Карактеристике структуре водониковог атома

Најчешћи елемент у простору, који се састоји од најлакших атома, је водоник. Открио га је у 14. веку велики алхемичар Парацелсус. Научници се с правом сматрају оснивачима не само медицине, већ и хемије. Структуру атома водоника даље детаљно је прегледао Ниелс Бохр. Елемент су тада открили астрономи као део Сунца и других планета, као иу маглинама гасних звезда. У њима се одвија процес трансформације атома водоника у атоме хелијума, тј. У чланку ћемо проучити не само структуру водиковог атома, већ ћемо узети у обзир и карактеристичне особине ових хемијских елемената.

Место елемента у периодичном систему

Водоник је једини хемијски елемент који се тренутно налази у две групе периодичног система: 1 и 7. Може се објаснити следећа чињеница: она показује двоструку хемијску особину. Посебна структура атома водоника дозвољава да донира свој једини електрон атомима, на пример, активних елемената - неметала. То су пре свега халогени: агресивни у својим својствима флуор, хлор, бром и јод. Х ₂ лако реагује са халцогенима: сумпор, кисеоник, селен. У овом случају, атоми водоника се претварају у катионе - позитивно наелектрисане честице.

Због ове особине елемент заузима своје мјесто у првој групи периодног система. Механизам реакције између метала и водика изгледа другачије. Према теорији структуре водониковог атома према Н. Бохру, елемент има један неспарени електрон. Атом Х прихвата електроне из активних атома алкалних или земноалкалних метала. Дакле, његова електронска конфигурација постаје слична честици инертног гаса хелијума. Једини слој енергије је сада комплетно завршен. У овим процесима, структура атома водоника се мења и мења у облик аниона. Управо из тог разлога елемент се истовремено налази у периодном систему иу својој седмој групи.

Све у поређењу

Настављајући да истражује структурне карактеристике честица водоника, да видимо како њихова унутрашња структура утиче на понашање неког елемента у реакцијама. Да бисте то урадили, обратите пажњу на најближе суседе у периодичном систему и одредите структуру атома водоника, хелијума и литија. Са честицама инертног гаса, водоник комбинује исту количину енергетских нивоа, са литијумом, сличном структуром спољашњег енергетског слоја, на којем се налази један електрон. Међутим, својства водика су веома различита од инертног гаса и алкалног метала. Ова чињеница доказује да су све карактеристике хемијског елемента одређене шупљином структуре атома и молекуле водоника, односно бројем енергетских нивоа и расподелом електрона на њима.

Рођење воде

Име елемента указује да комбинација његових атома са честицама кисеоника доводи до појаве тако јединствене и важне супстанце за Земљу, као што је вода. У нормалним условима, ова реакција се не дешава, температура сагоревања гасне смеше достиже 2800 ° Ц. У лабораторији, интеракција између Х ₂ и О ₂ у односу 2: 1 доводи до експлозије. Сама мјешавина се назива детонирајући плин, а процес који се одвија у њему наставља се механизмом слободних радикала. Ако се не контролира, реакција завршава озбиљним проблемом - снажном експлозијом. Из тог разлога, упркос изузетној лакоћи, водоник је напуштен као пунило за ваздухопловне авионе. Тужан узрок је био пад ваздушног брода Хинденбург за Америку 1937. године. Погледајмо сада како структура атома водоника утиче на физичке карактеристике гаса.

Водоник, деутеријум, тритијум

Немојте се изненадити на горе наведеној листи термина. То је све о истом хемијском елементу водоник, нуклеарни набој атома је +1. Друго и треће име су имена изотопа. Разлог за њихове разлике лежи у броју неутрона у језгру, док је протонски број све три врсте честица исти. Деутеријум има два неутрона, трицијум има 3, а сам водоник има 1 неутрон унутар језгра. Вода која садржи деутеријум у својим молекулама назива се тешка. Може се наћи у базенима за хлађење нуклеарних електрана, као иу цитоплазми ћелија које имају нарушен нормалан метаболизам.

Електронска структура атома водоника

Доња схема ће нам помоћи да разумемо специфично понашање једноставне супстанце Х ₂ у различитим хемијским интеракцијама.

Присуство једног електрона који заузима с-орбиталу првог енергетског нивоа обезбеђује константну валенцију водоника, једнаку 1. У већини случајева, овај електрон напушта простор атома и преузима више електронегативних елемената. Само реакције са металима омогућавају да водоник привуче електрон из атома активних алкалних или земно-алкалних елемената у сферу утицаја сопственог језгра, формирајући бела кристална једињења - њихове хидриде.

Активан и агресиван

Атомски водик, да тако кажемо, лако је подићи. Други редукциони агенси као што су угљеник или његови оксиди могу завидети његовој брзини у смањењу метала из њихових оксида. Х атоми су такође активно комбиновани са честицама сумпора, кисеоника и фосфора. Пламеник са атомским водоником даје загревање изнад 4000 ° Ц. Из тог разлога, такви уређаји се лако обрађују на металним површинама: обрезати их или их заварити.

Атомски водоник је добро познат као редукционо средство чистих метала - волфрама, молибдена - из њихових руда, заступљених углавном оксидима. Када се сусреће са истим атомима као и он сам, водоник формира стабилну и пасивну структуру - молекул. Оба атома Х се међусобно држе уз помоћ заједничког електронског пара, што је модел стабилне ковалентне неполарне везе. Издржљив је и осигурава стабилност Х ₂ молекула и под земаљским условима иу простору. Прехрамбена индустрија, у којој се користи за хидрогенизацију уља и производњу нискокалоричних намаза који су модерни у модерној дијететици, није без водика.

У нашем чланку смо испитали структуру атома водоника и открили како он утиче на својства једноставне супстанце.