수소 분자
dihydrogen으로도 알려진 분자 수소는 화학적 공식 H2와 공유 결합에 의해 연결된 2 개의 수소 원자로 구성된 규조 분자이다. 수소 분자는 지방과 오일의 수소화에 사용되며 때로는 풍선을 채우는 데 사용됩니다. 수소 분자는 금속 표면뿐만 아니라 탄소, 제올라이트, 알루미나 및 실리카 표면에도 흡착 할 수 있습니다.
우주에 존재하는 가장 풍부한 원자 또는 원소 중 하나는 수소입니다. 그것은 우주의 모든 원자의 약 90 %를 구성합니다. 원자 번호는 하나이며 원자 무게는 1.008이며 주기율표에서 모든 요소 중 가장 가볍고 작습니다. 수소 분자는 일반적으로 기체 상태에서 발견됩니다. 그것은 대부분 가연성이 풍부하고 무색 가스로 존재합니다.
원자의 수소가 하나이므로 주기율표의 첫 번째 요소입니다. 그것은 할로겐 및 알칼리 금속과 동일한 특징이 있습니다. 그러나 최근에 일부 연구에서 과학자들은 수소가 금속 형태로 존재한다는 것을 발견했습니다. 다른 알칼리와 마찬가지로, 가장 바깥 쪽 쉘에는 하나의 전자가 포함되어 있으며, 이온화 에너지는 할로겐 원자와 유사합니다.
수소는 본질적으로 대량으로 이용 가능하지만, 자연에서는 자유 상태에서는 거의 발견되지 않습니다. 대부분의 경우 화합물의 다른 원소에 결합 된 것으로 밝혀 질 수 있습니다. 예를 들어, 물 (H2O) 분자에서, H2 분자는 산소 원자에 결합된다. 수소를 태울 때 공기 중에 산소와 반응하여 물을 형성한다는 것을 아는 것은 흥미 롭습니다. 실제로,이 현상은 수소 분자에게 이름을 부여했습니다. 이름은 그리스어“하이드로 유전자”에서 파생되었으며, 이는 물 창조자를 의미합니다.
수소 분자의 발생
앞에서 언급했듯이, H2 분자는 우주에서 가장 풍부하게 발견 된 요소이며 전체 우주의 질량의 70%를 구성합니다. 분자 형태로, 그것은 dihydrogen으로 발견됩니다. 수소는 또한 태양계의 주요 요소이며, 가장 큰 행성, 토성 및 목성이 주로 수소로 구성되어 있습니다. 결합 된 상태에서 수소는 지구와 바다의 15.3 %를 형성합니다.
수소 분자의 발견
헨리 카벤 디쉬 (Henry Cavendish)라는 영국 과학자는 1765 년에 처음으로 수소 분자를 발견했으며“염증성 공기”라고 명명했습니다. 프랑스 과학자 Antoine Lavoisier는 1783 년에“수소”라는 이름을 만들었습니다.
수소의 동위 원소
수소는 주로 3 개의 동위 원소를 가지고 있으며, 모두 동일한 전자 구성을 갖습니다. 따라서 화학적 특성도 동일합니다. 그러나 질량 수가 다르기 때문에 수소의 동위 원소의 물리적 특성은 상당히 다릅니다. 다음은 수소의 세 가지 동위 원소입니다.
| 동위 원소 | 원자 질량 | 원자 번호 | 양성자 수 | 중성자 수 |
| 중수소 | 2 | 1 | 1 | 1 |
| protium | 1 | 1 | 1 | 0 |
| tritium | 3 | 1 | 1 | 2 |
위 표에있는 수소 분자의 세 가지 동위 원소 중에서, 양성자는 가장 흔한 것이며 본질적으로 풍부하게 발견된다.
주기율표에서 수소의 위치
수소는 알칼리 및 할로겐과 동일합니다. 그렇기 때문에 주기적 테이블의 상단에있는 이유입니다.
알칼리와의 수소의 유사점은 무엇입니까?
- 수소와 알칼리 금속 모두는 하나의 원자가를 가지고 있습니다.
설명 :
H (z =1) - K1
Li (z =3) - K2, L1
Na (Z =11) - K2, L8, M1
K (z =19) - K2, L8, M8, N1
- 그룹 I A 및 H2 분자의 요소는 동일한 외부 구성 NS1
를 갖는다.
설명 :
H (z =1) - 1S1
Li (z =3) - 1S2, 2S1
Na (z =11) - 1S2, 2S2, 2P6, 3S1
K (Z =19) - 1S2, 2S2, 2P6, 3S2, 3P6, 4S1
- 알칼리 금속과 마찬가지로 수소도 할로이드를 발생시킵니다.
설명 :
I-A :NaCl, Kbr.
수소 :HCL, HI.
- 수소 가스는 전기 분해 동안 음극에서 방출됩니다.
- 수소와 알칼리 금속 모두 산화 상태는 +1입니다.
- 알칼리 금속의 할라 드와 마찬가지로, 수소 할라 드는 수성 배지에서 이온화를 겪습니다.
설명 :
HCl (aq) → H + (aq) + Cl- (aq)
NaCl (aq) → Na + (aq) + cl- (aq)
- 알칼리 금속과 같은 비금속 화합물은 수소에 의해 형성 될 수 있습니다.
설명 :
수소 :H 2 s
i-a :na 2 s
수소는 어떻게 할로겐과 유사합니까?
- 할로겐뿐만 아니라 수소는 부분적으로 금속성 인 요오드를 제외하고는 비금속입니다.
- 수소의 전기성이 높다 (2.1).
- 둘 다 이온화 전위가 높습니다.
- 수소는 하나의 전자를 쉽게 받아 들여 수 소화물 이온 (H-)을 형성하는 것과 같은 방식으로 하나의 전자를 수용하여 할라이드 이온 (x -)을 형성합니다.
- 비금속이있는 화합물은 수소와 할로겐에 의해 형성됩니다.
설명 :
할로겐 :HCl (H는 비금속)
수소 :H2S (S는 비금속입니다)
따라서, 수소의 유사성은 알칼리 금속보다 할로겐이 더 많다. 그렇기 때문에주기적인 테이블의 위치가 정당화되지 않습니다.
할로겐 및 알칼리 금속의 수소 차이 :
- 수소의 전기 양성은 알칼리 금속보다 작고 전기 음성도는 할로겐보다 적습니다.
- 수소는 핵에 단 하나의 양성자를 가지고 있습니다. 또한 핵 외부에는 전자가 있지만 중성자는 없습니다.
- 알칼리 금속의 이온의 크기는 수소 이온의 크기보다 훨씬 큽니다.
- K+ 및 Na+ 이온은 물에서 안정적이고 수소 이온 (H+)은 불안정합니다.
수소의 특성
수소의 물리적 특성
- 수소는 무취, 무색이며 중성 가스입니다
입니다 - 수소는 물에 덜 용해됩니다
- 그것은 매우 염증성이며 푸른 불꽃으로 화상을 입 힙니다
- 비등점은 매우 낮습니다
수소의 화학적 특성
- 실온에서 Dihydrogen은 H -H 결합이 비교적 강한 결합 엔탈피를 가지기 때문에 상당히 불활성입니다.
- 궤도가 하나의 전자로 완성되지 않기 때문에 원자 수소를 생산하려면 높은 전기 아크가 필요합니다.
- 수소는 거의 모든 요소와 결합 할 수 있습니다.
다른 형태의 수소
원자 수소 :
원자 수소는 전기 아크를 통해 분자 수소를 통과 할 때 생성됩니다. 이 전기 아크 주변에는 두 개의 텅스텐 전극이 있으며,이 과정에서 생성 된 열은 원자에 저장됩니다.
.
H2 → 2H- 열
반응에서 방출 된 수소 원자는 다시 결합되고 H를 형성합니다. 용접 목적으로 사용되는 과정에서 다량의 에너지가 해방됩니다.
초기 수소 :
수소가 생성되거나 방금 해방되면 초기 수소라고합니다. 그것은 정상 수소보다 더 강력한 환원제이며 훨씬 더 반응성입니다.
수소 분자 제조 방법
물의 전기 분해로 - :
2. 강한 전기 양성 금속과의 행동의 반응
2NA + + H 2 그래서 4 - → na 2 그래서 4 + h 2 (수소의 2 분자)
2k+ 2hcl → 2kcl+ h 2 (수소의 2 분자)
3. 강한 전기 양성 금속과 물의 반응 :
2NA + 2H 2 O - → 2Naoh + H 2 (수소의 2 분자)
4. 알칼리와 Zn 및 Al과 같은 금속과의 반응
6naoh (핫 &농축) + 2al - → 2 na 3 alo 3 + 3H 2
Zn + 2naoh - → na 2 + zno 2 + h 2 (수소의 2 분자)
5. 수소의 산소 반응
수소가 이산 소와 반응하면 물이 형성됩니다.
H 2 + 12o 2 → [Δ] 200 ∘ ch 2 O 초센 수소
6. 수소와 금속의 반응
수소는 고온에서 많은 금속과 반응하여 상응하는 수 소화물을 생성합니다. 예를 들어,
2NA + h 2 (수소의 2 분자) → [Δ] 350 ∘ c 2 Nah (수 소화물)
7. 수소와 할로겐의 반응
수소는 할로겐과 반응하여 수소 할로이드를 형성합니다.
H 2 + f 2 → 다크 2HF
H 2 + cl 2 → 햇빛 2hcl
H 2 + br 2 → 350 ∘ C2HBR
H 2 + i 2 → 2hi
8. 유기 화합물과 수소의 반응 :
수소는 많은 유기 화합물과 반응하여 특정 촉매의 존재하에 상업적으로 중요한 생성물을 생산합니다. 예를 들어,
- 니켈 촉매의 존재하에 식물성 오일이 수소화됩니다.
- 올레핀의 수경형이 발생하면 알데히드가 형성되어 알코올을 제공합니다.
수소의 사용
아래는 수소의 일부 사용 중
입니다 - 암모니아를 준비하는 데 사용됩니다.
- 수스 가스와 같은 연료 가스 준비에 사용됩니다.
- 수소는 야금에서 환원제로 사용됩니다.
- 수소의 핵 융합 반응에서, 별에서 엄청난 양의 에너지가 해방됩니다.
결론
수소는 주기율표에서 가장 중요한 요소 중 하나이며, 그 반응은 자연과 상업적 사용에 매우 중요합니다. 따라서 지식을 갖는 것이 중요합니다. 이 블로그가 주제에 대한 필요한 지식을 얻는 데 도움이 되었기를 바랍니다.
자주 묻는 질문
Q) 일반 수소가 일반 수소보다 반응성이 높는 이유는 무엇입니까?
a) 초기 수소 가스 분자는 원자 상태에 있기 때문에 일반 수소보다 반응성이 높고, 원자는 분자보다 반응성이 높습니다. 또한 내부 압력이 높습니다.
Q) 수소의 동종 란 무엇입니까?
a) 다음은 분자 수소가 발생하는 두 가지 이성질체 형태입니다.
- ortho-hydrogen : 이 수소 의이 할당에는 2 개의 양성자 핵 스핀의 평행 한 정렬이 있습니다.
- para-hydrogen : 이 수소 의이 할당에는 2 개의 양성자 핵 스핀의 항구 평행 정렬이 있습니다.
Q) 수소 가스 분자는 공기 중에 화상을 입습니까?
A) 예, 수소 가스 분자는 공기 중의 산소와 반응하여 H2O 또는 물을 제공합니다. 그 과정에서 어느 정도의 에너지가 방출됩니다.
