عناصر جدول تناوبی...
لاوازیه (Antoine Lavoisier, 1743 - 1794) شیمیدان فرانسوی هنگام تحقیقاتی که روی آب انجام می داد متوجه شد که آب از دو گاز تشکیل شده است، نام یکی را اکسِژن و نام دیگری را هیدروژن نهاد. همچنین هنری کاوندیش (Henry Cavendish, 1731-1810) دانشمند خجالتی انگلیسی در سال 1766 طی تحقیقات و آزمایشهایی که انجام میداد متوجه شد که هیدروژن یک عنصر مجزا می باشد.
شاید بزرگترین خصیصه هیدروژن آن باشد که فراوان ترین عنصر در تمام عالم هستی می باشد. هیدروژن قابل اشتعال بوده حتما" تعجب خواهید کرد اگر بدانید که بنا بر برآوردهایی که انجام شده است حدود 90 درصد از اتمها و نیز حدود 75 درصد از جرم کل هستی از هیدروژن تشکیل شده است. این ماده در تمام ستاره ها وجود دارد و منبع اصلی تهیه انرژی ستاره ها بواسطه واکنش های هسته ای می باشد.
از میان روشهای صنعتی تهیه هیدروژن می توانه به ترکیب بخار آب با کربن گداخته، تجزیه هیدروکربنها بوسیله حرارت، واکنش میان هیدروکسید سدیم یا پتاسیم با آلمینیوم، الکترولیز آب، ترکیب فلزات با اسیدها و ... نام برد.
هیدروژن مایع برای مصارف برودتی کاربرد فراروان دارد و در مطالعات مربوط به ابر رسانا ها (Superconductors) بکار می رود. هیدروژن همچنین ماده اولیه سازنده سیاره غول پیکر مشتری (Jupiter) و سایر سیاره هایی است که حالت گازی دارند. جالب است بدانید که میزان فشار در مرکز چنین سیاراتی آنقدر زیاد می باشد که در آنجا نه تنها هیدروژن جامد وجود دارد بلکه فشار به حدی زیاد است که وجود هیدروژن بصورت فلز در این قسمت از اینگونه سیارات به اثبات رسیده است.
تحقیقات دانشمندان آمریکایی در سال 1972 نشان داد که در فشارهای بالای 2Mbar هیدروژن می تواند به حالت فلز نمایان شود و قابلیت هدایت بسیار زیادی از خود نشان دهد. به دنبال آن در سال 1973 دانشمدان روسی موفق شدند که با فشاری معادل 2.8Mbar هیدروژن را بشکل و سختی فلز تهیه کنند و آزمایشهایی را بر روی قابلیت رسانایی این فلز انجام دهند.
با وجود همه این مسائل در جو زمین میزان هیدروژن آنقدر زیاد نیست. دلیل عمده آن سبکی بیش از حد این ماده می باشد که توان ماندگاری این گاز در جو کره زمین را کم می کند. در روی زمین نیز هیدروژن علاوه بر آب در انواع سوخت های فسیلی (نفت، ذغال) و نیز ساختمان ارگانیک گیاهان و موجودات زنده وجود دارد. لازم به ذکر است که امروزه تحقیقات و آزمایشات دانشمندان برای جایگزینی سوختهای فسیلی با هیدروژن به نتایج قابل قبولی رسیده است و امید آن می رود که بزودی بتوان بصورت صنعتی از این ماده بعنوان یکی از منابع اصلی تولید انرژی استفاده کرد.
خصوصیات قابل توجه :
هیدروژن سبک ترین عنصر شیمیایی با معمول‌ترین ایزوتوپ آن است که شامل تنها یک پروتون و الکترون است. در شرایط فشار و دمای استاندارد هیدروژن یک گاز ، H2 ، دو اتمی با نقطه جوش 20.27K و نقطه ذوب 14.02K را می‌سازد. در صورتی‌که این گاز تحت فشار فوق‌العاده بالایی ، مانند شرایطی که در مرکز غولهای گازی وجود دارد، قرار گیرد، مولکولها ماهیت خود را از دست داده و هیدروژن بصورت فلزی مایع در می‌آید.اما در فشارهای بسیار پایین مانند شرایطی که در فضا یافت می‌شود، به این علت که هیچ راهی برای ترکیب اتمهایش وجود ندارد، هیدروژن تمایل دارد تا بصورت اتم‌های مجزا در آمده ، ابرهای H2 (هیدروژنی) تشکیل می‌شود که به شکل گیری ستارگان نیز مرتبط می‌باشد.
این عنصر نقش بسیار حیاتی در تامین انرژی جهان از طریق واکنش پروتون-پروتون و چرخه کربن-نیتروژن به عهده دارد (اینها فرآیندهای هم‌جوشی هستهای هستند که با ترکیب دو اتم هیدروژن به یک اتم هلیم ، مقدار بسیار عظیمی از انرژی آزاد می‌کنند.)
کاربردها:
*به مقدار بسیار زیادی هیدروژن در فرآیند هابر (Haber Process) در صنعت نیاز می‌باشد، مقدار قابل توجهی در برای تولید آمونیاک ، هیدروژنه کردن چربی‌ها و روغنها و تولید متانول.
*هیدرودیلکیلاسیون (hydrodealkylation) ، هیدرودیسولفوریزاسیون (hydrodesulfurization) و هیدروکرکینک (hydrocracking) .
*تولید اسید هیدروکلریک ، جوشکاری ، سوختهای موشک و احیاء سنگ معدن فلزی
*هیدروژن مایع در تحقیقات سرما شناسی مانند مطالعات ابررسانایی بکار می‌رود.
*تریتیوم که در رآکتورهای اتمی تولید می‌شود، در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
*هیدروژن چهارده و نیم بار از هوا سبکتر است و سابقا بعنوان عامل بالا برنده در بالونها و کشتیهای هوایی مورد استفاده قرار می‌گرفت تا وقتیکه فاجعه هیندنبرگ ثابت کرد که استفاده از این گاز برای این منظور بسیار خطرناک است.
*دوتریوم بعنوان یک کند کننده جهت کاهش حرکت نوترونها در فعالیت های هستهای مورد استفاده قرار می‌گیرد و ترکیبات دوتریوم در شیمی و زیست شناسی در مطالعاتتاثیرات ایزوتوپ ، مورد استفاده واقع می‌شوند.
*تریتیوم که یک ایزوتوپ طبقه‌بندی شده در علوم زیست شناسی است که بعنوان یک منبع تشعشع در رنگهای نورانی کاربرد دارد.
*هیدروژن می‌تواند در موتورهای درون سوز سوخته شود و در برهه کوتاهی اتومبیلهایی با سوخت هیدروژنی توسط شرکت Chrysler-BMW تولید شدند. پیل های سوختی هیدروژنی ، بعنوان راه کاری برای تولید توان بالقوه ارزان و بدون آلودگی ، مورد توجه قرار گرفته است.
ترکیبات :
هیدروژن سبک‌ترین گازها با اکثر عناصر ترکیب شده و ترکیبات مختلف را بوجود می‌آورد. هیدروژن دارای عدد الکترونگاتیویتیه 2.2 است، پس هیدروژن هنگامی ترکیبات را می‌سازد که عناصر غیر فلزی‌تر و عناصر فلزی‌تری وجود داشته باشند. در این حالت (غیر فلزی) تشکیل دهنده‌ها هیدریدها نامیده می‌شوند که هیدروژن یا بصورت یونهای H- یا بصورت حل شده در عنصر دیگر وجود خواهد داشت (مانند هیدرید پالادیوم). در حالت دوم (ترکیب با فلز) هیدروژن تمایل برای تشکیل پیوند کووالانسی دارد، چون یونهای H+ بصورت یک اتم عریان فاقد الکترون در می‌آیند، بنابراین تمایل شدیدی به جذب الکترونها به سمت خود دارند. هر دوی اینها تولید اسید می‌کنند، لذا حتی در یک محلول اسیدی می‌توان یونهایی مثل +H3O را دید که گویی پروتونها به جایی محکم به چیزی چسبیده‌اند.هیدروژن با اکسیژن ترکیب شده ، تولید آب می‌کند، H2O که در این واکنش مقدار زیادی انرژی را بصورتی آزاد می‌کند که باعث انفجار در هوا می‌شود و یا به اکسید دوتریوم یا D2O که معمولا آب سنگین گفته می‌شود، تبدیل می‌شود. همچنین هیدروژن با کربن ترکیبات گسترده ای را بوجود می آورد. بخاطر ارتباط این ترکیبات با چیزهای زنده ، این ترکیبات را ترکیبات آلی می‌نامند و به مطالعه خصوصیات این ترکیبات ، شیمی آلی گفته می‌شود.
حالتها :
در شرایط عادی گاز هیدروژن ترکیبی از دو نوع متمایز مولکول است که با هم از نظر جهت چرخش الکترونها و هسته تفاوت دارند. این دو شکل به نام ارتو و پارا هیدروژن معروفند. در شرایط استاندارد ، هیدروژن معمولی ترکیبی از 25% شکل پارا و 75% شکل ارتو است. شکل ارتو را نمی‌توان بصورت حالت خالص آن تهیه کرد. این دو مدل هیدروژن از نظر انرژی با هم متفاوتند که این مسئله موجب می‌گردد تا خصوصیات فیزیکی آنها کمی متفاوت باشد، مثلا نقطه ذوب و جوش پاراهیدروژن تقریبا 0.1K پائین‌تر از ارتوهیدروژن است.ایزوتوپها :
پروتیوم ، معمولی‌ترین ایزوتوپ هیدروژن فاقد نوترون است، گرچه دو ایزوتوپ دیگر به نام دوتریوم دارای یک نوترون و تریتیوم رادیواکتیویته دارای دو نوترون وجود دارند. دو ایزوتوپ پایدار هیدروژن پروتیوم(H-1) و دیتریوم(D ، H-2) می‌باشند. دیتریوم شامل 0.0184-0.0082% درصد کل هیدروژن است (IUPAC)؛ نسبتهای دیتریوم به پروتیوم با توجه به استاندارد مرجع آب VSMOW اعلام می‌گردد. تریتیوم(T یا H-3) یک ایزوتوپ رادیواکتیو دارای یک پرتون و دو نوترون می‌باشد. هیدروژن تنها عنصری است که ایزوتوپهای آن اسمهای مختلفی دارند.هشدارها:
هیدروژن ، گازی است با قدرت اشتعال فوق‌العاده زیاد. این گاز همچنین به‌شدت با کلر و فلوئور واکنش نشان می‌دهد. D2O یا آب سنگین برای بسیاری از گونه‌ها سمی است. اما مقدار قابل توجهی از آن برای کشتن انسان لازم است
| ||||||||||||||||||||||||
| عمومی | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نام , شماره , علامت اختصاری | H, 1 ,Hydrogen | |||||||||||||||||||||||
| گروه شیمیایی | غیر فلزات | |||||||||||||||||||||||
| گروه , تناوب , بلوک | s , 1 , IA | |||||||||||||||||||||||
| جرم حجمی , سختی | 0.0899 kg/m3, ندارد | |||||||||||||||||||||||
| رنگ | بی‌رنگ تصویر:125pxH2C1.jpg | |||||||||||||||||||||||
| خواص اتمی | ||||||||||||||||||||||||
| وزن اتمی | 1.00794 amu | |||||||||||||||||||||||
| شعاع اتمی (calc) | 25 (53) pm | |||||||||||||||||||||||
| شعاع کووالانسی | 37 pm | |||||||||||||||||||||||
| شعاع وندروالس | 120 pm | |||||||||||||||||||||||
| ساختار الکترونی | 1s1 | |||||||||||||||||||||||
| الکترون بازای هر سطح انرژی | 1 | |||||||||||||||||||||||
| درجه اکسیداسیون (اکسید) | 1، (آمفوتریک) | |||||||||||||||||||||||
| ساختار کریستالی | شش گوشه | |||||||||||||||||||||||
| خواص فیزیکی | ||||||||||||||||||||||||
| حالت ماده | گاز | |||||||||||||||||||||||
| نقطه ذوب | 14.025 K ° و (434- F ° ) | |||||||||||||||||||||||
| نقطه جوش | 20.268 K ° و (423- F ° ) | |||||||||||||||||||||||
| حجم مولی | 11.42 ש10-3 m3/mol | |||||||||||||||||||||||
| گرمای تبخیر | 0.44936 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||
| گرمای هم‌جوشی | 0.05868 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||
| فشار بخار | 209 Pa در 23 K | |||||||||||||||||||||||
| سرعت صوت | 1270 m/s در 298.15 K | |||||||||||||||||||||||
| متفرقه | ||||||||||||||||||||||||
| الکترونگاتیویتیه | 2.2 (درجه پاولینگ) | |||||||||||||||||||||||
| ظرفیت گرمایی ویژه | 14304 J/kg*K | |||||||||||||||||||||||
| رسانائی الکتریکی | I__106/m اهم | |||||||||||||||||||||||
| رسانایی گرمایی | 0.1815 W/m*k | |||||||||||||||||||||||
| پتانسیل یونیزاسیون | 1312 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||
| پایدارترین ایزوتوپها | ||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||
| واحدهای SI و STP استفاده شده، مگر آنکه ذکر شده باشد. |
مطالب مشابه :
نامهای ایرانی جدید(لام-ی)
مطالب جالب و دانلود - نامهای ایرانی جدید(لام-ی) - از مطالب علمی و جالب توجه دنیای پیرامون مطلع
اسم برای دختر و پسر ، زن ، مرد ، بچه ، طفل ، اسم با کلاس ، اسم کردی ، نام کردی ، فارسی ، ترکی ، خارج
، سير، تالاسمي ، هپاتيت c، سرطان، ، تقلب کردن، شوهرشناسي ، سنَّتي، مدرن اسمهای پسر يکي
فرهنگ جامع نامها و اسامي ايراني
خواه یک نام باستانی باشد یا از اسامی مدرن به حساب آید.مهم خارجی و اسمهای محلی سعی
نقاشی ساختمان و انواع رنگ ساختمانی و رنگ شناسی آنها
آن دسته از حجم سازان مدرن که با موادی چون پلاستیک کار می کنند ، از نمود حجمرنگ بهره می گیرند.
چکیده قواعد عربی 2 -- قسمت اول- تهیه و تنظیم :وحید اوراز
سه گونه از اسمهای مجله ی ادبی وحید اوراز بر آن است تا با نگرش دقیق و مدرن به ادبیات
نمایه سازی ماشینی
نرم افزار با استفاده از این دادگان ، اسمهای خاص متن را تشخیص می دهد و به عنوان کلید واژه در
اسم شما چه رنگیه؟!!! (واقعا جذاب)
نه که دوستام همگی مدرن و آشنا با دنیای مجازی بودن،قبول کردن!اسم آدرس وبلاگو مهدیه
عناصر جدول تناوبی...
کاربرد شیمی در دنیای مدرن امروز - عناصر جدول تناوبی - به سایت اساتید و دانشجویان رشته شیمی
برچسب :
اسمهای مدرن