فسفين ،
(قطبي )گاز بيرنگ
گاز بيرنگ 030/17
998/337/77-
81/133-4/33-
78/87آب
(قطبي ، پيوند هيدروژني )
هيدروژن سولفيد ،
(قطبي)مايع بيرنگ
گاز بيرنگ
015/18
076/3400/0
60/83-00/100
75/60-هيدروژن ، فلوئوريد HF
(قطبي ، پيوند هيدروژني)
هيدروژن كلريد ،
(قطبي)مايع بيرنگ
گاز بيرنگ 006/20
461/3604/83-
2/114-54/19
9/84
1-6 طرز تهيه و كاربردهاي هيدروژن
هيدروژن را به راههاي گوناگون مي توان تهيه كرد.
الف ) طرز تهيه هيدروژن در صنعت هيدروژن در صنعت به طور عمده از واكنش آب و هيدروكربنها به دست مي آيد . هيدروكربنها در حضور بخار آب به هيدروژن و كربن ديوكسيد يا كربن مونوكسيد تبديل مي شوند . با استفاده از فرمول عمومي براي هيدروكربنهاي سير شده كه در آن n عدد صحيح است
واكنش اصلي به صورت زير مي باشد :
در اين واكنش بخار هيدروكربن با بخار آب از روي كاتاليزگر نيكل در دمايي بين تا تحت فشار معمولي عبور داده مي شود . براي به دست آوردن هيدروژن خالص ابتدا مخلوط گازي حاصل را با بخار آب از روي كاتاليز گر عبور مي دهند تا به تبديل شود.

سپس با وارد كردن اين گازها تحت فشار در آب سرد يا در محلول يك آمين كربن ديوكسيد حل مي شود و به آساني از هيدروژن كه نامحلول است جدا مي شود .
هيدروژن داراي درجه خلوص زياد را مي توان از الكتروليز آب در مجاورت يك باز نظير NaOH تهيه كرد. وجود باز براي بالا بردن رسانايي الكتريكي است .

اين روش پر خرج است زيرا مقدار زيادي الكتريسيته مصرف مي كند.
هيدروژن به عنوان يك محصول فرعي در هنگام تهيه بنزين نيز به دست
مي آيد . براي تهيه بنزين هيدروكربنها داراي جرم مولي زياد از روي كاتاليز گر در دماي زياد عبور مي دهند تا اين هيدروكربنها بر اثر تجزيه شدن به هيدروژن و مخلوطي از تركيبهايي با جرم مولي كمتر كه براي بنزين مناسب هستند تبديل شوند.
ب) طرز تهيه هيدروژن در آزمايشگاه
براي تهيه هيدروژن در آزماايشگاه مي توان از اثر فلز روي بر اسيدهاي معدني رقيق استفاده كرد. مثلا
تعدادي از فلزها نظير قلع آلومينيوم روي و سيلسيم ( كه يك نيم رسنا ست ) از محلول آبي يك باز قوي مثل سديم هيدروكسيد هيدروژن آزاد مي كنند.
هيدروژن به طور عمده براي توليد آمونياك و هيدروژن دار كردن محصولات نفتي روغنهاي نبياتي مايع و CO ( براي توليد متانول ) و همچنين به عنوان سوخت ( از جمله سوخت موشك ) و براي كاهيدن كانيهاي حاوي اكسيد برخي از فلزها به كار مي رود.
1-7 تركيبهاي دوتايي هيدروژن
تركيبهاي دوتايي هيدروژن با عنصرهاي گروههاي اصلي جدول تناوبي از همه بهتر شناخته شده اند بيشتر اين تركيبها فرمولهاي شيميايي ساده دارند و مي توان فرمول شيميايي آنها را از روي آرايش الكتروني اتمهاي عنصرهايي كه هيدروژن به آنها متصل است نتيجه گرفت .
1-7-1 هيدريدهاي نمك مانند
هيدروژن با فلزهاي گروه IA و با كلسيم استرونسيم و باريم از گروه IIA كه همگي به آساني يون مثبت مي دهند تركيبهاي يوني داراي يون هيدريدH توليد مي كند . اين تركيبها هيدريدهاي نمك مانند خوانده مي شود و بر اثر حرارت به فلز و هيدروژن تجزيه مي شوند.

ويژگي ديگر اين هيدريد ها اين است كه به محض تماس با آب تجزيه مي شوند و هيدروژن آزاد مي شود.
1-7-2 هيدريدهاي كووالانسي
هيدروژن با عنصرهاي گروههاي IVA تا VIIA كه بيشتر آنها نافلز هستند تركيبهاي دوتايي كووالانسي مانند مي دهند.
بيشتر هيدريدهاي كووالانسي در دماي
موي گازي شكل هستند . اين تركيب بجز چند مورد وقتي به حالتهاي مايع و جامد سرد شوند. به صورت مولكولهاي تنها ( غير مجتمع ) وجود دارند اما هيدروژن فلوئوريد آب و آمونياك به دليل وجود پيوند هيدروژني به حالت مولكولهاي چند تايي ( مجتمع ) وجود دارند.
در هر يك از گروهها پايداري حرارتي هيدريدهاي كووالانسي با افزايش عدد اتمي و شعاع اتمي عنصري كه به هيدروژن متصل است كم مي شود مثلا تجزيه حرارتي آمونياك مشكلتر از فسفين است و فسفين هم به نوبه خود از لحاظ حرارتي خيلي پايدارتر از ارسين است. اين ترتيب كم شدن پايداري حرارتي با ترتيب كاهش قدرت پيوند كووالانسي بين هيدروژن و اتمي كه به آن متصل است هماهنگي دارد و به خوبي در مقدار گرماي تشكيل استاندارد اين تركيبها منعكس است
آمونياك در آب به صورت باز و هيدروژن فلوئوريد در آب به صورت اسيد عمل مي كند . آب مي تواند هم نقش اسيد و هم نقش باز را ايفا كند . همان گونه كه ملاحظه مي شود با افزايش گروه يا عبارت ديگر با افزايش الكترونگاتيوي عنصري كه به هيدروژن متصل است قطبيت پيوند كووالانسي بين هيدروژن و عنصر مورد نظر افزايش مي يابد و در نتيجه هيدريد آن بيشتر به صورت اسيد عمل مي كند . نظام مشابهي را در سريهاي ديگر نيز مشاهده مي كنيم . مثلا در ميان قطبيت پيوند در HCL بيشتراز و دربيشتر از است .
خلاصه
* هيدروژن تنها عنصري است كه در هيچ يك از گروههاي جدول تناوبي عنصرها محل مناسبي براي آن وجود ندارد.
* هيدروژن به صورت ايزوتوپهاي وجود دارد. اين ايزوتوپها از نظرخواص فيزيكي با يكديگر تفاوت دارند اما از نظر خواص شيميايي يكسانند اگر چه سرعت واكنشهاي آنها با يك واكنشگر معين تفاوت مي كند.
* اتم هيدروژن با آرايش الكتروني مي تواند از طريق اشتراك الكترون بين دو اتم (مثلا در H-H) با از دست دادن تنها الكترون ظرفيت خود و تشكيل يون وهم چنين با كسب الكترون و تشكيل يون هيدريد در تشكيل پيوندهاي شيميايي شركت كند.
* هيدروژن در واكنشهاي شيميايي با نافلزهايي مانند هيدريد تشكيل مي دهد اگر چه سرعت اين واكنشها بسته به فعاليت شيميايي( واكنش پذيري) نافلز متفاوت است و براي پيشرفت مناسب واكنش شرايطي متفاوتي را از نظر دما فشار و استفاده از كاتاليزگر بايد به كار برد.
* هيدروژن مي تواند اكسيد پاره اي از فلزها مانند آهن مس تنگستن قلع و سرب را در گرما به فلز مربوط كاهش دهد.
* از هيدروژن در واكنش هيدروژن دار كردن براي تبديل تركيبهاي آلي سير نشده كه پيوند دوگانه كربن – كربن دارند به تركيبهاي سير شده استفاده مي شود . مثلا تبديل روغنهاي مايع حاصل از لوبياي سويا يا پنبه دانه به روغنهاي جامد.
* وقتي اتم هيدروژن با يك اتم الكترونگاتيو مانند O,NFپيوند داشته باشد. به علت كشيده شدن زوج الكترون پيوندي به سمت اتم الكترونگاتيو چگالي الكترون در اطراف اتم كوچك هيدروژن كم مي شود و در چنين شرايطي اتم هيدروژن مي تواند با اتم الكترونگاتيو مولكول ديگر پوند هيدروژني برقرار كند. ( مثلا HF .)
* هيدروژن از واكنشهاي بخار هيدروكربن با بخار آب در مجاورت كاتاليزگر يا در كشورهايي كه برق ارزان دارند از الكتروليز آب تهيه مي شود. در مقياس آزمايشگاهي مي توان هيدروژن را از واكنش يك فلز فعال مانند روي با يك اسيد به دست آورد.
* هيدروژن با فلزهاي گروه IAو با پاره اي از فلزهاي گروه IIA هيدريدهاي نمك مانند نظير NaHو .تشكيل مي دهد.

* هيدروژن با نافلزهايي مانند.N.FO هيدريدهاي كووالانسي مي دهد كه به علت اختلاف الكترونگاتيوي بين هيدروژن و اتم نافلز پيوندها در اين هيدريدها خصلت قطبي دارند و چنانچه آرايش فضايي مولكولهاي مربوط امكان دهد اين مولكولها دو قطبي هستند.
منابع و ماخذ :
كتاب شيمي توصيفي عنصرها دكتر منصور عابديني
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه 1
خواص هيدروژن 2
ايزوتوپهاي هيدروژن 5
واكنشهاي هيدروژن 7
واكنش با اكسيد فلزها9
پيوند هيدروژني 14
طرز تهيه و كاربردهاي هيدروژن 17
تركيبهاي دوتايي هيدروژن 19

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

هيدريدهاي نمك مانند19
هيدردهاي كووالانسي 20
خلاصه 22
منابع 25
تر
به نام خدا
دبيرستان دخترانه صدر
عنوان :
هيدروژن
دبير مربوطه :
خانم صفا پور
تهيه كننده :
مونا اسماعيل زاده و مريم احمدي


پاسخی بگذارید