71
Урок 20. Водород — самый лёгкий газ
Название водорода происходит от латинского слова Hydrohenium, что означает
«воду родящий». Химический символ (знак) Н — это первая буква латинского
названия. И действительно, атомы водорода входят в
состав молекулы воды
Н
2
О.
Атомы водорода образуют двухатомные молекулы простого вещества
водорода, формула которого Н
2
. Рассмотрим, что имеют в виду, когда говорят о
химическом элементе водороде.
Водород как химический элемент
Атом водорода самый легкий, самый простой по строению и один из самых
маленьких по размерам. Относительная атомная масса водорода равна:
Сравните ее с относительной атомной массой кислорода и убедитесь, что атомы
водорода во много раз легче.
Атомы водорода соединяются с атомами других химических элементов, образуя
сложные вещества. Как химический элемент
водород входит в состав воды,
кислот, природного газа, нефти, глюкозы и многих других веществ. В
растительных и животных организмах, включая и человеческий, химический
элемент водород содержится главным образом в
составе воды и самых
разнообразных органических веществ.
Водород как простое вещество
Молекулы водорода образованы двумя атомами химического элемента
водорода. Формула его Н
2
. Относительная молекулярная масса простого
вещества водорода равна:
Следовательно, молярная масса водорода равна:
72
Молярный
объем водорода, как кислорода и других газов при нормальных
условиях, равен:
В виде простого вещества водород встречается на Земле лишь в небольшом
количестве в вулканических и некоторых других природных газах. Молекулы
водорода Н
2
обнаружены в верхних слоях земной атмосферы. В Солнечной
системе простое вещество водород входит в состав атмосферы планет —
Юпитера, Сатурна, Урана.
На заметку: исследования Юпитера, самой большой планеты Солнечной
системы, позволили ученым высказать предположение, что под водородной
атмосферой этой планеты находится океан жидкого водорода. Глубина
этого океана — десятки тысяч километров. Ядро планеты составляет
оболочка, состоящая из твердого водорода.
Физические свойства водорода
Водород при нормальных условиях находится в газообразном состоянии. Это
бесцветный газ, у которого нет запаха и вкуса.
Молекула водорода самая легкая из молекул всех
веществ.
Поэтому
газообразный водород
по
плотности
значительно
уступает воздуху
и
кислороду — он в 14,5 раза легче воздуха и в 16 раз
легче кислорода. В этом легко убедиться на опыте.
Если наполнить три одинаковых резиновых шарика
водородом, углекислым газом и кислородом,
крепко завязать их
ниткой и выпустить из рук
одновременно, то они поведут себя по-разному.
Шарик с водородом быстро поднимется к потолку, а
шарики с углекислым газом и кислородом опустятся
на пол. Быстрее окажется на полу шарик с
углекислым газом.
73
На заметку: поскольку водород, как мы знаем, в 14,5 раза легче воздуха, им
заполняли воздушные шары и дирижабли. Первыми поднялись на воздушном
шаре французские физики Ф. Робер и Ж. Шарль (1783). В августе 1887 г.
полет на воздушном шаре, наполненном водородом, с научной целью
совершил Д. И. Менделеев.
Из-за своей малой массы и размеров молекулы водорода способны проникать
через стенки сосуда, в котором содержится этот газ. Убедимся в этом на примере
того же шарика с водородом. Даже если тщательно завязать его ниткой, спустя
некоторое время шарик «сдуется». При повышенной температуре и давлении
водород способен проникать и через стенки металлических сосудов.
У водорода самые низкие после благородного газа гелия температуры кипения
(−252,8 °С) и плавления (−259,2 °С).
Достарыңызбен бөлісу: