2- mavzu: s- elementlarning tavsifi va xossalari. Oksidlanish qaytarilish reaksiyalari Rеja

Vodorod va uning tabiatda uchrashi
Vodorodni (Hudrogenium) XVI asrda Paratsels (Germaniya) kashf etgan. 1776 yilda G. Kavendish (Angliya) vodorodning xossalarini aniqladi va boshqa gazlardan qanday farqi borligini ko’rsatdi. Lavuazye 1783 yilda vodorodni suvdan birinchi bo’lib ajratib oldi va suvning vodorod bilan kisloroddan iborat kimyoviy birikma ekanligini isbot etdi.
Vodorod tabiatda erkin va birikma holida uchraydi. Erkin holda juda oz miqdorda uchraydi. U yengil gaz bo’lgani uchun havoning yuqori qatlamlarida bo’ladi. U vulqon otilganda va neft olish jarayonida boshqa gazlar bilan birga chiqadi. Vodorod tabiatda birikmalar holida juda ko’p tarqalgan. Vodorod suv, turli minerallar, neft, tabiiy gazlar, hayvon va o’simliklar organizmidagi moddalar tarkibiga kiradi. Vodorod Yer qobig’i og’irligining 1% ini tashkil etadi. Vodorod kosmosda eng ko’p tarqalgan elementdir. U quyosh va yulduzlar massasining yarmini tashkil qiladi.
Vodorodning tartib raqami 1 ga teng. Uning elektron konfiguratsiyasi 1s¹, atom massasi 1,008 ga teng, uchta izotopi bor. Uning izotoplari: protiy ¹H (atom massasi 1), deyteriy ²H yoki D (atom massasi 2) va tritiy ³H yoki T (atom massasi 3) lardir. Yadro zaryadi bir xil bo’lgan atomlar turkumiga -izotoplar deyiladi va ular atom yadrosidagi neytronlar soni bilan farqlanadi.


Vodorodning ayrim xossalari
Vodorodning kimyoviy belgisi: H
Molekulyar formulasi H₂
Atomining ionlanish energiyasi 13, 60 eV
Atom radiusi 0,046 nm
Molekula atomlari yadrolari orasidagi masofa 0,074 nm


Vodorodning xossalari, olinishi va ishlatilishi
Vodorod molekulalari juda mustahkam, kam qutblanuvchan, yengil va harakatchan kichik molekuladir. Shu sababli nihoyatda past haroratda (-259,10 ⁰C) suyuqlanadi va (-252,60 ⁰C) qaynaydi. Vodorod suv va organik erituvchilarda juda kam eriydi. Lekin ba'zi metallarda ko’p eriydi. (1 hajm palladiyda 900 hajm vodorod eriydi). Qattiq vodorod geksogonal kristall panjaraga ega. Vodorod molekulasi 2000⁰C dan yuqorida atomlarga parchalana boshlaydi: H₂=2H. Molekulyar vodorodni elektr razryaddan o’tkazish natijasida atomar vodorod hosil bo’ladi. Atomar vodorod faol bo’lib, u o’z elektronini boshqa element atomining elektroni bilan juftlashtirishga juda moyildir. Atomar vodorod bevosita fosfor, oltingugurt, mishyak va hatto simob bilan birikadi. Mis, vismut, qo’rg’oshin va kumush oksidlari atomar vodorod ta'sirida qaytariladi.

Odatdagi sharoitda vodorod faol bo’lmasa ham, yuqori haroratda ko’pgina elementlar bilan birikadi. U ftor bilangina portlab birikadi, yorug’lik ta'sirida xlor bilan birika oladi (Cl₂ + H₂ = 2HCl), isitilganda kislorod (2H₂ + O₂ = 2H₂O + Q) va boshqa ko’pgina elementlar bilan reaksiyaga kirishadi. Vodorod metallmaslar bilan kovalent bog’lanib, qutbsiz va qutbli birikmalarni hosil qiladi. Masalan, H₂S, H₂O, NH₃, CH₄ va hokazo.

⁸
Vodorod metallar bilan birikishda bitta elektronni olib, manfiy ionga aylanadi: 2Na + H₂ = 2Na (natriy gidrid)
Gidridlar beqaror bo’ladi va suv ta'sirida oson parchalanadi:
2NaH + 2H₂O = 2NaOH + 2H₂
CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂
2H^- (gidriddan) – 2e- = H₂
2H⁺ (suvdan) + 2e- = H₂
Gidridlar xarakteri jihatidan galogenidlar va tuzlarga o’xshaydi. Vodorod yuqori haroratda hatto birikmalardagi kislorodni ham biriktirib oladi:
CuO + H₂ = Cu + H₂O
Bu vodorodning qaytarish xossasidir. Vodorodning biror modda bilan birikishiga – gidrogenlanish deyiladi.
Vodorod olinadigan asosiy manba suvdir. Suv elektroliz qilinadi va suvga natriy, kaliy, kalsiy kabi metallar ta'sir ettirilsa, vodoroddan tashqari shu metallarning gidroksid va oksidlari ham hosil bo’ladi. Laboratoriya sharoitida rux metalini suyultirilgan xlorid (1:1) yoki sulfat (1:5) kislotalarga ta'sir ettirib, vodorod olinadi.
Sanoatda vodorod olish uchun turli usullardan foydalaniladi. Konversion usulda cho’g’langan ko’mir qatlami ustidan suv bug’i o’tkaziladi.
C + H₂O = CO + H₂
Bu aralashma suv gazi deyiladi va cho’g’langan ko’mir ustidan o’tkazilsa, CO konversiyalanadi:
(H₂) + CO + H₂O = CO₂ + H₂ + (H₂) + Q
Reaksiya mahsuloti 20 atmosfera bosimda suv bilan yuvilib, CO₂ dan tozalanadi.
So’nggi yillarda vodorod olinadigan manba metan gazidir. Metan tabiiy gazlar bilan neftni qayta ishlash natijasida hosil bo’ladigan gazlar tarkibida bo’ladi. Metandan vodorod olishning turli usullari bor:
a) metanni termik parchalash usuli:
CH₄ = C + 2H₂
b) metan bilan suv bug’ining o’zaro ta'sirlashuvi :
CH₄ + H₂O = CO + 3H₂
v) metanga CO₂ ta'siri:
CH₄ + CO₂ = 2CO + 2H₂
g) metanni atsetilen hosil bo’lguncha parchalash:
2CH₄ = C₂H₂ + 3H₂
Vodorod kimyo sanoatida keng qo’llaniladi. Vodorod suyuqlanish harorati yuqori bo’lgan metallarni oksidlaridan ajratib olishda, ammiak sintez qilishda, suyuq o’simlik yog’laridan qattiq yog’ hosil qilishda, metil spirt olishda va boshqa maqsadlar uchun ishlatiladi. Atom texnikasidagi termoyadro reaksiyalarida ham vodorodning izotoplari ishtirok etadi. Vodorod juda past va juda yuqori haroratlarni hosil qilish uchun ishlatiladi. Atomar vodorod yonganda 3000 ⁰C hosil bo’ladi.


⁹
9- rasmda PMR(proton magnit rezanans) va H ning tabiatda aylanish jarayoni keltirilgan.