Элемент водород начинает Периодическую систему – он имеет порядковый номер 1. Это самый легкий из химических элементов. Обладая уникальными свойствами, частично напоминающими свойства галогенов, частично – щелочных металлов, он оказывается расположенным и в первой, и в VII группах Периодической системы.
Строение водорода
Атом водорода имеет очень простое строение – в нем содержится всего один протон и один электрон. Отдавая электрон, атом приобретает степень окисления +1, а принимая его – степень окисления –1. Относительная атомная масса атома водорода равна 1. Однако в природе существуют и более тяжелые атомы водорода – дейтерий (содержит один нейтрон, поэтому его масса равна 2) и тритий (содержит два нейтрона, атомная масса равна 3).
Водород – самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле он уступает по распространенности кислороду, кремнию и некоторым другим элементам. Главное соединение водорода – вода. Также он содержится в природном газе, нефти, в некоторых минералах, в белках, жирах и углеводах.
Физические свойства
При обычных условиях водород – газ, состоящий из двухатомных молекул. Он не имеет ни цвета, ни запаха, мало растворим в воде (1,82 мл в 100 г воды при 20 ). При сильном сжатии и охлаждении переходит в жидкое состояние. Жидкий водород кипит при –253°C, при этой температуре азот и кислород находятся в кристаллическом состоянии. Твердый водород образуется при охлаждении до –259°C.
Газообразный водород обладает рядом уникальных свойств. Благодаря маленькому радиусу атомы и молекулы водорода могут проникать через резину, стекло и даже через металлы. Некоторые металлы, например, платина и палладий растворять значительные количества газообразного водорода. Водород в 14,5 раз легче воздуха, 100 л водорода при 0 весят всего 9 г. Это самый легкий из газов и самое легкое вещество.
Химические свойства
При комнатной температуре реагирует лишь с фтором, а на свету – с хлором, при нагревании – с кислородом, серой, азотом, углеродом:
H + X = 2HX (X = F, Cl)
2H + O = 2HO,
H + S = HS,
3H + N = 2NH.
С кислородом и воздухом водород образует взрывчатые смеси. Особенно опасна смесь одного объема кислорода и двух объемов водорода. Ее называют гремучим газом.
При взаимодействии с щелочными и щелочноземельными металлами образует гидриды. Восстанавливает некоторые металлы из оксидов:
Если под воздухом подразумевается Кислоро, то: m(Ca)=20г,то есть: 2Са+О2=2СаО ПОЛУЧАЕТСЯ ПРОПОРЦИЯ: 2:1=2 (Пропорция составлена с коэфициентов уравнения) (это пропорция количества вещества(n)) n(Ca)=m(Ca)/M(Ca)=20(г)/40(г/моль)=0,5 моль n(O2)=n(Ca)/2(по пропорции количества кислорода в два раза больше количества кальция)=0,5моль/2=0,25моль m=M*n m(O2)=16(г/моль)*2*0,25(моль)=8(считал без калькулятора,желательно проверить) {16---молярная масса кислорода(M);2количество атомов кислорода;0,25количество кислорода(n)} ответ:m(O2)=8г В ОТВЕТЕ УКАЗАНА МАССА КИСЛОРОДА;А НЕ ВОЗДУХА,Т.К. В РЕАКЦИЮ ВСТУПАЕТ ТОЛЬКО КИСЛОРОД МОЖНО НАЙТИ ИМ МАССУ КИСЛОРОДА N2/O2=0,875((14*2)/(16*2)) @(N2)/@(O2)=3,714(78%/21%) m(воздуха)=m(N2)+m(O2) m(N2)(в воздухе,содержащем 4 г кислорода)=0,875*3,714*4=12,999=13г ответ:m(Воздуха)=13г. ОТВЕТ1(ЕСЛИ МЫ НАХОДИМ КИСЛОРОД(ЕГО МАССУ))=4Г. ОТВЕТ2(ЕСЛИ МЫ НАХОДИМ МАССУ ВОЗУХА(В ЭТОМ РЕШЕНИИ Я НЕ СОВСЕМ УВЕРЕН))=13Г.
Водород, его физические и химические свойства
Элемент водород начинает Периодическую систему – он имеет порядковый номер 1. Это самый легкий из химических элементов. Обладая уникальными свойствами, частично напоминающими свойства галогенов, частично – щелочных металлов, он оказывается расположенным и в первой, и в VII группах Периодической системы.
Строение водорода
Атом водорода имеет очень простое строение – в нем содержится всего один протон и один электрон. Отдавая электрон, атом приобретает степень окисления +1, а принимая его – степень окисления –1. Относительная атомная масса атома водорода равна 1. Однако в природе существуют и более тяжелые атомы водорода – дейтерий (содержит один нейтрон, поэтому его масса равна 2) и тритий (содержит два нейтрона, атомная масса равна 3).
Водород – самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле он уступает по распространенности кислороду, кремнию и некоторым другим элементам. Главное соединение водорода – вода. Также он содержится в природном газе, нефти, в некоторых минералах, в белках, жирах и углеводах.
Физические свойства
При обычных условиях водород – газ, состоящий из двухатомных молекул. Он не имеет ни цвета, ни запаха, мало растворим в воде (1,82 мл в 100 г воды при 20 ). При сильном сжатии и охлаждении переходит в жидкое состояние. Жидкий водород кипит при –253°C, при этой температуре азот и кислород находятся в кристаллическом состоянии. Твердый водород образуется при охлаждении до –259°C.
Газообразный водород обладает рядом уникальных свойств. Благодаря маленькому радиусу атомы и молекулы водорода могут проникать через резину, стекло и даже через металлы. Некоторые металлы, например, платина и палладий растворять значительные количества газообразного водорода. Водород в 14,5 раз легче воздуха, 100 л водорода при 0 весят всего 9 г. Это самый легкий из газов и самое легкое вещество.
Химические свойства
При комнатной температуре реагирует лишь с фтором, а на свету – с хлором, при нагревании – с кислородом, серой, азотом, углеродом:
H + X = 2HX (X = F, Cl)
2H + O = 2HO,
H + S = HS,
3H + N = 2NH.
С кислородом и воздухом водород образует взрывчатые смеси. Особенно опасна смесь одного объема кислорода и двух объемов водорода. Ее называют гремучим газом.
При взаимодействии с щелочными и щелочноземельными металлами образует гидриды. Восстанавливает некоторые металлы из оксидов:
m(Ca)=20г,то есть:
2Са+О2=2СаО
ПОЛУЧАЕТСЯ ПРОПОРЦИЯ:
2:1=2
(Пропорция составлена с коэфициентов уравнения)
(это пропорция количества вещества(n))
n(Ca)=m(Ca)/M(Ca)=20(г)/40(г/моль)=0,5 моль
n(O2)=n(Ca)/2(по пропорции количества кислорода в два раза больше количества кальция)=0,5моль/2=0,25моль
m=M*n
m(O2)=16(г/моль)*2*0,25(моль)=8(считал без калькулятора,желательно проверить)
{16---молярная масса кислорода(M);2количество атомов кислорода;0,25количество кислорода(n)}
ответ:m(O2)=8г
В ОТВЕТЕ УКАЗАНА МАССА КИСЛОРОДА;А НЕ ВОЗДУХА,Т.К. В РЕАКЦИЮ ВСТУПАЕТ ТОЛЬКО КИСЛОРОД
МОЖНО НАЙТИ ИМ МАССУ КИСЛОРОДА
N2/O2=0,875((14*2)/(16*2))
@(N2)/@(O2)=3,714(78%/21%)
m(воздуха)=m(N2)+m(O2)
m(N2)(в воздухе,содержащем 4 г кислорода)=0,875*3,714*4=12,999=13г
ответ:m(Воздуха)=13г.
ОТВЕТ1(ЕСЛИ МЫ НАХОДИМ КИСЛОРОД(ЕГО МАССУ))=4Г.
ОТВЕТ2(ЕСЛИ МЫ НАХОДИМ МАССУ ВОЗУХА(В ЭТОМ РЕШЕНИИ Я НЕ СОВСЕМ УВЕРЕН))=13Г.