Химия - Водород - Свойства изотопов

01 марта 2011


Оглавление:
1. Водород
2. История
3. Распространённость
4. Получение
5. Физические свойства
6. Изотопы
7. Свойства изотопов
8. Геохимия водорода
9. Особенности обращения
10. Интересные факты

Свойства изотопов водорода представлены в таблице.

Изотоп	Z	N	Масса, а. е. м.	Период полураспада	Спин	Содержание в природе, %	Тип и энергия распада
H	1	0	1,007 825 032 07	стабилен	⁄2	99,9885
H	1	1	2,014 101 777 8	стабилен	1	0,0115
H	1	2	3,016 049 277 7	12,32 года	⁄2		β	18,591 кэВ
H	1	3	4,027 81	1,39×10 с	2		-n	23,48 МэВ
H	1	4	5,035 31	более 9,1×10 с			-nn	21,51 МэВ
H	1	5	6,044 94	2,90×10 с	2		−3n	24,27 МэВ
H	1	6	7,052 75	2,3×10 с	⁄2		-nn	23,03 МэВ

В круглых скобках приведено среднеквадратическое отклонение значения в единицах последнего разряда соответствующего числа.

Химические свойства

Молекулы водорода Н₂ довольно прочны, и для того, чтобы водород мог вступить в реакцию, должна быть затрачена большая энергия:

Н₂ = 2Н − 432 кДж

Поэтому при обычных температурах водород реагирует только с очень активными металлами, например с кальцием, образуя гидрид кальция:

Ca + Н₂ = СаН₂

и с единственным неметаллом — фтором, образуя фтороводород:

F₂ + H₂ = 2HF

С большинством же металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре или при другом воздействии, например при освещении:

О₂ + 2Н₂ = 2Н₂О

Он может «отнимать» кислород от некоторых оксидов, например:

CuO + Н₂ = Cu + Н₂O

Записанное уравнение отражает восстановительные свойства водорода.

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

С галогенами образует галогеноводороды:

F₂ + H₂ → 2HF, реакция протекает со взрывом в темноте и при любой температуре,

Cl₂ + H₂ → 2HCl, реакция протекает со взрывом, только на свету.

С сажей взаимодействует при сильном нагревании:

C + 2H₂ → CH₄

Взаимодействие со щелочными и щёлочноземельными металлами

При взаимодействии с активными металлами водород образует гидриды:

2Na + H₂ → 2NaH

Ca + H₂ → CaH₂

Mg + H₂ → MgH₂

Гидриды — солеобразные, твёрдые вещества, легко гидролизуются:

CaH₂ + 2H₂O → Ca₂ + 2H₂↑

Взаимодействие с оксидами металлов

Оксиды восстанавливаются до металлов:

CuO + H₂ → Cu + H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

WO₃ + 3H₂ → W + 3H₂O

Гидрирование органических соединений

Молекулярный водород широко применяется в органическом синтезе для восстановления органических соединений. Эти процессы называют реакциями гидрирования. Эти реакции проводят в присутствии катализатора при повышенных давлении и температуре. Катализатор может быть как гомогенным, так и гетерогенным.

Так, в частности, при каталитическом гидрировании ненасыщенных соединений, таких как алкены и алкины, образуются насыщенные соединения — алканы.

Просмотров: 16156

<<< Висмут

Вольфрам >>>