H + H = H:H

В молекуле водорода одна общая электронная пара и одна химическая связь H–H.

Эта электронная пара не смещается ни к одному из атомов водорода, т.к. электроотрицательность у атомов водорода одинаковая. Такая связь называется ковалентной неполярной.