Vod k
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 26

VODÍK PowerPoint PPT Presentation


  • 138 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

VODÍK. Značka: H Latinsky: hydrogenium Anglicky: hydrogen. historie. 1766 – Cavendish H. – izolace a identifikace plynu (1781 – voda není prvek) 1783 – Lavoisier A. L. – návrh názvu hydrogen (z řeckého ydor geinomai = vodu tvořící) 1810 – 15 – Davy H. – základ kyselin

Download Presentation

VODÍK

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Vod k

VODÍK

Značka: H

Latinsky: hydrogenium

Anglicky: hydrogen


Historie

historie

  • 1766 – Cavendish H. – izolace a identifikace plynu (1781 – voda není prvek)

  • 1783 – Lavoisier A. L. – návrh názvu hydrogen (z řeckého ydor geinomai = vodu tvořící)

  • 1810 – 15 – Davy H. – základ kyselin

  • 1909 – Sørensen S. P. L. – pH stupnice

  • 1920 – Latimer W. M., Rodebush W. H. – pojem vodíkové vazby


Vod k

  • 1923 – Brønsted J. N. – teorie kyselin a zásad

  • 1924 – Mecke R. – ortho- a para- vodík

  • 1932 – Urey H. C. – objev D (1934 N. c.)

  • 1934 – Oliphant M. L. E., Harteck P., Rutherford E. – příprava T

  • 1946 – Purcell E. M., Torrey H. C., Pound R. V., Bloch F., Hansen W. W., Packard M. E. – důkaz vodíku ve sloučeninách pomocí NMR


Izotopy a v skyt

Izotopy a výskyt

protonyneutrony

  • H 10

  • D11

  • T12

  • H na Zemi: 0,88 % (0,016 % D ve vodíku) – 9.

    15,4 % atomů zemské kůry – 3.

  • H ve vesmíru: 75 % hmoty (90 % atomů)


Vod k

H2 D2T2

T tání (K)13,96 18,7320,62

T varu (K)20,39 23,6725,04

disociační teplo (kJ/mol)435,88 443,35446,9

mezijaderná vzdál. (pm)74,14 74,14(74,14)


Ortho a para vod k

ortho- a para- vodík

  • ortho-vodík

    - paralelní uspořádání jaderných spinů

    → třikrát degenerovný stav

  • para-vodík (nižší energie)

    - antiparalelní usp. jaderných spinů

    → nedegenerovný stav

  • zakázaný triplet-singletový přechod


Vod k

rovnováha mezi ortho- a para- pro H2 D2 a T2


Ionizovan formy

Ionizované formy

  • ionizační energie = 1,311 kJ/mol

    → H+ (r = 1,5.10-3 pm); vázaný (H3O+)

  • elektronová afinita

    → H-, deformovatelnost

  • H2+ krajně nestálý

  • H3+ trojúhelníková struktura stabilnější než lineární


P prava vod ku

Příprava vodíku

  • elektropozitivní kovy + H2O/zředěná kys.

  • amalgam Na/Ca + H2O

  • Zn + HCl

  • Al/FeSi + NaOH

  • hydrid kovu + H2O

  • elektrolyticky

    (okyselená H2O)


V roba vod ku

Výroba vodíku

  • elektrolýza (horký Ba(OH)2)

  • elektrolýza (KOH)

  • elektrolýza (solanka, pouze vedlejší produkt)

  • uhlovodík/koks + H2O (g):

    C3H8 + 3 H2O → 3 CO + 7 H2

    (900 °C, katalyzátor)

    CO + H2O → CO2 + H2

  • odpařování CH3OH a H2O


Pou it vod ku

Použití vodíku

  • syntéza amoniaku, chlorovodíku, hydridy kovů

  • katalytická hydrogenace tekutých rostlinných olejů na tuhé jedlé tuky

  • velkovýroba organických sl. (methanol)

  • metalurgie (redukce oxidů na kovy)

  • ve směsi s kyslíkem → sváření a řezání, raketové palivo

  • kapalný → v bublinových komorách


Deuterium a tritium

Deuterium a tritium

  • příprava: z těžké vody

  • použití: vliv izotopů na reakce, v NMR, moderátor v jaderném průmyslu (D2O)

  • vznik: jaderné reakce indukované kosmickým zářením v horních vrstvách atm.

  • výroba: ozáření obohaceného 6Li neutrony

  • použití: značkování,

    mechanismy a kinetika reakcí


Reaktivita

Reaktivita

  • reakce za normální teploty: s F za tmy, s vodným roztokem PdCl2 (důkaz přítomnosti vodíku)

  • reakce při vyšších teplotách: s kovy a nekovy za vzniku hydridů (až explozivně)

  • průmysl: hydrogenace a hydroformylace (vyšší T i p, sl. Co - kat.) org. l.; Haberův proces výroby amoniaku (vyšší T i p, Fe – kat.)


Rovnov n konstanta

Rovnovážná konstanta

  • Brønstedova teorie kyselin a zásad

  • autoprotolýza vody: 2 H2O → H3O+ + OH-

    K = [H3O+][OH-]/[H2O]2 → Kw = [H3O+][OH-]

    - závisí na teplotě

  • kyseliny zvyšují [H3O+] → KA velké, pKA malé

    - síla kys. roste s atomovým číslem

  • pH (Sørensen) = - log[H3O+] (z francouzkého puissance d‘hydrogene)


Vod kov vazba m stek

Vodíková vazba (můstek)

  • slabá interakce → H vázaný mezi dvěma nebo více atomy

  • snížení energie systému

  • úhel 150 – 180 °

  • vliv na vlastnosti a strukturu (vznik větších strukturních jednotek, konformace polypeptidů, nukleové kyseliny)


S la m stku

Síla můstku

ΔH298 < 25 kJ/mol

- slabé; H2S, MeOH, H2O, …

ΔH298 = 25 - 35 kJ/mol

- středně silné; FH, …

ΔH298 > 35 kJ/mol

- silné; asi nejsilnější je vazba mezi HCOOH a F-

třístředová čtyřelektronová vazba


Vliv m stku na fyzik ln vlastnosti

Vliv můstku na fyzikální vlastnosti

  • zvyšuje teploty tání a varu, výparné teplo

  • vliv na: rozpustnost, mísitelnost, směšovací teplo, rozdělovací vlastnosti fází, vznik azeotropů, citlivost chromatografických dělení, viskozitu, elektrické vlastnosti pevných a kapalných látek

  • orientace má vliv na relativní permitivitu

  • stálá elektrická polarizace feroelektrických kr.

  • zvyšuje iontovou pohyblivost a vodivost H3O+ a OH- ve vodných roztocích


Vliv m stku na strukturu

Vliv můstku na strukturu

modifikace α

(vrstevnatá struktura)

265 pm

modifikace β

(řetězce)


Informace o vod kov vazb

Informace o vodíkové vazbě

  • IR + Raman: vlnočty valenčních vibrací A-H se snižují a deformačních se zvyšují; roste šířka a intenzita; 20-200 cm-1 nové valenční a deformační vibrace

    - efekty korelují se sílou vazby

  • NMR (výrazný chemický posun): o disociaci vazby a o výměnné době protonů

    - snížení stínění, zvýšení posunu


Hydridy

Hydridy

  • hlavní skupiny kromě vzácných plynů, lanthanoidy, aktinoidy, přechodné elektropozitivní

  • podle povahy vazby:

    - iontové

    - kovalentní (molekulové)

    - polymerní (elektronově deficitní vazby)

    - kovové

    - kombinované


Vod k

  • I. a II.A – reakce přímo s vodíkem – bílé, krystalické, stechiometrické (MX, MX2)

    - Li, Mg, Be – sklon ke kovalentní vazbě

    - struktura NaCl a TiO2/ortorombická PbCl2

    - tepelná stálost klesá od Li k Cs, od Ca k Ba

    - reaktivita:

    - čistota a velikost částic

    - od Li k Cs a od Ca k Ba vzrůstá; Ca méně reaktivní než Li

    - reakce s vodou: Rb a Cs samozápalné na suchém vzduchu


Vod k

  • III.B (+ lanthanoidy, aktinoidy) – Sc, Y, La, Ac, většina aktinoidů a lanthanoidů (MH2); YbH2,5

    - MH3 (3. vodík někdy slabě vázán); větší Ln (La, Ce, Pr, Nd) oktaedrické polohy vodíku (Li3Bi); menší Ln + aktinoidy a Y (HoH3)

    - UH3 – normální β-modifikace (krychlová, příprava nad 200 °C); feromagnetické, kovové vlastnosti, reaktivní prášek, k čištění a regeneraci H a D


Vod k

  • IV.B – složení a struktura je proměnlivá; čisté MH2, kovový vzhled, fluoritová (Ti) nebo tetragonální (Zr, Hf) struktura

  • V.B – málo stabilní

  • VI.B – CrH připraven elektrolyticky

  • Vodíková mezera

  • III. – VII.A – kovalentní molekulové; pevnost vazeb a teplotní stálost klesá s rostoucím atomovým číslem (ve skupině)

    - III.A – rozsáhlé řetězení


Zdroje

zdroje

  • http://cs.wikipedia.org/wiki/

  • Greenwood N. N., Earnshaw A.: Chemie prvků I


  • Login