Неорганическая химия. Абакумова Н.А - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ления: –1, 0, +1, т.е. он может вести себя и аналогично элементам IA-подгруппы, и подобно
элементам VΙΙА-подгруппы.
С первыми его объединяет сходство спектров испускания, тенденция к образованию
Н
+
(р) (отсюда восстановительная активность, в частности, склонность вытеснять неактивные
металлы из различных соединений, в том числе – под давлением – из растворов их солей), а
также способность взаимодействовать с неметаллами.
Со вторыми его связывает гораздо большее число признаков: газообразное состояние
(при обычных условиях), двухатомность молекулы, ковалентность связи в молекуле Н
2
, на-
личие в большинстве соединений полярных связей (например, в HCl, в отличие от NaCl), не-
электропроводность (как и в газообразном, так и в жидком и твёрдом состояниях), близость
энергий ионизации I
Н
к I
Г
(исключением является F), в то время как I
Me
<< I
Н
. К перечислен-
ным признакам можно прибавить и другие, в частности, сходство гидридов с галогенидами,
закономерное изменение свойств в ряду H–At.
Сказанное не означает вовсе подобия Н
2
и Г
2
; речь идёт лишь о неполной аналогии.
Нельзя забывать об уникальности Н
2
, обусловленной его особенностью – положением водо-
рода в периодической системе элементов Д.И. Менделеева, и ничтожными габаритами атома,
и тем, что линейные размеры безэлектронного протона в 100 000 раз меньше размеров атома
Н; отсюда – колоссальная энергия гидратации Н
+
:
Н
+
(г) + Н
2
О(ж) = Н
3
О
+
(р); ∆Н° = –1187,962 кДж/моль
и огромная реакционная способность
Н
+
(г) + Cl
–
(г) = HCl(г); ∆G° = –1370,60 кДж/моль
(первый процесс показывает отсутствие в водных растворах свободных протонов).
Лёгкость водорода обусловливает высокую скорость его диффузии и большую тепло-
проводность.
Для водорода известны три изотопа
1
1
Н (протий),
1
2
Н (дейтерий D) и
1
3
Н (тритий T). Про-
тий и дейтерий встречаются в природе, тритий получен искусственно. Обычно различия в
свойствах изотопов ничтожно малы, но так как отношение масс у изотопов водорода больше,
чем у изотопов других элементов, изотопы водорода химически отличаются.
Содержание дейтерия в природном водороде 0,02 %. Впервые D был получен в виде тя-
жёлой воды D
2
O электролизом природной воды. Разряд Н
+
при электролизе происходит зна-
чительно быстрее, чем D
+
, поэтому в остатке после разложения электролизом большого ко-
личества воды концентрируется D
2
O. Дейтерий получают ректификацией жидкого водорода.
Тяжёлая вода D
2
O по физико-химическим свойствам отличается от Н
2
О: t
пл
= 3,82 °С, t
кип
= 101,42 °С, плотность 1,105 г/см
3
(20 °С).
Тритий синтезируют, действуя на литий нейтронами:
3
6
Li +
0
1
n →
2
4
He +
1
3
H.
Тритий радиоактивен, подвергается β-распаду:
1
3
Н →
2
3
Не + е
–
. Период полураспада три-
тия составляет 12 лет.
Различная ориентация ядерных спинов в молекуле Н
2
обусловливает существование двух
аллотропных модификаций: ортоводород (t
пл
= –259,20 °С, t
кип
= –252,76 °С) – ядерные спины
направлены одинаково и параводород (t
пл
= –259,32 °С, t
кип
= –252,89 °С) – ядерные спины

Страницы