Кейс «Водород»

Характеристика элемента водорода по его положению в таблице Менделеева:                                                                                                                                                                                                                              Характеризуя водород по положению в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, следует обратить внимание на особенности строения атома водорода — самого простейшего из химических элементов (состоит из ядра, представляющего собой один протон, и одного электрона. В ядре атома водорода нейтронов нет).    

 Наиболее распространенная степень окисления водорода +1( H₂O,CH₄-метан, H₂S-сероводород). В соединениях с металлами водород проявляет степень окисления, равную -1(NaH, CaH₂-гидриды металлов).

Молекула водорода двухатомная, связь ковалентная неполярная. Схема образования молекулы водорода: H:H или H-H.    

Водород — газ без цвета и запаха, плохо растворим в воде, в 14,5 раз легче воздуха. Горюч.

Так же как и у щелочных металлов (Li, Na, К и др.), у Н на внешнем электронном слое один электрон, с другой стороны, так же как и элементам VII группы, водороду не хватает одного электрона до его завершения Водород — самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле водород содержится в воде, природном газе, нефти.

1. Почему водород практически не встречается на Земле в свободном состоянии?

2. Объясните, на чем было основано применение водорода для заполнения дирижаблей.

3. Почему современные дирижабли заполняю гелием.

4. Объясните, почему водород в ПС находится в I, и в VII группах главных подгруппах.

Физические свойства 

Водород — самый лёгкий газ, он легче воздуха в 14,5 раз. Очевидно, что чем меньше масса молекул, тем выше их скорость при одной и той же температуре. Как самые лёгкие, молекулы водорода движутся быстрее молекул любого другого газа и тем самым быстрее могут передавать теплоту от одного тела к другому. Отсюда следует, что водород обладает самой высокой теплопроводностью среди газообразных веществ. Его теплопроводность примерно в семь раз выше теплопроводности воздуха.

Заполните таблицу.

А - Высокая

Б - Средняя

В – Низкая

Изотопы

Водород встречается в виде трёх изотопов, которые имеют индивидуальные названия: ¹H — протий (Н), ²Н — дейтерий (D), ³Н — тритий (радиоактивный) (T).

Протий и дейтерий являются стабильными изотопами с массовыми числами 1 и 2. Содержание их в природе соответственно составляет 99,9885 ± 0,0070 % и 0,0115 ± 0,0070 %. Это соотношение может незначительно меняться в зависимости от 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.

Природный водород состоит из молекул H₂ и HD (дейтероводород) в соотношении 3200:1. Содержание чистого дейтерийного водорода D₂ ещё меньше.

Из всех изотопов химических элементов физические и химические свойства изотопов водорода отличаются друг от друга наиболее сильно. Это связано с наибольшим относительным изменением масс атомов. 

Какие изотопы водорода вам известны?

Объясните с точки зрения строения атома  большую разницу масс изотопов водорода.

Особенности обращения                                                                              

Водород при смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь — так называемый гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при объёмном отношении водорода и кислорода 2:1, или водорода и воздуха приближённо 2:5 .Также водород пожароопасен. Жидкий водород при попадании на кожу может вызвать сильное обморожение.

Чем объясняется взрывоопасность водорода в воздухе.( так как в воздухе кислорода содержится примерно 21 %)

Применение

Атомарный водород используется для атомно-водородной сварки.

Химическая промышленность:При производстве аммиака, метанола, мыла и пластмасс

Пищевая промышленность При производстве маргарина из жидких растительных масел

Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E949 (упаковочный газ)

Авиационная промышленность.Топливо.

Водород используют в качестве ракетного топлива.

Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и грузовых автомобилей.

Объясните ,почему до сих пор водород не используют как топлива для легковых и грузовых автомобилей.

Поясните, какое топливо является экологически чистым бензин или водород. Ответ подтвердите уравнениями реакций.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/615384-kejs-vodorod