Vodonik H je hemijski element, jedan od naj?e??ih u na?em svemiru. Masa vodika kao elementa u sastavu supstanci je 75% ukupnog sadr?aja atoma druge vrste. Uklju?en je u najva?niju i vitalnu vezu na planeti - vodu. Posebnost vodonika je i to ?to je prvi element u periodi?nom sistemu hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva.

Otkri?e i istra?ivanje

Prva spominjanja vodonika u Paracelsusovim spisima datiraju iz ?esnaestog veka. Ali njegovo izolovanje od gasne me?avine vazduha i prou?avanje zapaljivih svojstava ve? je u sedamnaestom veku napravio nau?nik Lemeri. Vodonik je detaljno prou?avao engleski hemi?ar, fizi?ar i prirodnjak koji je eksperimentalno dokazao da je masa vodonika najmanja u pore?enju sa drugim gasovima. U kasnijim fazama razvoja nauke, mnogi nau?nici su radili s njim, posebno Lavoisier, koji ga je nazvao "ra?anjem vode".

Karakteristika prema poziciji u PSCE

Element koji otvara periodni sistem D. I. Mendeljejeva je vodonik. Fizi?ka i hemijska svojstva atoma pokazuju izvestan dualitet, budu?i da se vodik istovremeno pripisuje prvoj grupi, glavnoj podgrupi, ako se pona?a kao metal i odustane od jednog elektrona u procesu hemijske reakcije, i sedmi - u slu?aju potpunog punjenja valentne ljuske, odnosno prijemne negativne ?estice, ?to je karakterizira sli?nom halogenima.

Karakteristike elektronske strukture elementa

Svojstva slo?enih supstanci u koje je uklju?en i najjednostavnije supstance H 2 prvenstveno su odre?ene elektronskom konfiguracijom vodonika. ?estica ima jedan elektron sa Z= (-1), koji rotira u svojoj orbiti oko jezgra, koji sadr?i jedan proton jedini?ne mase i pozitivnog naboja (+1). Njegova elektronska konfiguracija je zapisana kao 1s 1, ?to zna?i prisustvo jedne negativne ?estice u prvoj i jedinoj s-orbitali za vodonik.

Kada se elektron odvoji ili preda, a atom ovog elementa ima takvo svojstvo da je povezan s metalima, dobije se kation. U stvari, jon vodonika je pozitivna elementarna ?estica. Stoga se vodonik bez elektrona jednostavno naziva proton.

Fizi?ka svojstva

Ukratko opisuju?i vodonik, to je bezbojan, slabo rastvorljiv gas sa relativnom atomskom masom od 2, 14,5 puta lak?im od vazduha, sa temperaturom ukapljivanja od -252,8 stepeni Celzijusa.

Iz iskustva se lako mo?e vidjeti da je H2 najlak?i. Da biste to u?inili, dovoljno je napuniti tri kuglice raznim tvarima - vodikom, uglji?nim dioksidom, obi?nim zrakom - i istovremeno ih pustiti iz ruke. Onaj koji je ispunjen CO 2 br?e ?e dospjeti do tla, nakon ?ega ?e pasti naduvan mje?avinom zraka, a onaj koji sadr?i H 2 podi?i ?e se do stropa.

Mala masa i veli?ina ?estica vodika opravdavaju njegovu sposobnost prodiranja kroz razli?ite tvari. Na primjeru iste lopte to je lako provjeriti, za par dana ?e se sama ispuhati, jer ?e plin jednostavno pro?i kroz gumu. Tako?e, vodonik se mo?e akumulirati u strukturi nekih metala (paladija ili platine), i ispariti iz njega kada temperatura poraste.

Svojstvo niske rastvorljivosti vodika koristi se u laboratorijskoj praksi za njegovo izdvajanje metodom istiskivanja vodika (tabela ispod sadr?i glavne parametre) koji odre?uju opseg njegove primene i metode proizvodnje.

Parametar atoma ili molekula jednostavne supstance	Zna?enje
Atomska masa (molarna masa)	1,008 g/mol
Elektronska konfiguracija	1s 1
Kristalna ?elija	Hexagonal
Toplotna provodljivost	(300 K) 0,1815 W/(m K)
Gustina na n. y.	0,08987 g/l
Temperatura klju?anja	-252,76°C
Specifi?na toplota sagorevanja	120,9 10 6 J/kg
Temperatura topljenja	-259,2°C
Rastvorljivost u vodi	18,8 ml/l

Izotopski sastav

Kao i mnogi drugi predstavnici periodnog sistema hemijskih elemenata, vodonik ima nekoliko prirodnih izotopa, odnosno atoma sa istim brojem protona u jezgru, ali razli?itim brojem neutrona - ?estica sa nultim nabojem i jedini?nom masom. Primjeri atoma koji imaju sli?na svojstva su kisik, ugljik, klor, brom i drugi, uklju?uju?i i radioaktivne.

Fizi?ka svojstva vodika 1 H, naj?e??eg od predstavnika ove grupe, zna?ajno se razlikuju od istih karakteristika njegovih kolega. Posebno se razlikuju karakteristike tvari u koje su uklju?ene. Dakle, postoji obi?na i deuterirana voda, koja u svom sastavu umjesto atoma vodika s jednim protonom sadr?i deuterijum 2 H - njegov izotop s dvije elementarne ?estice: pozitivnom i nenabijenom. Ovaj izotop je dvostruko te?i od obi?nog vodonika, ?to obja?njava fundamentalnu razliku u svojstvima spojeva koje ?ine. U prirodi je deuterijum 3200 puta rje?i od vodonika. Tre?i predstavnik je tricijum 3 H, u jezgru ima dva neutrona i jedan proton.

Metode dobijanja i izolacije

Laboratorijske i industrijske metode su veoma razli?ite. Dakle, u malim koli?inama plin se dobiva uglavnom kroz reakcije u kojima su uklju?eni minerali, a u velikoj proizvodnji se u ve?oj mjeri koristi organska sinteza.

U laboratoriji se koriste sljede?e hemijske interakcije:

U industrijskim interesima, plin se dobiva sljede?im metodama:

1. Termi?ka razgradnja metana u prisustvu katalizatora na njegove sastavne jednostavne supstance (350 stepeni dosti?e vrednost takvog indikatora kao ?to je temperatura) - vodik H 2 i ugljenik C.
2. Propu?tanje parne vode kroz koks na 1000 stepeni Celzijusa sa stvaranjem ugljen-dioksida CO 2 i H 2 (naj?e??a metoda).
3. Konverzija gasovitog metana na nikalnom katalizatoru na temperaturi koja dosti?e 800 stepeni.
4. Vodik je nusproizvod u elektrolizi vodenih otopina kalijevih ili natrijum hlorida.

Hemijske interakcije: op?te odredbe

Fizi?ka svojstva vodika u velikoj mjeri obja?njavaju njegovo pona?anje u reakcionim procesima s jednim ili drugim spojem. Valentnost vodonika je 1, jer se nalazi u prvoj grupi periodnog sistema, a stepen oksidacije pokazuje druga?iji. U svim jedinjenjima, osim u hidridima, vodonik u s.o. = (1+), u molekulima kao ?to su XH, XH 2, XH 3 - (1-).

Molekul plina vodika, nastao stvaranjem generaliziranog elektronskog para, sastoji se od dva atoma i energetski je prili?no stabilan, zbog ?ega je u normalnim uvjetima donekle inertan i ulazi u reakcije kada se normalni uvjeti mijenjaju. Ovisno o stupnju oksidacije vodika u sastavu drugih tvari, mo?e djelovati i kao oksidacijsko i kao redukcijsko sredstvo.

Tvari sa kojima vodonik reaguje i nastaje

Elementarne interakcije za formiranje slo?enih supstanci (?esto na povi?enim temperaturama):

1. Alkalni i zemnoalkalni metal + vodonik = hidrid.
2. Halogen + H 2 = halogen vodonik.
3. Sumpor + vodonik = vodonik sulfid.
4. Kiseonik + H 2 = voda.
5. Ugljik + vodonik = metan.
6. Azot + H 2 = amonijak.

Interakcija sa slo?enim supstancama:

1. Dobivanje sintetskog plina iz uglji?nog monoksida i vodonika.
2. Obnavljanje metala iz njihovih oksida sa H 2 .
3. Zasi?enje nezasi?enih alifatskih ugljovodonika vodikom.

vodoni?nu vezu

Fizi?ka svojstva vodika su takva da, u kombinaciji s elektronegativnim elementom, omogu?avaju stvaranje posebne vrste veze s istim atomom od susjednih molekula koji imaju nepodijeljene elektronske parove (na primjer, kisik, du?ik i fluor). Najjasniji primjer na kojem je bolje razmotriti takav fenomen je voda. Mo?e se re?i da je pro?ivena vodoni?nim vezama, koje su slabije od kovalentnih ili jonskih, ali zbog ?injenice da ih ima mnogo, one zna?ajno uti?u na svojstva supstance. U su?tini, vodoni?na veza je elektrostati?ka interakcija koja vezuje molekule vode u dimere i polimere, ?to dovodi do njene visoke ta?ke klju?anja.

Vodonik u sastavu mineralnih jedinjenja

Svi sadr?e proton - katjon atoma kao ?to je vodonik. Supstanca ?iji kiselinski ostatak ima oksidaciono stanje ve?e od (-1) naziva se polibazi?nim spojem. Sadr?i nekoliko atoma vodika, ?to ?ini disocijaciju u vodenim otopinama vi?estepenom. Svaki sljede?i proton se sve te?e odvaja od ostatka kiseline. Prema kvantitativnom sadr?aju vodonika u mediju odre?uje se njegova kiselost.

Primjena u ljudskim aktivnostima

Boce sa supstancom, kao i posude sa drugim te?nim gasovima, kao ?to je kiseonik, imaju specifi?an izgled. Oslikane su tamno zelenom bojom sa jarko crvenim slovima "Hydrogen". Plin se pumpa u cilindar pod pritiskom od oko 150 atmosfera. Fizi?ka svojstva vodonika, posebno lako?a plinovitog agregatnog stanja, koriste se za punjenje balona, balona itd. pomije?anih sa helijumom.

Vodik, ?ija su fizi?ka i kemijska svojstva ljudi nau?ili koristiti prije mnogo godina, trenutno se koristi u mnogim industrijama. Najve?i dio odlazi na proizvodnju amonijaka. Vodonik tako?e u?estvuje u (hafnijum, germanijum, galijum, silicijum, molibden, volfram, cirkonijum i drugi) iz oksida, deluju?i u reakciji kao redukciono sredstvo, cijanovodoni?ne i hlorovodoni?ne kiseline, kao i ve?ta?ko te?no gorivo. Prehrambena industrija ga koristi za pretvaranje biljnih ulja u ?vrste masti.

Utvrdili smo hemijska svojstva i upotrebu vodonika u razli?itim procesima hidrogenacije i hidrogenacije masti, uglja, ugljovodonika, ulja i lo? ulja. Uz pomo? njega proizvodi se drago kamenje, ?arulje sa ?arnom niti, metalni proizvodi se kovaju i zavaruju pod utjecajem plamena kisika i vodika.

Hemijska svojstva vodonika

U normalnim uslovima, molekularni vodonik je relativno neaktivan, direktno se kombinuju?i samo sa najaktivnijim nemetalima (sa fluorom, a na svetlosti i sa hlorom). Me?utim, kada se zagrije, reagira s mnogim elementima.

Vodik reagira s jednostavnim i slo?enim tvarima:

- Interakcija vodonika sa metalima dovodi do stvaranja slo?enih supstanci - hidrida, u ?ijim je hemijskim formulama atom metala uvijek na prvom mjestu:

Na visokoj temperaturi vodonik direktno reagira sa nekim metalima(alkalne, zemnoalkalne i druge), formiraju?i bijele kristalne supstance - metalne hidride (Li H, Na H, KH, CaH 2 itd.):

H 2 + 2Li = 2LiH

Metalni hidridi se lako razla?u vodom uz formiranje odgovaraju?e alkalije i vodonika:

Sa H 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 2

- Kada je vodonik u interakciji sa nemetalima nastaju hlapljiva jedinjenja vodonika. U hemijskoj formuli hlapljivog jedinjenja vodika, atom vodika mo?e biti ili na prvom ili na drugom mestu, u zavisnosti od njegove lokacije u PSCE (pogledajte plo?u na slajdu):

1). Sa kiseonikom Vodonik stvara vodu:

Video "Sagorevanje vodonika"

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O + Q

Na uobi?ajenim temperaturama, reakcija se odvija izuzetno sporo, iznad 550 ° C - uz eksploziju (mje?avina 2 zapremine H 2 i 1 zapremine O 2 naziva se eksplozivni gas) .

Video "Eksplozija eksplozivnog gasa"

Video "Priprema i eksplozija eksplozivne smjese"

2). Sa halogenima Vodik stvara halogenovodonike, na primjer:

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl

Vodonik eksplodira sa fluorom (?ak i u mraku i na -252°C), sa hlorom i bromom reaguje samo kada se osvetli ili zagreje, a sa jodom samo kada se zagreje.

3). Sa azotom Vodik reaguje sa stvaranjem amonijaka:

ZN 2 + N 2 \u003d 2NH 3

samo na katalizatoru i na povi?enim temperaturama i pritiscima.

?etiri). Kada se zagrije, vodonik sna?no reagira sa sumporom:

H 2 + S \u003d H 2 S (vodonik sulfid),

mnogo te?e sa selenom i telurom.

5). sa ?istim ugljenikom Vodik mo?e reagirati bez katalizatora samo na visokim temperaturama:

2H 2 + C (amorfni) = CH 4 (metan)

- Vodik ulazi u reakciju supstitucije sa metalnim oksidima , dok se u proizvodima formira voda i metal se redukuje. Vodik - pokazuje svojstva redukcijskog agensa:

Koristi se vodonik za oporavak mnogih metala, budu?i da oduzima kisik njihovim oksidima:

Fe 3 O 4 + 4H 2 \u003d 3Fe + 4H 2 O, itd.

Primena vodonika

Video "Upotreba vodonika"

Trenutno se vodonik proizvodi u ogromnim koli?inama. Veliki dio se koristi u sintezi amonijaka, hidrogenaciji masti i hidrogenizaciji uglja, ulja i ugljovodonika. Osim toga, vodik se koristi za sintezu hlorovodoni?ne kiseline, metil alkohola, cijanovodoni?ne kiseline, u zavarivanju i kovanju metala, kao i u proizvodnji lampi sa ?arnom niti i dragog kamenja. Vodonik se prodaje u bocama pod pritiskom preko 150 atm. Oslikani su tamno zelenom bojom i opremljeni su crvenim natpisom "Hydrogen".

Vodik se koristi za pretvaranje te?nih masti u ?vrste masti (hidrogenacija), za proizvodnju te?nih goriva hidrogenacijom uglja i lo? ulja. U metalurgiji se vodik koristi kao redukciono sredstvo za okside ili hloride za proizvodnju metala i nemetala (germanijum, silicijum, galijum, cirkonijum, hafnij, molibden, volfram, itd.).

Prakti?na primjena vodika je raznolika: obi?no se puni balonima, u kemijskoj industriji slu?i kao sirovina za proizvodnju mnogih vrlo va?nih proizvoda (amonijak i dr.), u prehrambenoj industriji - za proizvodnju ?vrstih proizvoda. masti iz biljnih ulja i dr. Visoka temperatura (do 2600 °C), koja se dobija sagorevanjem vodonika u kiseoniku, koristi se za topljenje vatrostalnih metala, kvarca i dr. Te?ni vodonik je jedno od najefikasnijih goriva za mlazne motore. Godi?nja svjetska potro?nja vodonika prelazi 1 milion tona.

SIMULATORI

br. 2. Vodonik

ZADACI ZA POJA?ANJE

Zadatak broj 1
Napravite jednad?be za reakcije interakcije vodonika sa sljede?im supstancama: F 2 , Ca, Al 2 O 3 , ?ivin oksid (II), volfram oksid (VI). Navedite produkte reakcije, navedite vrste reakcija.

Zadatak broj 2
Izvr?ite transformacije prema shemi:
H 2 O -> H 2 -> H 2 S -> SO 2

Zadatak broj 3.
Izra?unajte masu vode koja se mo?e dobiti sagorijevanjem 8 g vodonika?

DEFINICIJA

Vodonik je prvi element u periodnom sistemu. Oznaka - H od latinskog "hydrogenium". Smje?ten u prvom periodu, grupa IA. Odnosi se na nemetale. Nuklearni naboj je 1.

Vodonik je jedan od naj?e??ih hemijskih elemenata - njegov udio je oko 1% mase sve tri ljuske zemljine kore (atmosfere, hidrosfere i litosfere), ?to, kada se pretvori u atomske procente, daje cifru od 17,0.

Glavna koli?ina ovog elementa je u vezanom stanju. Dakle, voda sadr?i oko 11 te?. %, glina - oko 1,5% itd. U obliku spojeva s ugljikom, vodonik je dio nafte, zapaljivih prirodnih plinova i svih organizama.

Vodonik je gas bez boje i mirisa (dijagram strukture atoma je prikazan na slici 1). Njegove ta?ke topljenja i klju?anja su veoma niske (-259 o C i -253 o C, respektivno). Na temperaturi (-240 o C) i pod pritiskom vodonik je u stanju da se ukapni, a brzim isparavanjem nastale te?nosti prelazi u ?vrsto stanje (prozirni kristali). Slabo je rastvorljiv u vodi - 2:100 zapreminski. Vodik je karakteriziran rastvorljivo??u u nekim metalima, na primjer, u ?eljezu.

Rice. 1. Struktura atoma vodika.

Atomska i molekulska te?ina vodonika

DEFINICIJA

Relativna atomska masa element je omjer mase atoma datog elementa i 1/12 mase atoma ugljika.

Relativna atomska masa je bezdimenzionalna i ozna?ava se A r (indeks „r“ je po?etno slovo engleske re?i relativno, ?to u prevodu zna?i „relativan“). Relativna atomska masa atomskog vodonika je 1,008 amu.

Mase molekula, ba? kao i mase atoma, izra?ene su u jedinicama atomske mase.

DEFINICIJA

molekularna te?ina supstanca se naziva masa molekula, izra?ena u jedinicama atomske mase. Relativna molekulska te?ina supstance su odnos mase molekula date supstance i 1/12 mase atoma ugljenika, ?ija je masa 12 a.m.u.

Poznato je da je molekul vodonika dvoatomski - H 2 . Relativna molekulska te?ina molekule vodonika bit ?e jednaka:

M r (H 2) = 1,008 x 2 = 2,016.

Izotopi vodonika

Vodonik ima tri izotopa: protijum 1 H, deuterijum 2 H ili D i tricijum 3 H ili T. Njihovi maseni brojevi su 1, 2 i 3. Procijum i deuterijum su stabilni, tricijum je radioaktivan (vreme poluraspada 12,5 godina). U prirodnim jedinjenjima, deuterijum i protij su u prosjeku sadr?ani u omjeru 1:6800 (prema broju atoma). Tricijum se u prirodi nalazi u zanemarljivim koli?inama.

Jezgro atoma vodika 1 H sadr?i jedan proton. Jezgra deuterija i tricijuma uklju?uju, pored protona, jedan i dva neutrona.

Joni vodonika

Atom vodika mo?e ili donirati svoj jedan elektron da formira pozitivan ion (koji je "goli" proton) ili dobiti jedan elektron da postane negativni ion, koji ima konfiguraciju elektrona helijuma.

Potpuno odvajanje elektrona od atoma vodika zahtijeva utro?ak vrlo velike energije ionizacije:

H + 315 kcal = H + + e.

Kao rezultat toga, u interakciji vodika s metaloidima ne nastaju ionske, ve? samo polarne veze.

Tendencija neutralnog atoma da pri?vrsti vi?ak elektrona karakterizira vrijednost njegovog afiniteta prema elektronu. U vodiku je prili?no slabo izra?en (me?utim, to ne zna?i da takav vodikov ion ne mo?e postojati):

H + e \u003d H - + 19 kcal.

Molekula i atom vodika

Molekul vodonika sastoji se od dva atoma - H 2 . Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu vodika:

Primjeri rje?avanja problema

PRIMJER 1

Vje?bajte	Doka?ite da postoje hidridi op?e formule EN x koji sadr?e 12,5% vodika.
Rje?enje	Izra?unajte mase vodonika i nepoznatog elementa, uzimaju?i masu uzorka kao 100 g: m(H) = m(EN x)xw(H); m(H) = 100 x 0,125 = 12,5 g. m (E) \u003d m (EN x) - m (H); m (E) \u003d 100 - 12,5 \u003d 87,5 g. Na?imo koli?inu vodikove supstance i nepoznatog elementa, ozna?avaju?i molarnu masu potonjeg kao "x" (molarna masa vodika je 1 g/mol):

Te?nost

Vodonik(lat. Hidrogenijum; ozna?ena simbolom H) je prvi element periodnog sistema elemenata. ?iroko rasprostranjen u prirodi. Kation (i jezgro) naj?e??eg izotopa vodonika 1 H je proton. Svojstva 1 H jezgra omogu?avaju ?iroku upotrebu NMR spektroskopije u analizi organskih supstanci.

Tri izotopa vodonika imaju svoja imena: 1 H - protij (H), 2 H - deuterijum (D) i 3 H - tricijum (radioaktivan) (T).

Jednostavna tvar vodonik - H 2 - je lagani bezbojni plin. U me?avini sa vazduhom ili kiseonikom, zapaljiv je i eksplozivan. Netoksi?an. Rastvorljiv u etanolu i brojnim metalima: gvo??e, nikl, paladijum, platina.

Pri?a

Osloba?anje zapaljivog gasa tokom interakcije kiselina i metala prime?eno je u 16. i 17. veku u zoru formiranja hemije kao nauke. Mihail Vasiljevi? Lomonosov je tako?e direktno ukazao na njegovu izolaciju, ali ve? definitivno shvataju?i da to nije flogiston. Engleski fizi?ar i hemi?ar Henry Cavendish prou?avao je ovaj gas 1766. godine i nazvao ga "zapaljivim vazduhom". Kada je sagoreo, "zapaljivi vazduh" je proizvodio vodu, ali Cavendisheva privr?enost teoriji flogistona ga je spre?ila da izvu?e ispravne zaklju?ke. Francuski hemi?ar Antoine Lavoisier, zajedno sa in?enjerom J. Meunierom, pomo?u specijalnih gasometara je 1783. godine izvr?io sintezu vode, a potom i njenu analizu, razla?u?i vodenu paru usijanim gvo??em. Tako je ustanovio da je "zapaljivi vazduh" deo vode i da se iz nje mo?e dobiti.

porijeklo imena

Lavoisier je vodiku dao naziv hydrog?ne, ?to zna?i "vodonosni". Ruski naziv "vodonik" predlo?io je hemi?ar M.F. Solovjov 1824. godine - po analogiji sa Slomonosovljevim "kiseonikom".

Prevalencija

Vodonik je najzastupljeniji element u svemiru. On ?ini oko 92% svih atoma (8% su atomi helija, udio svih ostalih elemenata zajedno je manji od 0,1%). Dakle, vodonik je glavna komponenta zvijezda i me?uzvjezdanog plina. U uslovima zvjezdanih temperatura (na primjer, povr?inska temperatura Sunca je ~ 6000 °C), vodik postoji u obliku plazme; u me?uzvjezdanom prostoru ovaj element postoji u obliku pojedina?nih molekula, atoma i jona i mo?e formiraju molekularne oblake koji se zna?ajno razlikuju po veli?ini, gusto?i i temperaturi.

Zemljina kora i ?ivi organizmi

Maseni udio vodonika u zemljinoj kori je 1% - ovo je deseti naj?e??i element. Me?utim, njegova uloga u prirodi nije odre?ena masom, ve? brojem atoma, ?iji je udio me?u ostalim elementima 17% (drugo mjesto nakon kisika, ?iji je udio atoma ~ 52%). Stoga je va?nost vodonika u hemijskim procesima koji se odvijaju na Zemlji gotovo jednaka va?nosti kiseonika. Za razliku od kiseonika, koji postoji na Zemlji iu vezanom iu slobodnom stanju, skoro sav vodonik na Zemlji je u obliku jedinjenja; samo vrlo mala koli?ina vodonika u obliku jednostavne supstance nalazi se u atmosferi (0,00005% zapremine).

Vodik je sastavni dio gotovo svih organskih tvari i prisutan je u svim ?ivim stanicama. U ?ivim ?elijama, po broju atoma, vodonik ?ini skoro 50%.

Potvrda

Industrijske metode za dobijanje jednostavnih supstanci zavise od oblika u kojem se odgovaraju?i element nalazi u prirodi, odnosno ?ta mo?e biti sirovina za njegovu proizvodnju. Dakle, kiseonik, koji je dostupan u slobodnom stanju, dobija se na fizi?ki na?in - izolacijom iz te?nog vazduha. Gotovo sav vodonik je u obliku jedinjenja, pa se za njegovo dobijanje koriste hemijske metode. Posebno se mogu koristiti reakcije razlaganja. Jedan od na?ina proizvodnje vodika je reakcija razlaganja vode elektri?nom strujom.

Glavna industrijska metoda za proizvodnju vodika je reakcija metana s vodom, koji je dio prirodnog plina. Izvodi se na visokoj temperaturi (lako je provjeriti da kada se metan propu?ta ?ak i kroz kipu?u vodu, ne dolazi do reakcije):

CH 4 + 2H 2 O \u003d CO 2 + 4H 2 -165 kJ

U laboratoriju se za dobivanje jednostavnih supstanci ne koriste nu?no prirodne sirovine, ve? se biraju one po?etne tvari od kojih je lak?e izolirati potrebnu tvar. Na primjer, u laboratoriji se kisik ne dobiva iz zraka. Isto se odnosi i na proizvodnju vodonika. Jedna od laboratorijskih metoda za proizvodnju vodika, koja se ponekad koristi u industriji, je razlaganje vode elektri?nom strujom.

Vodik se obi?no proizvodi u laboratoriji reakcijom cinka sa hlorovodoni?nom kiselinom.

U industriji

1. Elektroliza vodenih rastvora soli:

2NaCl + 2H 2 O -> H 2 + 2NaOH + Cl 2

2. Propu?tanje vodene pare preko vru?eg koksa na temperaturi od oko 1000 °C:

H2O+C? H2 + CO

3.Od prirodnog plina.

Steam konverzija:

CH 4 + H 2 O? CO + 3H 2 (1000 °C)

Kataliti?ka oksidacija kiseonikom:

2CH4 + O2? 2CO + 4H2

4. Krekiranje i reformiranje ugljovodonika u procesu prerade nafte.

U laboratoriji

1.Djelovanje razrije?enih kiselina na metale. Za izvo?enje takve reakcije naj?e??e se koriste cink i razrije?ena klorovodi?na kiselina:

Zn + 2HCl -> ZnCl 2 + H 2

2.Interakcija kalcijuma sa vodom:

Ca + 2H 2 O -> Ca (OH) 2 + H 2

3.Hidroliza hidrida:

NaH + H 2 O -> NaOH + H 2

4.Djelovanje alkalija na cink ili aluminij:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O -> 2Na + 3H 2

Zn + 2KOH + 2H 2 O -> K 2 + H 2

5.Uz pomo? elektrolize. Tokom elektrolize vodenih rastvora alkalija ili kiselina, na katodi se osloba?a vodik, na primer:

2H 3 O + + 2e - -> H 2 + 2H 2 O

Fizi?ka svojstva

Vodonik mo?e postojati u dva oblika (modifikacije) - u obliku orto- i para-vodonika. U molekulu ortovodika o-H 2 (t.t. -259,10 °C, bp. -252,56 °C) nuklearni spinovi su usmjereni na isti na?in (paralelno), dok je paravodonik str-H 2 (t.t. -259,32 °C, bp. -252,89 °C) - jedan naspram drugog (antiparalelni). Ravnote?na mje?avina o-H 2 i str-H 2 na datoj temperaturi se naziva ravnote?ni vodonik e-H2.

Modifikacije vodika se mogu razdvojiti adsorpcijom na aktivnom ugljenu na temperaturi teku?eg du?ika. Na vrlo niskim temperaturama, ravnote?a izme?u ortovodonika i paravodonika je gotovo u potpunosti pomjerena prema ovom drugom. Na 80 K, odnos stranica je pribli?no 1:1. Desorbirani paravodonik se nakon zagrijavanja pretvara u ortovodonik do formiranja ravnote?ne smjese na sobnoj temperaturi (orto-para: 75:25). Bez katalizatora, transformacija se odvija sporo (u uslovima me?uzvjezdanog medija - s karakteristi?nim vremenima do kosmolo?kih), ?to omogu?ava prou?avanje svojstava pojedina?nih modifikacija.

Vodonik je najlak?i gas, 14,5 puta lak?i od vazduha. O?igledno, ?to je manja masa molekula, to je ve?a njihova brzina na istoj temperaturi. Kao najlak?i, molekuli vodonika kre?u se br?e od molekula bilo kojeg drugog plina i stoga mogu br?e prenijeti toplinu s jednog tijela na drugo. Iz toga slijedi da vodik ima najve?u toplinsku provodljivost me?u plinovitim tvarima. Njegova toplotna provodljivost je oko sedam puta ve?a od one u zraku.

Molekul vodonika je dvoatomski - H 2. U normalnim uslovima, to je gas bez boje, mirisa i ukusa. Gustina 0,08987 g/l (n.o.), ta?ka klju?anja -252,76 °C, specifi?na toplota sagorevanja 120,9x10 6 J/kg, slabo rastvorljiv u vodi — 18,8 ml/l. Vodonik je visoko rastvorljiv u mnogim metalima (Ni, Pt, Pd, itd.), posebno u paladijumu (850 zapremina na 1 zapreminu Pd). Vezano za rastvorljivost vodonika u metalima je njegova sposobnost da difunduje kroz njih; difuzija kroz uglji?nu leguru (na primjer, ?elik) ponekad je pra?ena uni?tenjem legure zbog interakcije vodika s ugljikom (tzv. dekarbonizacija). Prakti?no nerastvorljiv u srebru.

te?ni vodonik postoji u vrlo uskom temperaturnom rasponu od -252,76 do -259,2 °C. To je bezbojna te?nost, vrlo lagana (gustina na -253 °C 0,0708 g/cm 3) i fluidna (viskozitet na -253 °C 13,8 st). Kriti?ni parametri vodonika su veoma niski: temperatura -240,2 °C i pritisak 12,8 atm. Ovo obja?njava pote?ko?e u ukapljivanju vodonika. U te?nom stanju, ravnote?ni vodonik se sastoji od 99,79% para-H 2 , 0,21% orto-H 2 .

?vrsti vodonik, ta?ka topljenja -259,2 °C, gustina 0,0807 g/cm3 (na -262 °C) — masa nalik snegu, heksagonalni kristali, prostorna grupa P6/mmc, parametri ?elije a=3,75 c=6.12. Pri visokom pritisku vodonik postaje metalan.

izotopi

Vodonik se javlja u obliku tri izotopa, koji imaju pojedina?ne nazive: 1 H - protij (H), 2 H - deuterijum (D), 3 H - tricijum (radioaktivan) (T).

Procijum i deuterijum su stabilni izotopi sa masenim brojevima 1 i 2. Njihov sadr?aj u prirodi je 99,9885 ± 0,0070% i 0,0115 ± 0,0070%, respektivno. Ovaj omjer mo?e neznatno varirati ovisno o izvoru i na?inu proizvodnje vodonika.

Izotop vodonika 3 H (tricijum) je nestabilan. Njegovo poluvrijeme je 12,32 godine. Tricijum se u prirodi nalazi u vrlo malim koli?inama.

Literatura tako?e pru?a podatke o izotopima vodonika sa masenim brojevima 4–7 i poluraspadom 10–22–10–23 s.

Prirodni vodonik se sastoji od H 2 i HD (deuterohidrogen) molekula u omjeru 3200:1. Sadr?aj ?istog deuterijum vodonika D 2 je jo? manji. Odnos koncentracije HD i D 2 je pribli?no 6400:1.

Od svih izotopa kemijskih elemenata, fizi?ka i kemijska svojstva izotopa vodika se me?usobno najvi?e razlikuju. To je zbog najve?e relativne promjene u masama atoma.

	Temperatura topljenje, K	Temperatura klju?anje, K	Triple ta?ka, K / kPa	kriti?an ta?ka, K / kPa	Gustina te?nost/gas, kg/m?

Deuterijum i tricijum tako?e imaju orto i para modifikacije: str-D2, o-D2, str-T2, o-T 2 . Heteroizotopni vodonik (HD, HT, DT) nemaju orto i para modifikacije.

Hemijska svojstva

Frakcija disociranih molekula vodika

Molekule vodika H 2 su prili?no jake, a da bi vodonik reagovao, mora se potro?iti mnogo energije:

H 2 \u003d 2H - 432 kJ

Stoga, na uobi?ajenim temperaturama, vodik reagira samo s vrlo aktivnim metalima, kao ?to je kalcij, formiraju?i kalcijum hidrid:

Ca + H 2 \u003d CaH 2

i sa jedinim nemetalom - fluorom, formiraju?i fluorovodonik:

Vodik reaguje sa ve?inom metala i nemetala na povi?enim temperaturama ili pod drugim uticajima, kao ?to je osvetljenje:

O 2 + 2H 2 \u003d 2H 2 O

Mo?e "oduzeti" kisik nekim oksidima, na primjer:

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O

Napisana jedna?ina odra?ava redukciona svojstva vodonika.

N 2 + 3H 2 -> 2NH 3

Sa halogenima stvara vodonik halogenide:

F 2 + H 2 -> 2HF, reakcija se odvija eksplozijom u mraku i na bilo kojoj temperaturi,

Cl 2 + H 2 -> 2HCl, reakcija se odvija eksplozijom, samo na svjetlu.

Interagira sa ?a?om pri jakom zagrijavanju:

C + 2H 2 -> CH 4

Interakcija sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima

Kada je u interakciji s aktivnim metalima, vodik formira hidride:

2Na + H 2 -> 2NaH

Ca + H 2 -> CaH 2

Mg + H 2 -> MgH 2

hidridi- ?vrste supstance sli?ne solima, koje se lako hidroliziraju:

CaH 2 + 2H 2 O -> Ca(OH) 2 + 2H 2

Interakcija s metalnim oksidima (obi?no d-elementima)

Oksidi se redukuju u metale:

CuO + H 2 -> Cu + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3H 2 -> 2Fe + 3H 2 O

WO 3 + 3H 2 -> W + 3H 2 O

Hidrogenacija organskih jedinjenja

Molekularni vodonik se ?iroko koristi u organskoj sintezi za redukciju organskih spojeva. Ovi procesi se nazivaju reakcije hidrogenacije. Ove reakcije se izvode u prisustvu katalizatora na povi?enom pritisku i temperaturi. Katalizator mo?e biti ili homogen (npr. Wilkinsonov katalizator) ili heterogen (npr. Raney nikl, paladijum na ugljeniku).

Tako, posebno, tokom kataliti?ke hidrogenacije nezasi?enih jedinjenja, kao ?to su alkeni i alkini, nastaju zasi?ena jedinjenja, alkani.

Geohemija vodonika

Slobodni vodonik H 2 je relativno rijedak u kopnenim plinovima, ali u obliku vode ima izuzetno va?nu ulogu u geohemijskim procesima.

Vodik mo?e biti prisutan u mineralima u obliku amonijum jona, hidroksil jona i kristalne vode.

U atmosferi se vodik kontinuirano proizvodi kao rezultat razgradnje vode sun?evim zra?enjem. Imaju?i malu masu, molekule vodika imaju visoku brzinu difuzijskog kretanja (blizu drugoj kosmi?koj brzini) i, u?av?i u gornje slojeve atmosfere, mogu odletjeti u svemir.

Karakteristike cirkulacije

Vodonik, kada se pomije?a sa zrakom, stvara eksplozivnu smjesu - takozvani eksplozivni plin. Ovaj plin je najeksplozivniji kada je volumni omjer vodonika i kisika 2:1, odnosno vodonika i zraka otprilike 2:5, jer zrak sadr?i pribli?no 21% kisika. Vodonik je tako?e opasan od po?ara. Te?ni vodonik mo?e izazvati ozbiljne promrzline ako do?e u dodir s ko?om.

Eksplozivne koncentracije vodonika sa kiseonikom se javljaju od 4% do 96% zapremine. Kada se pome?a sa vazduhom od 4% do 75(74)% zapremine.

Ekonomija

Cijena vodonika u velikim veleprodajnim isporukama kre?e se od 2-5 dolara po kg.

Aplikacija

Atomski vodik se koristi za zavarivanje atomskim vodonikom.

Hemijska industrija

• U proizvodnji amonijaka, metanola, sapuna i plastike
• U proizvodnji margarina od te?nih biljnih ulja
• Registrovan kao dodatak prehrani E949(gas za pakovanje)

prehrambena industrija

Vazduhoplovna industrija

Vodonik je veoma lagan i uvek se di?e u vazduhu. Nekada su vazdu?ni brodovi i baloni bili punjeni vodonikom. Ali 30-ih godina. 20ti vijek bilo je nekoliko katastrofa, tokom kojih su vazdu?ni brodovi eksplodirali i izgorjeli. Danas su vazdu?ni brodovi punjeni helijumom, uprkos znatno ve?oj ceni.

Gorivo

Vodonik se koristi kao raketno gorivo.

U toku su istra?ivanja o kori?tenju vodonika kao goriva za automobile i kamione. Motori na vodik ne zaga?uju okolinu i emituju samo vodenu paru.

Vodik-kiseoni?ke gorive ?elije koriste vodonik da direktno pretvaraju energiju hemijske reakcije u elektri?nu energiju.

"te?ni vodonik"(“LW”) je te?no agregatno stanje vodonika, niske specifi?ne te?ine od 0,07 g/cm? i kriogenih svojstava sa ta?kom smrzavanja od 14,01 K (-259,14 °C) i ta?kom klju?anja od 20,28 K (-252,87). °C). To je bezbojna te?nost bez mirisa koja se, kada se pome?a sa vazduhom, klasifikuje kao eksplozivna sa rasponom zapaljivosti od 4-75%. Odnos spina izomera u te?nom vodoniku je: 99,79% - paravodonik; 0,21% - ortovodonik. Koeficijent ekspanzije vodonika pri promjeni agregatnog stanja u plinovito je 848:1 na 20°C.

Kao i kod svakog drugog gasa, ukapljivanje vodonika smanjuje njegovu zapreminu. Nakon ukapljivanja, "ZHV" se skladi?ti u termoizolovanim posudama pod pritiskom. Te?ni vodonik te?ni vodonik, LH2, LH 2) ima ?iroku primenu u industriji, kao oblik skladi?tenja gasa, au svemirskoj industriji, kao raketno gorivo.

Pri?a

Prvu dokumentovanu upotrebu ve?ta?kog hla?enja 1756. godine dao je engleski nau?nik William Cullen, Gaspard Monge je bio prvi koji je dobio te?no stanje sumpor-oksida 1784., Michael Faraday je bio prvi koji je dobio te?ni amonijak, ameri?ki izumitelj Oliver Evans je bio prvi koji je razvio kompresor za hla?enje 1805., Jacob Perkins je bio prvi koji je patentirao rashladnu ma?inu 1834., a John Gorey je bio prvi u SAD koji je patentirao klima ure?aj 1851. godine. Werner Siemens je predlo?io koncept regenerativnog hla?enja 1857. godine, Carl Linde je patentirao opremu za proizvodnju te?nog zraka koriste?i kaskadni "Joule-Thomsonov efekat ekspanzije" i regenerativno hla?enje 1876. godine. Godine 1885, poljski fizi?ar i hemi?ar Zygmund Wroblewski objavio je kriti?nu temperaturu vodonika od 33 K, kriti?ni pritisak od 13,3 atm. i ta?ku klju?anja na 23 K. Vodik je prvi ukapnio James Dewar 1898. koriste?i regenerativno hla?enje i njegov izum, Dewar posudu. Prvu sintezu stabilnog izomera teku?eg vodonika, paravodonika, izveli su Paul Harteck i Karl Bonhoeffer 1929. godine.

Spin izomeri vodonika

Vodik na sobnoj temperaturi sastoji se uglavnom od spin izomera, ortovodika. Nakon proizvodnje, te?ni vodonik je u metastabilnom stanju i mora se pretvoriti u svoj paravodoni?ki oblik kako bi se izbjegla eksplozivna egzotermna reakcija koja se javlja kada se mijenja na niskim temperaturama. Pretvorba u parahidrogen fazu se obi?no izvodi pomo?u katalizatora kao ?to su ?eljezni oksid, krom oksid, aktivni ugljen, azbest oblo?en platinom, rijetki zemni metali ili kori?tenjem aditiva uranijuma ili nikla.

Upotreba

Te?ni vodonik se mo?e koristiti kao oblik skladi?tenja goriva za motore sa unutra?njim sagorevanjem i gorive ?elije. Razli?ite podmornice (projekti "212A" i "214", Njema?ka) i koncepti transporta vodika su kreirani koriste?i ovaj agregatni oblik vodonika (vidi na primjer "DeepC" ili "BMW H2R"). Zbog blizine dizajna, kreatori opreme na "ZHV-u" mogu koristiti ili samo modifikovati sisteme koji koriste te?ni prirodni gas ("LNG"). Me?utim, zbog manje zapreminske gustine energije, za sagorevanje je potrebna ve?a zapremina vodonika od prirodnog gasa. Ako se te?ni vodonik koristi umjesto "CNG" u klipnim motorima, obi?no je potreban glomazniji sistem goriva. Kod direktnog ubrizgavanja, pove?ani gubici u usisnom traktu smanjuju punjenje cilindara.

Te?ni vodonik se tako?er koristi za hla?enje neutrona u eksperimentima raspr?ivanja neutrona. Mase neutrona i jezgra vodonika su skoro jednake, pa je razmjena energije prilikom elasti?nog sudara najefikasnija.

Prednosti

Prednost kori?tenja vodonika je "nulta emisija" njegove primjene. Proizvod njegove interakcije sa vazduhom je voda.

Prepreke

Jedna litra "ZHV" te?i samo 0,07 kg. Odnosno, njegova specifi?na te?ina je 70,99 g/L na 20 K. Te?ni vodonik zahtijeva kriogenu tehnologiju skladi?tenja kao ?to su posebni termi?ki izolirani kontejneri i zahtijeva posebno rukovanje, ?to je zajedni?ko svim kriogenim materijalima. U tom pogledu je blizak teku?em kiseoniku, ali zahteva vi?e pa?nje zbog opasnosti od po?ara. ?ak iu izolovanim posudama, te?ko ga je dr?ati na niskoj temperaturi potrebnoj da bi se odr?ao te?nost (obi?no isparava brzinom od 1% dnevno). Prilikom rukovanja, tako?er morate slijediti uobi?ajene sigurnosne mjere pri radu s vodonikom - dovoljno je hladan da ukapljuje zrak, koji je eksplozivan.

Raketno gorivo

Te?ni vodonik je uobi?ajena komponenta raketnih goriva, koja se koristi za mlazno ubrzanje lansirnih vozila i svemirskih letjelica. U ve?ini raketnih motora s teku?im gorivom, vodonik se prvo koristi za regenerativno hla?enje mlaznice i drugih dijelova motora prije nego ?to se pomije?a s oksidantom i spali za stvaranje potiska. Moderni motori sa pogonom na H 2 /O 2 koji se koriste tro?e mje?avinu goriva bogatu vodonikom, ?to rezultira nekim neizgorjelim vodonikom u izduvnim gasovima. Pored pove?anja specifi?nog impulsa motora smanjenjem molekularne te?ine, ovo tako?e smanjuje eroziju mlaznice i komore za sagorevanje.

Takve prepreke za kori?tenje "ZHV" u drugim podru?jima, kao ?to su kriogena priroda i niska gustina, tako?er su odvra?aju?e za kori?tenje u ovom slu?aju. Za 2009. godinu postoji samo jedna lansirna raketa (LV „Delta-4“), koja je u potpunosti vodoni?na raketa. U osnovi, "ZHV" se koristi ili na gornjim stepenicama raketa, ili na blokovima, koji obavljaju zna?ajan dio posla lansiranja korisnog tereta u svemir u vakuumu. Kao jedna od mjera za pove?anje gustine ove vrste goriva, predla?e se kori?tenje vodonika nalik mulju, odnosno poluzamrznutog oblika "ZHV".

Vodonik

Vodonik je prvi element i jedan od dva predstavnika prvog perioda periodnog sistema. Atom vodika se sastoji od dvije ?estice - protona i elektrona, izme?u kojih postoje samo sile privla?enja. Vodonik i metali IA grupe pokazuju oksidaciono stanje +1, redukcioni su agensi i imaju sli?ne opti?ke spektre. Me?utim, u stanju jednostruko nabijenog H + kationa (protona), vodonik nema analoga. Osim toga, energija jonizacije atoma vodika je mnogo ve?a od energije ionizacije atoma alkalnog metala.

S druge strane, i vodiku i halogenima nedostaje jedan elektron prije nego ?to dovr?e vanjski sloj elektrona. Kao i halogeni, vodik pokazuje oksidacijsko stanje -1 i oksidiraju?a svojstva. Vodik je sli?an halogenima i po agregacijskom stanju i po sastavu molekula E2. Ali molekularna orbitala (MO) H 2 nema nikakve veze sa orbitalom halogenih molekula, u isto vrijeme, MO H 2 ima odre?enu sli?nost sa MO molekula dvoatomskih alkalnih metala koji postoje u stanju pare.

Vodonik je naj?e??i element u svemiru, ?ini ve?inu Sunca, zvijezda i drugih kosmi?kih tijela. Na Zemlji zauzima 9. mjesto po rasprostranjenosti; rijedak je u slobodnom stanju, a najve?i dio ?ini dio vode, gline, uglja i mrkog uglja, nafte i dr., kao i slo?enih materija ?ivih organizama.

Prirodni vodonik je mje?avina stabilnih izotopa protijuma 1 H (99,985%) i deuterijuma 2 H (2 D), radioaktivnog tricijuma 3 H (3 T).

jednostavne supstance. Mogu?i su laki molekuli vodonika - H 2 (diprocijum), te?ki vodonik - D 2 (dideuterijum), T 2 (ditricijum), HD (protodeuterijum), HT (prototricijum), DT (deuterotrijijum).

H 2 (dihidonik, diprocij)- bezbojni gas koji se te?ko rastvara u te?nost, vrlo slabo rastvorljiv u vodi, bolje - u organskim rastvara?ima, hemosorbovan metalima (Fe, Ni, Pt, Pd). U normalnim uslovima, relativno je malo aktivan i direktno reaguje samo sa fluorom; na povi?enim temperaturama reaguje sa metalima, nemetalima, metalnim oksidima. Posebno je visoka redukciona sposobnost atomskog vodonika H 0 , koji nastaje tokom termi?ke razgradnje molekularnog vodonika ili kao rezultat reakcija direktno u zoni procesa redukcije.

Vodik pokazuje redukciona svojstva pri interakciji s nemetalima, metalnim oksidima, halogenidima:

H 2 0 + Cl 2 = 2H +1 Cl; 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O; CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O

Kao oksidant, vodik stupa u interakciju s aktivnim metalima:

2Na + H 2 0 \u003d 2NaH -1

Dobijanje i primjena vodonika. U industriji, vodonik se proizvodi uglavnom iz prirodnih i prate?ih plinova, proizvoda gasifikacije goriva i koksnog plina. Proizvodnja vodika se zasniva na kataliti?kim reakcijama interakcije sa vodenom parom (pretvaranje) ugljovodonika (uglavnom metana) i ugljen monoksida (II), respektivno:

CH 4 + H 2 O \u003d CO + 3H 2 (kat. Ni, 800 ° C)

CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2 (kat. Fe, 550 ° C)

Va?an na?in proizvodnje vodonika je odvajanje od plina iz koksnih pe?i i rafinerijskih plinova dubokim hla?enjem. Elektroliza vode (elektrolit je obi?no vodeni rastvor alkalija) daje naj?istiji vodonik.

U laboratorijskim uslovima, vodik se obi?no dobija delovanjem cinka na rastvore sumporne ili hlorovodoni?ne kiseline:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2

Vodonik se koristi u hemijskoj industriji za sintezu amonijaka, metanola, hlorovodonika, za hidrogenaciju ?vrstih i te?nih goriva, masti itd. Koristi se kao gorivo u obliku vodenog gasa (pome?an sa CO). Prilikom sagorevanja vodonika u kiseoniku nastaje visoka temperatura (do 2600°C), ?to omogu?ava zavarivanje i rezanje vatrostalnih metala, kvarca i dr. Te?ni vodonik se koristi kao jedno od najefikasnijih mlaznih goriva.

Jedinjenja vodonika (–I). Jedinjenja vodika sa manje elektronegativnih elemenata u kojima je negativno polarizovana klasifikuju se kao hidridi, tj. uglavnom njegova jedinjenja sa metalima.

U jednostavnim hidridima sli?nim solima postoji anion H-. Najpolarnija veza je uo?ena u hidridima aktivnih metala - alkalnih i zemnoalkalnih (na primjer, KH, CaH 2). Hemijski, jonski hidridi se pona?aju kao bazi?na jedinjenja.

LiH + H 2 O \u003d LiOH + H 2

Kovalentni uklju?uju hidride manje elektronegativne od samog vodonika, nemetalne elemente (na primjer, hidride sastava SiH 4 i BH 3). Po hemijskoj prirodi, hidridi nemetala su kisela jedinjenja.

SiH 4 + 3H 2 O \u003d H 2 SiO 3 + 4H 2

Tokom hidrolize, bazi?ni hidridi formiraju alkalije, a kiseli hidridi kiselinu.

Mnogi prelazni metali formiraju hidride sa prete?no metalnom prirodom veze nestehiometrijskog sastava. Idealizirani sastav metalnih hidrida naj?e??e odgovara formulama: M +1 H (VH, NbH, TaH), M +2 H 2 (TiH 2, ZrH 2) i M +3 H 3 (UH 3, PaH 3) .

Jedinjenja vodonika (I). Pozitivna polarizacija atoma vodika uo?ena je u brojnim jedinjenjima s kovalentnim vezama. U normalnim uslovima to su gasovi (HCl, H 2 S, H 3 N), te?nosti (H 2 O, HF, HNO 3), ?vrste materije (H 3 PO 4, H 2 SiO 3). Osobine ovih spojeva u velikoj mjeri zavise od prirode elektronegativnog elementa.

Lithium

Litijum je ?iroko rasprostranjen u zemljinoj kori. Dio je mnogih minerala, koji se nalaze u uglju, zemlji?tu, morskoj vodi, kao iu ?ivim organizmima. Najvredniji minerali spodumene LiAl(SiO 3) 2, ambligonit LiAl(PO 4)F i lepidolit Li 2 Al 2 (SiO 3) 3 (F,OH) 2.

Jednostavna supstanca. Li (litijum) – srebrno-bijeli, meki alkalni metal niskog topljenja, najlak?i od metala. reaktivan; na vazduhu je prekriven oksidno-nitridnim filmom (Li 2 O, Li 3 N). Zapalit ?e se pri umjerenom zagrijavanju (iznad 200°C); Boji plamen plinskog plamenika tamnocrvenom bojom. Sna?no redukciono sredstvo. U pore?enju sa natrijumom i samim alkalnim metalima (podgrupa kalijuma), litijum je hemijski manje aktivan metal. U normalnim uslovima burno reaguje sa svim halogenima. Kada se zagrije, direktno se spaja sa sumporom, ugljem, vodonikom i drugim nemetalima. Kada se zagrije, gori u CO 2 . Litijum stvara intermetalna jedinjenja sa metalima. Osim toga, stvara ?vrste otopine s Na, Al, Zn i nekim drugim metalima. Litijum sna?no razgra?uje vodu, osloba?aju?i iz nje vodonik i jo? lak?e stupa u interakciju s kiselinama.

2Li + H 2 O \u003d 2LiOH + H 2

2Li + 2HCl \u003d 2LiCl + H 2

3Li + 4HNO 3 (razb.) \u003d 2LiNO 3 + NO + 2H 2 O

Litijum se ?uva ispod sloja vazelina ili parafina u zatvorenim posudama.

Prijem i prijava. Litijum se dobija vakuumsko-termalnom redukcijom spodumena ili litijum oksida, silicijum ili aluminijum se koristi kao redukciono sredstvo.

2Li 2 O + Si \u003d 4Li + SiO 2

3Li 2 O + 2Al \u003d 6Li + A1 2 O 3

U elektroliti?koj redukciji koristi se talina eutekti?ke smjese LiCl-KCl.

Litijum daje legurama niz vrijednih fizi?kih i kemijskih svojstava. Tako se za legure aluminijuma sa sadr?ajem do 1% Li pove?ava mehani?ka ?vrsto?a i otpornost na koroziju, uno?enje 2% Li u industrijski bakar zna?ajno pove?ava njegovu elektri?nu provodljivost itd. Najva?nije podru?je primene litijuma je nuklearna energija (kao rashladno sredstvo u nuklearnim reaktorima). Koristi se kao izvor tricijuma (3 N).

Jedinjenja litijuma(I). Binarna jedinjenja litijuma su bezbojne kristalne supstance; su soli ili soli sli?ni spojevi. Po hemijskoj prirodi, rastvorljivosti i prirodi hidrolize podse?aju na derivate kalcijuma i magnezijuma. Slabo rastvorljivi LiF, Li 2 CO 3, Li 3 PO 4 itd.

Peroksidna jedinjenja za litijum su malog karaktera. Me?utim, po njemu su poznati Li 2 O 2 peroksid, Li 2 S 2 persulfid i Li 2 C 2 perkarbid.

Litijum oksid Li 2 O je osnovni oksid, dobijen interakcijom jednostavnih supstanci. Aktivno reagira s vodom, kiselinama, kiselim i amfoternim oksidima.

Li 2 O + H 2 O \u003d 2LiOH

Li 2 O + 2HCl (dif.) \u003d 2LiCl + H 2 O

Li 2 O + CO 2 \u003d Li 2 CO 3

Litijum hidroksid LiOH je jaka baza, ali je po rastvorljivosti i snazi inferiorniji u odnosu na hidrokside drugih alkalnih metala, a za razliku od njih, kada se zagreje, LiOH se raspada:

2LiOH <-> Li 2 O + H 2 O (800-1000 ° C, u atmosferi H 2)

LiOH se proizvodi elektrolizom vodenih otopina LiCl. Koristi se kao elektrolit u baterijama.

Zajedni?kom kristalizacijom ili fuzijom soli litijuma sa sli?nim spojevima drugih alkalnih metala nastaju eutekti?ke smjese (LiNO 3 -KNO 3 itd.); rje?e se formiraju binarna jedinjenja, na primjer, M +1 LiSO 4, Na 3 Li (SO 4) 2 ? 6H 2 O i ?vrsti rastvori.

Taline litijumovih soli i njihove me?avine su nevodeni rastvara?i; ve?ina metala se otapa u njima. Ovi rastvori su intenzivno obojeni i veoma su jaka redukciona sredstva. Otapanje metala u rastopljenim solima va?no je za mnoge elektrometalur?ke i metalotermne procese, za rafiniranje metala i izvo?enje razli?itih sinteza.

Natrijum

Natrijum je jedan od najzastupljenijih elemenata na zemlji. Najva?niji minerali natrijuma: kamena sol ili halit NaCl mirabilite ili Glauberova so Na 2 SO 4 ?10H 2 O, kriolit Na 3 AlF 6, bura Na 2 B 4 O 7 ?10H 2 O i drugi; dio je mnogih prirodnih silikata i aluminosilikata. Jedinjenja natrija nalaze se u hidrosferi (oko 1,5 ? 10 tona), u ?ivim organizmima (na primjer, ioni Na + u ljudskoj krvi ?ine 0,32%, u mi?i?nom tkivu - do 1,5%).

Jednostavna supstanca. Na (natrij) - srebrno-bijeli, lagani, vrlo mekani, alkalni metali koji se niskog topljenja. Visoko reaktivan; na zraku se prekriva oksidnim filmom (potamni), pali se pri umjerenom zagrijavanju. Stabilan u atmosferi argona i azota (reaguje sa azotom samo kada se zagreje). Sna?an redukcijski agens; sna?no reaguje sa vodom, kiselinama, nemetalima. Sa ?ivom stvara amalgam (za razliku od ?istog natrijuma, reakcija s vodom te?e mirno). Boji plamen plinskog plamenika ?uto.

2Na + H 2 O \u003d 2NaOH + H 2

2Na + 2HCl(razl.) = 2NaCl + H 2

2Na + 2NaOH (l) \u003d 2Na 2 O + H 2

2Na + H2 = 2NaH

2Na + Hal 2 = 2NaHal (soba, Hal = F, Cl; 150-200° C, Hal = Br, I)

2Na + NH 3 (g) = 2NaNH 2 + H 2

Natrijum stvara intermetalna jedinjenja sa mnogim metalima. Dakle, sa kalajem daje niz jedinjenja: NaSn 6, NaSn 4, NaSn 3, NaSn 2, NaSn, Na 2 Sn, Na 3 Sn, itd.; sa nekim metalima daje ?vrste rastvore.

Natrijum se ?uva u zatvorenim posudama ili ispod sloja kerozina.

Dobijanje i upotreba natrijuma. Natrij se proizvodi elektrolizom rastaljenog NaCl i rje?e NaOH. U elektroliti?koj redukciji NaCl koristi se eutekti?ka smjesa, na primjer NaCl-KCl (ta?ka topljenja je skoro 300°C ni?a od ta?ke topljenja NaCl).

2NaCl(l) = 2Na + Cl 2 (elektronska struja)

Natrijum se koristi u metalotermiji, organskoj sintezi, nuklearnim elektranama (kao rashladno sredstvo), ventilima avionskih motora, hemijskoj industriji, gde je potrebno ravnomerno zagrevanje u okviru 450-650°C.

Jedinjenja natrijuma (I). Najkarakteristi?nija ionska jedinjenja kristalne strukture, koja se odlikuju svojom netopivom, dobro se otapaju u vodi. Neki derivati sa kompleksnim anjonima su slabo rastvorljivi, kao ?to je heksahidroksoantibat (V) Na; slabo rastvorljiv NaHCO 3 (za razliku od karbonata).

U interakciji s kisikom, natrij (za razliku od litija) ne stvara oksid, ve? peroksid: 2Na + O 2 = Na 2 O 2

Natrijum oksid Na 2 O se dobija redukcijom Na 2 O 2 metalnim natrijumom. Tako?e su poznati niskootporni ozonid NaO 3 i natrijum superoksid NaO 2 .

Od spojeva natrijuma va?ni su njegov hlorid, hidroksid, karbonati i brojni drugi derivati.

Natrijum hlorid NaCl je osnova za brojne va?ne industrije, kao ?to su proizvodnja natrijuma, kausti?ne sode, sode, hlora itd.

Natrijev hidroksid ( kausti?na soda, kausti?na soda) NaOH je vrlo jaka baza. Koristi se u raznim industrijama, od kojih su glavne proizvodnja sapuna, boja, celuloze itd. NaOH se dobija elektrolizom vodenih rastvora NaCl i hemijskim metodama. Dakle, uobi?ajena je metoda vapna - interakcija otopine natrijevog karbonata (soda) s kalcijevim hidroksidom (ga?eno vapno):

Na 2 CO 3 + Ca (OH) 2 \u003d 2NaOH + CaCO 3

Natrijum karbonati Na 2 CO 3 ( soda pepela), Na 2 CO 3 ?10H 2 O ( kristalna soda), NaHCO 3 ( soda za pi?e) se koriste u hemijskoj, sapunskoj, papirnoj, tekstilnoj i prehrambenoj industriji.

Podgrupa kalijuma(kalijum, rubidijum, cezijum, francijum)

Elementi podgrupe kalijuma su najtipi?niji metali. Za njih su najkarakteristi?niji spojevi s prete?no ionskim tipom veze. Kompleksiranje sa neorganskim ligandima za K + , Rb + , Cs + je nekarakteristi?no.

Najva?niji minerali kalijuma su: sylvin KCl, silvinit NaCl?KCl, karnalit KCl ? MgCl 2 ? 6H 2 O, Cainite KCl ? MgSO 4 ? 3H 2 O. Kalijum (zajedno sa natrijumom) je deo ?ivih organizama i svih silikatnih stena. Rubidijum i cezijum se nalaze u mineralima kalijuma. Francij je radioaktivan, nema stabilne izotope (najdugovje?niji izotop Fr s vremenom poluraspada od 22 minute).

jednostavne supstance. K (kalijum) - srebrno-bijeli, meki alkalni metal niskog topljenja. Ekstremno reaktivno, najja?e redukciono sredstvo; reaguje sa O 2 vazduha, vodom (oslobo?eni H 2 se zapali), razbla?enim kiselinama, nemetalima, amonijakom, vodonik sulfidom i topljenjem kalijum hidroksida. Prakti?no ne reaguje sa du?ikom (za razliku od litijuma i natrijuma). Formira intermetalna jedinjenja sa Na, Tl, Sn, Pb i Bi. Boji plamen plinskog plamenika u ljubi?astu boju.

Rb (rubidijum) – bijeli, meki alkalni metal vrlo niskog topljenja. Ekstremno reaktivan; najja?i redukcioni agens; energi?no reaguje sa O 2 vazduha, vodom (metal se zapali i H 2 se osloba?a), razbla?enim kiselinama, nemetalima, amonijakom, sumporovodikom. Ne reaguje sa azotom. Boji plamen plinskog plamenika u ljubi?astu boju.

Cs (cezijum) – bijela (svijetlo?uta na rezu), mekani alkalni metal vrlo niskog topljenja. Ekstremno reaktivno, najja?e redukciono sredstvo; reaguje sa O 2 vazduha, vode (metal se zapali i H 2 se osloba?a), razbla?enih kiselina, nemetala, amonijaka, sumporovodika. On reaguje sa azotom. Boji plamen plinskog plamenika u plavo.

fr (francuski) – bijeli, vrlo topljivi alkalni metal. Radioaktivno. Najreaktivniji od svih metala, sli?an po hemijskom pona?anju cezijumu. Na zraku se prekriva oksidnim filmom. Sna?an redukcijski agens; sna?no reaguje sa vodom i kiselinama, osloba?aju?i H 2 . Jedinjenja francija FrClO 4 i Fr 2 izolovana su precipitacijom sa odgovaraju?im slabo rastvorljivim solima Rb i Cs.

Kalijum i njegovi analozi se ?uvaju u zatvorenim posudama, kao i ispod sloja parafinskog ili vazelinskog ulja. Osim toga, kalij se dobro ?uva ispod sloja kerozina ili benzina.

Prijem i prijava. Kalijum se dobija elektrolizom taline KCl i termi?kom metodom natrijuma iz rastopljenog kalijevog hidroksida ili hlorida. Rubidijum i cezijum se ?esto dobijaju vakuumsko-termalnom redukcijom njihovih hlorida metalnim kalcijumom. Svi alkalni metali su dobro pro?i??eni sublimacijom u vakuumu.

Metali podgrupe kalijuma relativno lako gube elektrone kada se zagreju i osvetle, a ta sposobnost ih ?ini vrednim materijalom za proizvodnju fotonaponskih ?elija.

Jedinjenja kalijuma (I), rubidijuma (I), cezijuma (I). Derivati kalijuma i njegovih analoga su prete?no soli i soli sli?ni spojevi. U pogledu sastava, kristalne strukture, rastvorljivosti i prirode solvolize, njihova jedinjenja pokazuju veliku sli?nost sa sli?nim jedinjenjima natrijuma.

U skladu sa pove?anjem hemijske aktivnosti u seriji K–Rb–Cs, pove?ava se sklonost ka stvaranju peroksidnih jedinjenja. Dakle, kada se sagore, oni formiraju superokside EO 2 . Peroksidi E 2 O 2 i ozonidi EO 3 se tako?er mogu dobiti indirektno. Peroksidi, superoksidi i ozonidi su jaki oksidanti, lako se razla?u vodom i razrije?enim kiselinama:

2KO 2 + 2H 2 O \u003d 2KOH + H 2 O 2 + O 2

2KO 2 + 2HCl \u003d 2KCl + H 2 O 2 + O 2

4KO 3 + 2H 2 O \u003d 4KOH + 5O 2

EON hidroksidi su najja?e baze (alkalije); kada se zagreju, poput NaOH, sublimiraju bez raspadanja. Kada se otopi u vodi, osloba?a se zna?ajna koli?ina topline. Najve?i zna?aj u tehnologiji ima KOH (kausti?na pota?a), dobijena elektrolizom vodenog rastvora KCl.

Za razliku od sli?nih jedinjenja Li+ i Na+, njihovi oksohlorati (VII) EOCl 4, hloroplatinati (IV) E 2 PlCl 6, nitrit-kobaltati (III) E 3 [Co(NO 2) 6] i neki drugi su slabo rastvorljivi .

Od derivata podgrupe, jedinjenja kalija su od najve?e va?nosti. Oko 90% kalijevih soli se tro?i kao ?ubrivo. Njegovi spojevi se tako?er koriste u proizvodnji stakla i sapuna.

Podgrupa bakra(bakar, srebro, zlato)

Za bakar su najkarakteristi?nija jedinjenja sa oksidacionim stanjima +1 i +2, za zlato +1 i +3, a za srebro +1. Svi oni imaju izra?enu sklonost formiranju kompleksa.

Svi elementi IB grupe su relativno rijetki. Od prirodnih spojeva bakra, minerali su od najve?e va?nosti: bakarni pirit (halkopirit) CuFeS 2 , bakarni sjaj Cu 2 S, kao i cuprite Cu 2 O, malahit CuCO 3 ?Cu (OH) 2 itd. Srebro je dio sulfidnih minerala drugih metala (Pd, Zn, Cd itd.). Za Cu, Ag i Au, arsenid, stibid i sulfid darsenidni minerali su tako?e prili?no ?esti. Bakar, srebro i posebno zlato nalaze se u prirodi u izvornom stanju.

Sva rastvorljiva jedinjenja bakra, srebra i zlata su otrovna.

jednostavne supstance. Si (bakar) – crveni, mekani, savitljivi metal. Ne mijenja se u zraku u odsustvu vlage i CO 2, tamni pri zagrijavanju (formiranje oksidnog filma). Slabo redukciono sredstvo (plemeniti metal); ne reaguje sa vodom. Prebacuje se u rastvor sa neoksidiraju?im kiselinama ili amonijak hidratom u prisustvu O 2, kalijum cijanida. Oksidirano koncentriranom sumpornom i du?i?nom kiselinom, carskom vodom, kisikom, halogenima, halkogenima, metalnim oksidima. Reaguje pri zagrijavanju sa halogenovodonikom.

Cu + H 2 SO 4 (konc., horizont) \u003d CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

Cu + 4NNO 3 (konc.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

ZCu + 8HNO 3 (razb.) \u003d 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

2Cu + 4NCl(razb.) + O 2 = 2CuCl 2 + 2N 2 O

Cu + Cl 2 (vla?nost, prostorija) = CuCl 2

2Cu + O 2 (optere?enje) \u003d 2CuO

Cu + 4KCN (konc.) + H 2 O \u003d 2K + 2KOH + H 2

4Cu + 2O 2 + 8NH 3 + 2N 2 O = 4OH

2Cu + CO 2 + O 2 + H 2 O \u003d Cu 2 CO 3 (OH) 2 ?

Ag (srebro) – bijeli, te?ki, duktilni metal. Neaktivan (plemeniti metal); ne reaguje sa kiseonikom, vodom, razbla?enom hlorovodoni?nom i sumpornom kiselinom. Slab redukcijski agens; reagira sa oksidiraju?im kiselinama. Pocrni u prisustvu vla?nog H 2 S.

Ag + 2H 2 SO 4 (konc., horizont) \u003d Ag 2 SO 4 ? + SO 2 + H 2 O

3Ag + 4HNO 3 (razb.) \u003d 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O

4Ag + H 2 S + O 2 (vazduh) = 2Ag 2 S + 2H 2 O

2Ag + Nal 2 (optere?enje) = 2AgHal

4Ag + 8KCN + 2H 2 O + O 2 \u003d 4K + 4KOH

Ai (zlato) – ?uti, savitljivi, te?ki metal koji se mo?e topiti. Postojano na suvom i vla?nom vazduhu. plemeniti metal; ne reaguje sa vodom, neoksidiraju?im kiselinama, koncentrisanim sumpornim i azotnim kiselinama, alkalijama, amonijak hidratom, kiseonikom, azotom, ugljenikom, sumporom. Ne stvara jednostavne katjone u otopini. Pretvoreno u rastvor "kraljevska votka", mje?avine halogena i halogenovodoni?nih kiselina, kisik u prisustvu cijanida alkalnih metala. Oksidiran natrijum nitratom tokom fuzije, kripton difluorid.

Au + HNO 3 (konc.) + 4HCl (konc.) \u003d H + NO + 2H 2 O

2Au + 6H 2 SeO 4 (konc., horizont) = Au 2 (SeO 4) 3 + 3SeO 2 + 6H 2 O

2Au + 3Cl 2 (do 150°C) = 2AuCl 3

2Au + Cl 2 (150-250°S) = 2AuCl

Au + 3Hal + 2HNal (konc.) = H + NO + 2H 2 O (Hal = Cl, Br, I)

4Au + 8NaCN + 2H 2 O + O 2 \u003d 4Na + 4KOH

Au + NaN0 3 = NaAuO 2 + NO

Prijem i prijava. Bakar se dobiva pirometalur?kom redukcijom oksidiranih sulfidnih koncentrata. Sumpor-dioksid SO 2 koji se osloba?a prilikom pr?enja sulfida koristi se za proizvodnju sumporne kiseline, a ?ljaka se koristi za proizvodnju ?ljun?anog betona, kamenog liva, ?ljake i dr. Dobijeni blister bakar se pre?i??ava elektrohemijskom rafinacijom. Iz anodnog mulja se izdvajaju plemeniti metali, selen, telur itd. Srebro se dobija preradom polimetalnih (srebro-olovo-cink) sulfidnih ruda. Nakon oksidativnog pr?enja, cink se destilira, bakar oksidira, a grubo srebro se podvrgava elektrohemijskom rafiniranju. Sa cijanidnom metodom iskopavanja zlata, zlatonosna stijena se prvo ispere vodom, a zatim se tretira otopinom NaCN na zraku; u ovom slu?aju zlato formira Na kompleks iz kojeg se talo?i cinkom:

Na + Zn = Na 2 + 2Au?

Na ovaj na?in se srebro mo?e izolovati i iz siroma?nih ruda. U metodi ?ive, zlatonosna stijena se tretira ?ivom kako bi se dobila amalgami zlato, a zatim se ?iva destilira.

Cu, Ag i Au formiraju legure me?usobno i sa mnogim drugim metalima. Od legura bakra najva?nije su bronza(90% Cu, 10% Sn), crveni mesing(90% Cu, 10% Zn), bakronikl(68% Cu, 30% Ni, 1% Mn, 1% Fe), nikl srebro(65% Cu, 20% Zn, 15% Ni), mesing(60% Cu, 40% Zn), kao i legure kovanog novca.

Zbog svoje visoke toplotne i elektri?ne provodljivosti, savitljivosti, dobrih livenih svojstava, velike vla?ne ?vrsto?e i hemijske otpornosti, bakar se ?iroko koristi u industriji, elektrotehnici i ma?instvu. Bakar se koristi za izradu elektri?nih ?ica i kablova, razne industrijske opreme (bojleri, regali itd.)

Zbog svoje meko?e, srebro i zlato obi?no se legiraju sa drugim metalima, ?e??e sa bakrom. Legure srebra koriste se za izradu nakita i predmeta za doma?instvo, kovanog novca, radio komponenti, srebrno-cink baterija i u medicini. Zlatne legure se koriste za elektri?ne kontakte, za zubnu protetiku i u nakitu.

Jedinjenja bakra (I), srebra (I) i zlata (I). Oksidacijsko stanje +1 je najkarakteristi?nije za srebro; u bakru, a posebno u zlatu, ovo oksidacijsko stanje je manje uobi?ajeno.

Binarna jedinjenja Cu (I), Ag (I) i Au (I) su ?vrste kristalne supstance sli?ne solima, uglavnom nerastvorljive u vodi. Derivati Ag (I) nastaju direktnom interakcijom jednostavnih supstanci, dok Cu (I) i Au (I) derivati nastaju redukcijom odgovaraju?ih Cu (II) i Au (III) spojeva.

Za Cu (I) i Ag (I), amino kompleksi tipa [E (NH 3) 2] + su stabilni, te se stoga ve?ina Cu (I) i Ag (I) spojeva prili?no lako otapa u prisustvu amonijaka, dakle:

CuCl + 2NH 3 = Cl

Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O \u003d 2 (OH)

Hidroksidi tipa [E(NH 3) 2 ](OH) su mnogo stabilniji od EON-a, a po ja?ini su bliski alkalijama. EON hidroksidi su nestabilni, a kada se poku?avaju dobiti reakcijama izmjene, osloba?aju se oksidi CuO (crveni), Ag 2 O (tamno sme?i) i to:

2AgNO 3 + 2NaOH \u003d Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O

E 2 O oksidi pokazuju kisela svojstva u interakciji sa odgovaraju?im baznim jedinjenjima, nastaju kuprati (I), argentati (I) i aurati (I).

Cu 2 O + 2NaOH (konc.) + H 2 O \u003d 2Na

ENal halogenidi, koji su nerastvorljivi u vodi i kiselinama, prili?no se zna?ajno otapaju u rastvorima halogenovodoni?nih kiselina ili bazi?nih halogenida:

CuCl + HC1 = H AgI + KI = K

ECN cijanidi nerastvorljivi u vodi, E 2 S sulfidi, itd. pona?aju se sli?no.

Ve?ina Cu (I) i Au (I) spojeva se lako oksidiraju (?ak i atmosferskim kisikom), pretvaraju?i se u stabilne Cu (II) i Au (III) derivate.

4CuCl + O 2 + 4HCl \u003d 4CuCl 2 + 2H 2 O

Za veze. Cu (I) i Au (I) karakterizira nesrazmjer:

2CuC1 \u003d SuCl 2 + Cu

3AuCl + KCl = K + 2Au

Ve?ina E(I) spojeva se lako razgra?uje uz blago zagrijavanje i pod djelovanjem svjetlosti, stoga se obi?no ?uvaju u tamnim staklenim posudama. Svetlosna osetljivost srebrnih halogenida koristi se za pripremu fotosenzitivnih emulzija. Bakar (I) oksid se koristi za bojenje stakla, emajla, a tako?e i u tehnologiji poluprovodnika.

Jedinjenja bakra(II). . Oksidacijsko stanje +2 je tipi?no samo za bakar. Kada se Cu (II) soli rastvore u vodi ili kada CuO (crni) i Cu(OH) 2 (plavi) reaguju sa kiselinama, nastaju plavi akva kompleksi 2+. Ve?ina kristalnih hidrata ima istu boju, na primjer, Cu(NO 3) 2 ?6H 2 O; postoje i kristalni hidrati Cu (II), koji imaju zelenu i tamno sme?u boju.

Pod djelovanjem amonijaka na otopine soli bakra (II) nastaju amonijati:

Cu(OH) 2 ? + 4NH 3 + 2H 2 = (OH) 2

Bakar (II) karakteri?u i anjonski kompleksi - kuprati (II). Tako se Cu(OH) 2 djelimi?no otapa kada se zagrije u koncentrovanim alkalnim rastvorima, formiraju?i plave hidroksokuprate (II) tipa M 2 +1. Hidroksokuprati (II) se lako razla?u u vodenim rastvorima.

U vi?ku bazi?nih halogenida CuHal 2 formira halokuprate (II) tipa M +1 i M 2 +1 [CuHal 4 ]. Poznati su i anjonski kompleksi Cu (II) sa cijanidom, karbonatom, sulfatom i drugim anjonima.

Od jedinjenja bakra (II) kristalni hidrat CuSO 4 ?5H 2 O ( plavi vitriol) koristi se za dobijanje boja, za suzbijanje ?teto?ina i biljnih bolesti, slu?i kao polazni proizvod za proizvodnju bakra i njegovih spojeva itd.

Jedinjenja bakra (III), srebra (III), zlata (III). Oksidacijsko stanje +3 je najkarakteristi?nije za zlato. Jedinjenja bakra (III) i srebra (III) su nestabilna i jaki su oksidanti.

Po?etni proizvod za proizvodnju mnogih jedinjenja zlata je AuCl 3 , koji se dobija reakcijom Au praha sa vi?kom Cl 2 na 200°C.

Halogenidi, oksid i hidroksid Au (III) su amfoterna jedinjenja sa dominantnim kiselim svojstvima.

NaOH + Au(OH) 3 = Na

Au(OH) 3 + 4HN0 3 = H + 3H 2 O

AuHal 3 + M +1 Hal = M

Nitrato- i cijanoaurati (III) vodonika su izolovani u slobodnom stanju. U prisustvu soli alkalnih metala nastaju aurati, na primjer: M +1, M +1 itd.

Jedinjenja zlata (V) i (VII). Interakcija zlata i kriptona (II) fluorida dala je zlatni pentafluorid AuF 5:

2Au + 5KrF 2 = 2AuF 5 + 5Kr

AuF 5 pentafluorid pokazuje kisela svojstva i formira fluoroaurate (V) sa bazi?nim fluoridima.

NaF + AuF 5 = Na

Au(V) jedinjenja su veoma jaki oksidanti. Dakle, AuF 5 oksidira ?ak i XeF 2:

AuF 5 + XeF 2 = XeF 4 + AuF 3

Postoje i jedinjenja tipa XeFAuF 6 , XeF 5 AuF 6 i neka druga.

Poznati izuzetno nestabilan fluorid AuF 7 .