Презентация "Водород" 10 класс

Урок по химии в 10 классе: «Водород»

• подготовил
• учитель химии и биологии
• ГУО СШ №163 г.Минска
• Костюкевич Юрий Михайлович

Атом водорода (лат. Hydrogenium) состоит из ядра, содержащего один протон, и одного электрона на окружающей ядро орбитали. Такое строение внешнего электронного слоя характерно для элементов IA-группы, поэтому водород можно отнести к элементам этой группы. Одновременно водород можно отнести и к элементам VIIA-группы, поскольку так же, как и у элементов данной группы, для завершения внешнего электронного слоя у него не хватает одного электрона. В природе водород встречается в виде нуклида 1Н – протия с примесью стабильного нуклида 2Н – дейтерия, для обозначения которого иногда пользуются символом D. Дейтерий входит в состав так называемой «тяжелой воды» D2O, которая используется в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах. Радиоактивный нуклид водорода тритий 3Н, обозначающийся символом T, в природе встречается в следовых количествах.

• Протий, дейтерий и тритий

Атом водорода в соединениях с более электроотрицательными элементами проявляет степени окисления +1, например HF, H2O и др. А в соединениях с металлами (гидридах) степень окисления атома водорода равна -1, например NaH, CaH2 и др.

• HF

• NaH

Распространенность в космосе

• Во Вселенной водород является самым распространенным элементом. На долю этого элемента приходится около 75% массы Вселенной.
• Он входит в состав Солнца и многих других звезд, туманностей. Планеты Юпитер и Сатурн в основном состоят из водорода.

Распространенность на Земле

• Среди элементов, существующих на Земле, водород – 9ый по распространенности. Наиболее важным его соединением, встречающимся в природе, является вода.
• Водород входит в состав природного газа, нефти, а также всех животных и растительных организмов. В виде простого вещества водород встречается крайне редко в вулканических газах.

Простое вещество

• Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью.
• Водород бесцветный нетоксичный газ без запаха и вкуса. Он в 14,5 раз легче воздуха.

Молекула водорода неполярна. Поэтому силы межмолекулярного взаимодействия в газообразном водороде малы. Это проявляется в низких температурах кипения (-252,6˚С) и плавления (-259,2˚С). Низкая температура кипения обуславливает использование жидкого водорода в качестве хладагента. Водород незначительно растворяется в воде (около 0,09г на 1 дм3 воды). Благодаря этому получение его в лаборатории можно собирать методом вытеснения воды. Получение водорода

• В лаборатории водород чаще всего получают при взаимодействии разбавленных соляной или серной кислот с цинком:
• Zn+2HCl=ZnCl2+H2
• В промышленности при производстве водорода используется метод каталитической конверсии метана:
• CH4+2H2O=CO2+4H4

Взаимодействие водорода с простыми веществами

• Водород как восстановитель проявляет себя в реакциях с простыми веществами неметаллами, образуя соединения, в которых его степень окисления равна +1.
• Реакции водорода с наиболее активными неметаллами протекают очень интенсивно, сопровождаются горением или даже взрывом. Примером такой реакции может служить взаимодействие водорода с хлором при освещении:
• H2+Cl2=2HCl

Соединения водорода с галогенами – HF, HCl, HBr, HI – при растворении в воде диссоциируют с образованием гидратированных ионов водорода, т.е. проявляют кислотный характер, например: HCl→H++Cl- С азотом водород взаимодействует в присутствии катализатора при повышенных температуре и давлении, образуя аммиак: 3H2+N2↔2NH3 Раствор аммиака в воде проявляет основные свойства. Окислительная способность водорода проявляется при взаимодействии его со многими активными металлами при повышенных температуре и давлении. В результате реакций образуются гидриды, в которых степень окисления водорода равна -1, например: 2Li+H2=2LiH Гидриды щелочных металлов легко разлагаются водой, в результате реакции образуются щелочь и водород: NaH+H2O=NaOH+H2

• NaOH

Взаимодействие водорода со сложными веществами

• При нагревании водород способен восстанавливать металлы из их оксидов:
• CuO+H2=Cu+H2O
• Также присоединяться ко многим органическим молекулам:
• CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
• При взаимодействии водорода с оксидом углерода(II) получают метиловый спирт:
• CO+2H2=CH3OH
• Во всех этих реакциях водород выступает в качестве восстановителя, образуя соединения, в которых его степень окисления равна +1.

Применение водорода

• Водород очень лёгок и в воздухе всегда поднимается вверх. Когда-то дирижабли и воздушные шары наполняли водородом. Но в 30-х гг. XX в. произошло несколько катастроф, в ходе которых дирижабли взрывались и сгорали (водород при смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь — так называемый гремучий газ.)
• В наше время дирижабли наполняют гелием, несмотря на его существенно более высокую стоимость.
• Водород используют в качестве ракетного топлива.
• Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и грузовых автомобилей.

Домашнее задание: Параграф §42. Список используемых источников

• http://ru.wikipedia.org/wiki/Водород
• http://energycraft.ru/Vodorod/neft-ili-vodorod.html
• http://mozgochiny.ru/himiya/poluchenie-vodoroda-tremya-sposobami/
• http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/Водород
• http://vodorod.16mb.com/fiz_svoistva.php
• http://justwater.ru/wp-content/uploads/2009/12/tritij-izotop-vodoroda.jpg
• http://tarelohca.ru/wp-content/uploads/2012/09/1302678491_space__001606_1.jpg