Хімія 10 клас



РОЗДІЛ 2 НЕМЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ


ГІДРОГЕН. ВОДЕНЬ

 

Т. Парацельс (1493 — 1541)

А. Лавуазьє (1741 — 1794)

 

Водень відкрив у ХУІ ст. німецький учений Т. Парацельс. Французький хімік А. Лавуазьє довів, що елемент, який утворює водень, входить до складу води, і дав йому назву Гідроген — «той, що народжує воду» (1783).

 

§ 15. Гідроген


Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

обґрунтовувати місце Гідрогену в періодичній системі, його валентність і ступені окиснення;

характеризувати Гідроген за місцем у періодичній системі, будовою атома, ізотопним складом, поширеністю у природі;

оцінювати біологічну роль Гідрогену.

Положення у періодичній системі, будова і властивості атома. Гідроген — перший елемент у періодичній системі. Його атом найменший за розміром, найлегший за масою серед атомів усіх хімічних елементів і складається з ядра, що містить один протон та один електрон на p-орбіталі (мал. 18). Електронна конфігурація атома Гідрогену 1s1.

Електронегативність Гідрогену дорівнює 2,1 і є проміжною величиною між її значеннями в типових металічних та неметалічних елементів. Отже, його атом, подібно до лужних елементів, здатний віддавати свій єдиний електрон атомам електронегативніших елементів, набуваючи ступінь окиснення +1, і подібно до галогенів — приєднувати один електрон від атомів менш електронегативних елементів (зазвичай металічних) до завершення двохелектронного шару, набуваючи ступінь окиснення -1. Тому Гідрогену, єдиному серед хімічних елементів, відведено у періодичній системі два місця — в ІА і VIIA групах. Неметалічні властивості Гідрогену переважають над металічними, і його відносять до неметалічних елементів. У молекулі простої речовини водню Н2 ступінь окиснення Гідрогену — 0. В усіх сполуках виявляє валентність І.


 

Мал. 18. Модель атома Гідрогену

 

Ізотопи Гідрогену. Гідроген має три ізотопи: Протій, Дейтерій і Тритій (табл. 3).

Т а б л и ц я 3

Ізотопи Гідрогену

Характеристики

Протій 1Н(Н)

Дейтерій 2Н (D)

Тритій 3Н (Т)

Склад ядра

1р, 1n

1р, 2n

Нуклонне число

1

2

3

Електронна конфігурація

1s1

1s1

1s1

Атомна частка у природі, %

99,98

0,015

(2 кг)

Стабільність

Стабільний

Стабільний

Радіоактивний

Для кожної сполуки Гідрогену існує дейтерієвий аналог. Найважливішим серед них є дейтерій оксид D2O, так звана важка вода. Вона використовується як сповільнювач нейтронів у ядерних реакторах.

Поширеність у природі. Гідроген — основний елемент Космосу (92 % усіх атомів): Сонце складається на 75 % з Гідрогену, Юпітер — на 80 %, Сатурн — на 60 %. Під час термоядерних процесів на Сонці з Гідрогену утворюються інші хімічні елементи та протони Н+, які викидаються в навколосонячний простір у вигляді так званого сонячного вітру.

На Землі Гідроген міститься у воді, в усіх органічних сполуках, у вільному стані як водень — у природних газах. Його вміст у земній корі і гідросфері дорівнює 1 %. В організмі людини масою 70 кг маса його атомів становить 7 кг.

Джерелами надходження Гідрогену в повітряну оболонку Землі є Світовий океан, кратери вулканів, деякі фотохімічні реакції в атмосфері. Через свою легкість водень з атмосфери Землі потрапляє в космічний простір. Але його кількість на Землі не зменшується, тому що ядра Гідрогену «сонячного вітру», досягнувши Землі, реагують з киснем атмосфери і випадають звичайним дощем. Підтвердженням є те, що маса Гідрогену, що міститься у воді всіх земних водойм, дорівнює масі протонів, «занесених» сонячним вітром на Землю за весь час її існування.

Біологічна роль. Гідроген є одним з основних елементів живих організмів. Водневі зв’язки, які утворюють атоми Гідрогену з атомами Оксигену, Нітрогену, Сульфуру, утримують у сталому стані вторинну структуру молекули білка, забезпечують точне копіювання молекули

ДНК, розпізнавання ферментами (біокаталізатори) сполук, реакції яких прискорюють здатність води розчиняти велику кількість речовин. Гідроген у складі води бере участь у переміщенні речовин у живому організмі (рух крові, лімфи), у забезпеченні організму киснем.

Коротко про головне

Гідроген — хімічний елемент №1 у періодичній системі, розташований у ІА та VIIA групах. Складається з трьох ізотопів: Протію, Дейтерію і Тритію. Електронна конфігурація атома — 1s1. У реакціях виявляє відновні й окиснювальні властивості, валентність у сполуках І, ступені окиснення -1, 0, +1. Належить до не- металічних s-елементів.

Гідроген — найпоширеніший елемент Всесвіту. На Землі трапляється переважно у формі складних речовин органічного і неорганічного походження. Має велике значення для життєдіяльності організмів.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити