Ķīmiskais elements · uzziņu lapa

Ūdeņradis

Ūdeņradis ir ķīmiskais elements ar atomnumuru 1 un simbolu H; tas atrodas 1. periodā, 1. grupā un s blokā. Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā — gāzveida. Elektronu konfigurācija: 1s1.

Atomnumurs1

Standarta atommasa[1.00784, 1.00811]

Grupa1

Periods1

Blokss

Elektronu konfigurācija1s1

Elektroniskā uzbūve

Kas nosaka tā ķīmiju

Ūdeņradim ir viens elektrons un nav iekšējās elektronu čaulas. Tas var koplietot šo elektronu kovalentās saitēs, spēcīgi jonizējošos apstākļos to zaudēt un veidot H⁺ vai piemērotos savienojumos pievienot elektronu un veidot hidrīdu H⁻. Šī elastība izskaidro ūdeņraža klātbūtni ūdenī, skābēs, ogļūdeņražos un daudzās bioloģiskās molekulās.

Konfigurācija 1s¹ padara ūdeņradi par īpašu gadījumu periodiskajā tabulā. Tas novietots virs 1. grupas, jo tam ir viens valences elektrons, taču tā ķīmija nav vienkārši sārmu metāla ķīmija.

Ķīmiskās formas

Savienojumi, joni un materiāli

Elementārs ūdeņradis parasti pastāv H₂ molekulu veidā. Savienojumos tas sastopams ūdenī, ogļūdeņražos, skābēs, metālu hidrīdos un neskaitāmās organiskās molekulās. Oksidēšanās pakāpe atkarībā no saistīšanās partnera var būt +1, 0 vai −1.

Fizikālās īpašības

Agregātstāvoklis un fāžu pārejas

Atsauces agregātstāvoklis istabas temperatūrā ir gāzveida. Norādītais blīvums ir 0.0899 g/L. Kušanas temperatūra ir 13.84 K (-259.3 °C). Viršanas temperatūra ir 20.27 K (-252.9 °C). Spiediens, tīrība un kristāliskā struktūra var mainīt izmērītās fizikālās īpašības.

Sastopamība un lietojums

Kur sastopams un kā tiek izmantots ūdeņradis

Uz Zemes ūdeņradis galvenokārt sastopams savienojumos, piemēram, ūdenī un organiskajās molekulās. Rūpniecisko ūdeņradi izmanto amonjaka ražošanā, naftas pārstrādē un kā enerģijas nesēju, tostarp kurināmā elementos.

Praksē

Reāli lietojuma piemēri

Ūdens un dzīvības ķīmija

Šis elements ir ūdens sastāvdaļa un ietilpst oglekļa–ūdeņraža struktūrās, kas sastopamas visā bioloģiskajā ķīmijā.

Mēslošanas līdzekļu ražošana

Šis elements ir izejviela amonjaka ražošanai; amonjaku pēc tam izmanto daudzu slāpekļa mēslošanas līdzekļu ražošanā.

Naftas pārstrāde

Šo elementu izmanto katalītiskos vai šī elementa apstrādes posmos, kas izvada piemaisījumus un uzlabo degvielu kvalitāti.

Vieta periodiskajā sistēmā

Ko parāda kaimiņu elementi

Ūdeņradis atrodas 1. periodā un 1. grupā. Šeit parādītajā apkārtnē: Tajā pašā grupā tieši zem tā atrodas litijs. Šīs pozīcijas ļauj salīdzināt atoma izmēru, jonizācijas enerģiju un ķīmisko saišu raksturu ar kaimiņu elementiem.

Atsauces dati

Fizikālās un atomārās īpašības

Klasifikācijadivatomu nemetāls

Agregātstāvoklis istabas temperatūrāgāzveida

Elektronu čaulas1

Blīvums0.0899 g/L

Kušanas temperatūra13.84 K (-259.3 °C)

Viršanas temperatūra20.27 K (-252.9 °C)

Elektronegativitāte pēc Polinga2.2

Pirmā jonizācijas enerģija1 312 kJ/mol

Elektronu afinitāte72.77 kJ/mol

Ja vien nav norādīts citādi, vērtības raksturo elementu vai neitrālu atomu. Fizikālie dati var būt atkarīgi no alotropiskās formas, spiediena un mērījumu apstākļiem.

Vēsture

Atklāšana un identificēšana

Elementa atklāšana ir saistīta ar Henry Cavendish. Elementa atpazīšana, tīra parauga izolēšana un mūsdienu atomnumura piešķiršana ne vienmēr notika vienlaikus.

Izotopi un atommasa

Kā izotopu sastāvs maina skaitliskās vērtības

Standarta atommasa ir norādīta kā intervāls [1.00784, 1.00811]. Dabiskos paraugos izotopu proporcijas var nedaudz atšķirties, tāpēc viena universāla decimālvērtība slēptu reālas materiālu atšķirības.

Šim elementam ir vismaz viens stabils izotops. Dažādiem izotopiem ir vienāds protonu skaits un tāpēc viena un tā pati elementa identitāte, bet atšķirīgs neitronu skaits un atommasa.

Drošība

Darbs ar vielu un iedarbība

Ar šo elementu saistītie riski ir atkarīgi no ķīmiskās formas, devas un iedarbības ceļa. Tīram elementam, tā joniem un savienojumiem var būt ļoti atšķirīga bioloģiskā un vides ietekme, tāpēc jāpārbauda drošības dati par konkrēto izmantoto vielu.