Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.4: Атомний водень

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    18046

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Атомний водень має електронну конфігурацію 1s 1 і як така являє собою найпростішу атомну конфігурацію. Однак, як наслідок, виникає суперечка щодо його належного положення в Періодичній таблиці. Його електронна конфігурація схожа на валентну електронну конфігурацію лужних металів (ns 1), що свідчить про те, що вона буде перерахована у верхній частині групи 1 (1A). Однак хімія його реакцій несхожа на лужні метали. Водень також є одним електроном, що не вистачає Нобелівської газової конфігурації, і тому можна подумати про його зв'язок з галогенами.

    парова фаза

    Атомний водень (Н. ) є високореактивним і, отже, має короткий термін служби завдяки хімії реакції. Отже, для того, щоб генерувати та спостерігати за реакційною здатністю, вони повинні генеруватися при низькому тиску.

    Термоліз водневої сполуки (зазвичай галогенід) або фотоліз при енергії вище енергії дисоціації зв'язку призводить до гомолептичного розщеплення зв'язку H-X для створення відповідних радикальних видів.

    \[ H-X \xleftrightarrow{\Delta \space or \space h\nu} H + X\]

    Крім того, атомний водень може генеруватися з елементарного водню.

    \[ H-H \xleftrightarrow{\Delta \space or \space h\nu} H^. + H^.\]

    Зворотна реакція (рекомбінація двох атомів водню) є високоекзотермічною (-434 кДж.моль -1) і становить основу тепла, що утворюється при дуговому зварюванні.

    Рішення

    Атомний водень може генеруватися у водному розчині шляхом сольватування електронів.

    \[e^-_{(aq)} + H_3O^+ \leftrightharpoons H^. + H_2O \]

    Константа рівноваги освіти (K eq) дуже мала, в результаті чого утворюються дуже низькі концентрації (10 -5 М). Як і очікувалося, розчинений атомний водень є сильним відновником.

    \[ Ag^+ + H^. \rightarrow Ag + H^+ \]

    \[ 2I^- + 2H^. \rightarrow 2H^+ + I_2\]

    Твердотільний

    Атоми водню можуть бути захоплені в твердотільній решітці при генерації фотолізом HX. Спостереження електронним спіновим резонансом (esr) сигналу, розділеного на ядро s = 1/2 (тобто 1 H), призводить до дублета з зв'язком 1428 МГц.