Ջրածնի մոլեկուլ՝ տրամագիծ, բանաձև, կառուցվածք։ Որքա՞ն է ջրածնի մոլեկուլի զանգվածը:

2024 Հեղինակ: Angel Austin | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 05:30

Մենդելեևի պարբերական համակարգում թիվ 1-ում տիեզերքի ամենատարածված տարրն է՝ ջրածինը: Դրա բաշխվածությունը, տոկոսային արտահայտությամբ, մոտենում է 75%-ի։ Դրա ամենացածր պարունակությունը նշվում է մթնոլորտի շերտերում` 0,0001%: Երկրակեղևը պարունակում է 1% գազ՝ ըստ զանգվածի։ Դրա ամենամեծ քանակությունը դիտվում է ջրում՝ 12%։ Մեր մոլորակի վրա այն երրորդ ամենատարածված քիմիական տարրն է։

Նյութի նկարագրություն

Ջրածնի մոլեկուլը, որի բանաձևը H-H կամ H2 է, օժտված է ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով:

Ջրածինը գազ է, որը չունի ոչ գույն, ոչ հոտ: Աղյուսակում ջրածնի 1-ին տեղում գտնվելու վայրը պայմանավորված է նրանով, որ տարբեր պայմաններում այս տարրը կարող է դրսևորվել որպես մետաղ կամ գազ: Այն ունի 1 էլեկտրոն իր արտաքին ուղեծրում, որը ջրածինը կարող է նվիրաբերել (մետաղական հատկություններ) կամ ընդունել ևս մեկը (գազի հատկություններ):

Ջրածնի մոլեկուլի տրամագիծը 27 նմ է։

Ջրածնի ատոմի տրամագիծը 1Ա է, շառավիղը՝ 0,41 Ա։

Հատկություններ

Ֆիզիկական ներառում է հետևյալը.

1. Եռման կետ– 256^oS.
2. Հալման կետ -259.2^oC.
3. Օդի քաշը (D) - 0,069.
4. Ջրածինը վատ է լուծվում ջրում:

Քիմիական հատկություններն են՝

1. Մոլեկուլի մասնիկների միջև ոչ բևեռային կապն ունի 436 կՋ/մոլ էներգիա։
2. Ջերմային տարանջատման ջերմաստիճանը 2000^oC.
3. Արձագանքում է.

• հալոգեններ;
• թթվածին;
• մոխրագույն;
• ազոտ;
• ազոտի օքսիդ;
• ակտիվ մետաղներ.

Բնության մեջ ջրածինը հանդիպում է ինչպես իր բնական, այնպես էլ իզոտոպների՝ պրոտիումի, դեյտերիումի և տրիտիումի տեսքով։

Մոլեկուլի կառուցվածքը

Տարրի մոլեկուլն ունի պարզ կառուցվածք։ Ջրածնի մոլեկուլի բաղադրությունը ներկայացված է երկու ատոմներով, որոնք մոտենալով կազմում են կովալենտային ոչ բևեռային կապ, ինչպես նաև մեկ էլեկտրոնային զույգ։ Մեկ ատոմի կառուցվածքն է՝ 1 դրական լիցքավորված միջուկ, որի շուրջը շարժվում է 1 բացասական լիցքավորված էլեկտրոն։ Այս էլեկտրոնը գտնվում է 1s ուղեծրում։

H - 1e=H+ այս ջրածնի իոնը դրական է:

Այս արտահայտությունը ցույց է տալիս, որ ջրածինը ունի Պարբերական աղյուսակի 1-ին խմբի տարրերի նման պարամետրեր, որոնք ալկալիական մետաղներ են (լիթիում, նատրիում, կալիում), որոնք իրենց միակ էլեկտրոնը նվիրաբերում են արտաքին ուղեծրում:

:

H + 1e=H– բացասական ջրածնի իոն։

Այս հավասարումը ցույց է տալիս, որ ջրածինը կապված է 7-րդ խմբի նմանատիպ տարրերի հետ, որոնք գազ են և ընդունակ են ընդունել բացակայող էլեկտրոնները։իր արտաքին էլեկտրոնային մակարդակին: Այս գազերը ներառում են՝ ֆտոր, քլոր, բրոմ և այլն:

Ջրածնի մոլեկուլի բաղադրությունը գրաֆիկորեն ներկայացված է ստորև։

Ջրածնի ատոմների միջև հեռավորությունը r=0,74 Ա է, մինչդեռ ուղեծրի շառավիղների գումարը 1,06 Ա է: Սա ազդում է էլեկտրոնային ամպի համընկնման խորության և ամուր, կայուն ջրածնային կապի վրա:

Ջրածնի ատոմը բնության ամենատարրական ատոմն է: Ատոմային պրոտոնի չափը 10,5 Ա է, իսկ մեկ ատոմի տրամագիծը՝ 0,1 նմ։

Իզոտոպի մոլեկուլներն ունեն հատուկ կառուցվածք։ Պրոտիումի ատոմային միջուկը բաղկացած է միայն մեկ պրոտոնից։ Իզոտոպը նշանակված է՝ 1Н.

Միջուկային կառուցվածքը նման է պրոտոնի և նեյտրոնի (2H) համալիրի:

3Н - տրիտում - իր ատոմային կառուցվածքով օժտված է միջուկով 1 պրոտոնով և երկու նեյտրոնով։

Զանգված

Գիտության մեջ կան բանաձևեր, որոնք հաշվարկում են ջրածնի մոլեկուլի զանգվածը: Տարրերի նկատմամբ որոշե՛ք մոլեկուլային և ատոմային զանգվածները։

Ջրածնի մոլեկուլի մոլային զանգվածը հաշվարկվում է ընդհանուր բանաձևով՝

M=m / n, որտեղ m-ը նյութի զանգվածն է, n-ը դրա քանակն է:

Ատոմի զանգվածը 1,008 ամու է: Հետևաբար, մոլեկուլի հարաբերական զանգվածը նույնպես հավասար կլինի 1,008-ի։Քանի որ ջրածնի մոլեկուլը բաղկացած է երկու ատոմից, հարաբերական ատոմային զանգվածը կազմում է 2,016 a.u։ մ. Ջրածնի մոլեկուլի զանգվածը արտահայտվում է գրամներով մեկ մոլում (գ/մոլ):

Արժեքբնություն

Բնության մեջ ամենակարևոր նյութը, որը թթվածնի հետ համատեղ առաջացնում է ջրածին, ջուրն է: Ջուրը կյանքի աղբյուրն է, ուստի ջրածինը կենսական տարր է։

Օգանիզմի միջավայրը կազմող բոլոր քիմիական տարրերի 100%-ի 1/10 մասը կամ 10%-ը ջրածին է։ Ջրից բացի, այն ի վիճակի է պահպանել չորրորդական սպիտակուցային կառուցվածքը, ինչը հնարավոր է դառնում ջրածնային կապի շնորհիվ։

Նուկլեինաթթվի կոմպլեմենտարության սկզբունքը առաջանում է նաև ջրածնի մոլեկուլի ազդեցությամբ։ Բուսական բջիջում H-ն մասնակցում է ֆոտոսինթեզի գործընթացին, կենսասինթեզի գործընթացին և մեմբրանի ալիքներով էներգիայի փոխանցմանը։

Դիմում

Քիմիական արդյունաբերության մեջ ջրածինը լայնորեն կիրառվում է։ Այն ավելացվում է պլաստմասե արտադրանքի արտադրության մեջ, օճառի արտադրության մեջ, ինչպես նաև ամոնիակի և մենթոլի արտադրության մեջ։

Սննդի արդյունաբերություն. սննդամթերքի արտադրության մեջ ջրածինը ավելացվում է որպես սննդային հավելում E949: Նման բաղադրիչ կարելի է տեսնել մարգարինի, բուսական յուղերի փաթեթավորման վրա։ E949 հավելումը թույլատրվում է Ռուսաստանի Դաշնության սննդի արդյունաբերության կողմից:

Ջրածինը ժամանակին օգտագործվել է նաև ավիացիոն արդյունաբերության մեջ, քանի որ նյութն ավելի թեթև է, քան օդը: Այսպիսով, անցյալ դարի 30-ական թվականներին օդապարիկներն ու օդանավերը լցված էին այս տեսակի գազով։ Չնայած իր էժանությանը և օգտագործման հեշտությանը, ջրածինը շուտով լքվեց որպես լցոնիչ, քանի որ ինքնաթիռների պայթյուններն ավելի հաճախակի դարձան:

Այսօր գազը օգտագործվում է որպեստիեզերական արդյունաբերության մեջ օգտագործվող վառելիք. Այնուամենայնիվ, դիտարկվում են այն օգտագործելու մեթոդները մեքենաների և բեռնատարների շարժիչների շահագործման համար, քանի որ տարրը այրման ժամանակ վնասակար կեղտեր չի արտանետում մթնոլորտ և, հետևաբար, էկոլոգիապես մաքուր է:

Ջրածնի իզոտոպները շատ դեղամիջոցների անբաժանելի բաղադրիչն են: Դեյտերիումը օգտագործվում է դեղաբանական հետազոտությունների մեջ՝ որոշելու դեղամիջոցի վարքագիծը և ազդեցությունը օրգանիզմում: Տրիտիումը ռադիոախտորոշման մեջ օգտագործվում է որպես ֆերմենտային նյութափոխանակության կենսաքիմիական ռեակցիաները որոշող տարր։ Ջրածինը պերօքսիդի մի մասն է, որը ախտահանիչ է։