تحقیق در مورد هيدروژن 14 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ويرايش و آماده پرينت )

تعداد صفحه : 14 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

خواص هيدروژن

هيدروژن سبكترين عنصر است و مولكول آن گازي بي رنگ، بي بود و بي طعم است. خواص هيدروژن در جدول 1-1 خلاصه شده است. دماي جوش و دماي ذوب بسيار كم هيدروژن نشانه‌اي از ضعيف بودن نيروهاي جاذبه بين مولكولي در حالتهاي مايع و جامد آن است. چگالي هيدروژن در حدود چگالي هواست و انحلالپذيري آن در آب بسيار كم است.

هيدروژن گازي آتشگير است و با آن بايد با احتياط كاركرد. هيدروژن در دماي زياد يا بر اثر جرقه الكتريكي با اكسيژن تركيب شده، آب مي دهد. هوايي كه حداقل 1/4 درصد تا حداكثر 2/74 درصد حجمي هيدروژن داشته باشد، بالقوه منفجر شونده است.

جدول 1-1 خواص هيدروژن

خواص مولكولي

خواص اتمي

دماي ذوب ( Cْ)

2/259-

انرژي يونش (KJ/mol)

5/1312

دماي جوش ( Cْ)

8/252-

الكترونخواهي(KJ/mol)

7/72

چگالي

5-10*99/8

الكترونگاتيوي (مقياس پاولينگ)

1/2

طول پيوند (Aْ)

742/0

شعاع اتمي (Aْ)

37/0

انرژي تفكيك پيوند (KJ/mol)

436

شعاع يوني –H (Aْ)

1/2

انرژي تفكيك پيوند هيدروژن – هيدروژن نسبتاً زياد است و از اين رو، مولكول هيدروژن بسيار پايدار است.

چون مقدار زيادي انرژي براي گسستن پيوند H-H لازم است. فعاليت شيميايي اين مولكول زياد نيست و بسياري از واكنشهاي آن كند است. از اين رو، انجام يك واكنش رضايتبخش با مولكول 2H به دماي زياد يا كاتاليزگر نياز دارد. اين كاتاليزگرها در بساري از موارد مولكول را شكسته، به اتم تبديل يم كنند. اتمهاي هيدروژن از نظر شيميايي بسيار فعالند.

يون +H صرفاً يك پروتون است و هيچ يون مثبت ديگري كه داراي بار 1+ باشد به كوچكي بون هيدروژن و چگالي بار هيچ يوني به بزرگي چگالي بار يون +H نيست، زيرا در يون هيدروژن، بار مثبت پروتون كاملاً بدون حفاظ است. اگرچه +H در منطقه بالاي جو وجود دارد، ولي معمولاً با يك يا تعداد بيشتري مولكول آب همراه است. يون +H را در محلول آبي به صورت يون هيدرونيوم، +O3H، نشان مي دهند.

آرايش الكتروني هيدروژن به صورت است و به دو طريق مي تواند به آرايش گاز نجيب بعدي يعني، هليم برسد: (1) با اضافه شدن يك الكترون به آن و تشكيل يون هيدريد -H يا (2) توسط اشتراك الكترون با اتم ديگر در يك پيوند كووالانسي. هيدروژن در بيشتر تركيبهاي خود پيوند كووالانسي دارد. مولكول هيدروژن كه دو پروتون و دو الكترون دارد، سبكترين و ساده ترين مولكول است. تشكيل پيوند هيدروژني يكي از خواص ويژه هيدروژني است كه به وسيله پيوند كووالانسي به يك اتم كوچك و كاملاً الكترونگاتيو (مثل فلوئور، اكسيژن يا نيتروژن) متصل شده است. يون هيدريد فقط از تركيب هيدروژن با فلزهايي كه به آساني الكترون از دست مي دهند، تشكيل مي شود. مانند سديم هيدريد، NaH.

اغلب، مولكول هيدروژن به صورت يك عامل كاهنده عمل مي كند و عدد اكسايش آن از صفر به يك تغيير مي كند؛ مانند كاهش آهن (II) اكسيد به آهن فلزي

تشكيل هيدريد فلزها، مولكول هيدروژن يك عامل كاهنده است و در محصولاتي كه به دست مي آِد، هيدروژن عدد اكسايش 1+ دارد و به وسيله پيوند كووالانسي به عنصري با الكترونگاتيوي بيشتر متصل شده است. در هيدريد فلزها، عدد اكسايش هيدروژن 1- است.

ايزوتوپهاي هيدروژن

هيدروژن سه ايزوتوپ دارد كه فراوانترين آنها هيدروژن معمولي (پروتيوم) با عدد جرمي يك است و در هسته خود يك پروتون دارد و با علامت نشان داده مي شود. دو ايزوتوپ ديگر هيدروژن عدد جرمي 2 و 3 دارند. ايزوتوپي كه داراي عدد جرمي دو است در هسته خود يك پروتون و يك نوترون دارد و آن را دوتريم يا هيدروژن سنگين مي نامند و آن را با علامت يا D مشخص مي كنند. هيدروژني كه داراي عدد جرمي سه است، در هسته خود يك پروتون و دو نوترون دارد و تريتيم خوانده مي شود و آن را با علامت يا T مشخص مي كنند. تريتيم برخلاف هيدروژن معمولي و دوتريم كه هسته پايدار دارند، پرتوزا است. مقدار تريتيم در طبيعت فوق العاده كم است و آن را معمولاً از طريق واكنش هسته اي بين ليتيم و نوترون به دست مي‌آورند.

در يك واكنش معين، نسبت اجزاي سازنده محصول به دست آمده توسط هر يك از اين سه ايزوتوپ يكسان است، زيرا آرايش الكتروني هر سه ايزوتوپ به صورت است. مثلاً در واكنش كلر با هيدروژن معمولي، دوتريم و تريتيم به ترتيب HCl، DCl و TCl تشكيل مي شود. تنها تفاوت اين واكنشها در سرعت آنهاست كه براي هيدروژن معمولي از همه بيشتر و براي تريتيم از همه كمتر است. خواص فيزيكي2H و2D و همچنينO2H وO2D(آب سنگين) در جدول 1-2 با هم مقايسه شده است. توجه كنيد كه ايزوتوپهاي هيدروژن از نظر خواص شيميايي يكسانند.

جدول 1-2 مقايسه خواص فيزيكي 2H و 2D و همچنين O2H و O2D

2H

2D

O2H

O2D

دماي ذوب ( Cْ)

2/259-

4/254-

دماي ذوب ( Cْ)

0/0

8/3

دماي جوش ( Cْ)

8/252-

5/249-

دماي جوش ( Cْ)

0/100

4/101

طوي پيوند (Aْ(

742/0

742/0

چگالي (3g/cm)

997/0

10/1

انرژي تفكيك پيوند (KJ/mol)

436

441

(در دماي C ْ25)

گرماي ذوب (KJ/mol)

117/0

196/0

گرماي ذوب (KJ/mol

002/6

270/6

گرماي تبخير (KJ/mol)

903/0

225/1

گرماي تبخير (KJ/mol

6/40

6/41

واكنشهاي هيدروژن

در اين بخش به بررسي واكنشهاي هيدروژن مي پردازيم.

الف) واكنش با عنصرها مولكول هيدروژن با بسياري از عنصرها به طور مستقيم تركيب مي شود. واكنش هيدروژن با نافلزها در دماي زياد صورت مي گيرد و در اين واكنشها، تركيبهايي با پيوند كووالانسي تشكيل مي

عمومی و آزاد

فایل های جدید