ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Водород из "Основы общей химии" Основное количество этого элемента находится в связанном состоянии. Так, вода содержит его около 11 вес. %, глина — около 1,5% и т. д. В виде соединений с углеродом водород входит в состав нефти, горючих природных газов и всех организмов. [c.115] Свободный водород состоит из молекул Нг. Он часто содержится в вулканических газах. Частично он образуется также при разложении некоторых органических остатков. Небольшие количества его выделяются зелеными растениями. Атмосфера содержит около 0,00005 объемн.% водорода. [c.115] Водород может быть получен различными способами. Простейшим по идее является разложение воды действием некоторых металлов, причем наряду с водородом образуется соответствующая гидроокись (или окисел). Так, натрий и кальций разлагают воду уже при обычных температурах, магний—-при нагревании, цинк — при накаливании с водяным паром, железо — при еще более сильном накаливании. [c.115] Водород бесцветен и не имеет запаха. Его температуры плавления и кипения лежат весьма низко (т. пл. —259, т. кип. —253 °С). В воде он растворим незначительно — 2 100 по объему. Характерна для водорода растворимость в некоторых металлах. [c.115] Так как водород является самым легким из газов, молекулы его движутся быстрее всех остальных. Поэтому водород характеризуется наибольшей скорость диффузии, т. е. скорее других газов распространяется в пространстве, проходит сквозь различные мелкие поры и т. д. Этим же обусловлена и его высокая теплопроводность. Так, при прочих равных условиях нагретый предмет охлаждается водородом в семь раз быстрее, чем воздухом. [c.115] Вследствие этого при взаимодействии водорода с металлоидами возникают не ионные, а лишь полярные связи. [c.116] Водород не поддерживает горения обычных горючих веществ (являющихся соединениями углерода). Так, зажженная свеча гаснет в нем. Однако, например, кислород горит в атмосфере водорода. Отсюда видна относительность понятия поддерживает или не поддерживает горение. Обычно его относят именно к горению соединений углерода. [c.116] Сам водород горит и в чистом кислороде, и на воздухе, причем продуктом сгорания является вода. При поджигании смеси обоих газов ( гремучего газа ) взаимодействие протекает со взрывом. Если вместо поджигания привести эту смесь в соприкосновение с очень малым количеством мелко раздробленной платины (играющей роль катализатора), то реакция протекает быстро, но спокойно. [c.116] Однако эти реакции, в которых водород выступает как восстановитель, протекают лишь при нагревании. При высоких давлениях водород вытесняет некоторые металлы также из растворов их солей. [c.116] Это представление было косвенно подтверждено, когда удалось получить атомарный водород в газообразном состоянии и изучить его реакционную способность. Оказалось, что он значительно активнее молекулярного. Так, атомарный водород уже при обычных условиях соединяется с серой, фосфором, мышьяком и т. д., восстанавливает окислы многих металлов, вытесняет некоторые металлы (Си, РЬ, Ag и др.) из их солей и вступает в другие химические реакции, на которые при тех же условиях не способен обычный молекулярный водород. [c.117] Очевидно, что затрачиваемая на эту реакцию энергия (энергия диссоциации) должна быть восполнена энергией, выделяющейся при взаимодействии атомов водорода с введенным в реакцию веществом. Следовательно, можно ожидать, что реакции водорода, при которых выделяется менее 104 ккал на каждые два его гр 1мм-ат0ма, не будут протекать самопроизвольно. В случае взаимодействия веществ с атомарным водородом такой затраты энергии на диссоциацию уже не требуется. Поэтому здесь и возможен значительно более широ-.кий круг реакций. [c.117] Температура поверхности Солнца составляет около 5500 °С. [c.118] Жидкий водород имеет плотность около 0,07 г/см , твердый — около 0,08 г/ м . Теплота его плавления составляет 28 кал/моль, а теплота испарения 219 кал/моль. Критическая температура водорода лежит при —240 °С, а критическое давление равно 13 атм. [c.119] Силовая константа связи (III 6 доп. 10) несколько изменяется в зависимости от отнесения ее к равновесному (ke) или фактическому среднему ядерному расстоянию (k). Для связи Н—Н имеем ke = 5J и k = 5,1, В литературе (кроме специально спектроскопической) обычно приводятся значения d (т. е. Го) и к. [c.119] И) Ионизации может подвергнуться не только атом, но и молекула того или иного вещества. В последнем случае процесс идет с образованием положительно заряженного молекулярного иона . Для водорода имеем Hj- -357 ккал—)Л + е. [c.119] В ионе Н [для которого a(HH)— 1,06 А] между обоими ядрами осуществляется одноэлектроиная связь. Последняя значительно менее прочна (энергия раз-рыва 62 ккал/моль), чем обычная двухэлектронная связь в нейтральной молекуле Нг. Возможно, что одноэлектронные связи содержат и сравнительно устончивый в газовой фазе молекулярный ион Н,. Образование его по схеме Hj + Н = = Н сопровождается выделением около 70 ккал/моль. [c.119] Резкий скачок растворимости между 1450 и 1550 °С обусловлен изменением агрегатного состояния железа (т. пл. 1536 °С). Расплавленное железо содержит растворенный водород в атомарном состоянии. [c.119] Кривые распределения скоростей молекул водорода. [c.120] Аналогичный показанному на рис. 1У-2 характер имеют кривые распределения скоростей и для других газов. Само, собой разумеется, что величина скорости не является постоянной характеристикой той или иной молекулы, а отражает лишь ее состояние в данный момент времени. [c.120] Вернуться к основной статье