Водород — самый лёгкий и самый распространённый элемент во Вселенной, № 1 в таблице Менделеева. Ниже — полная карточка и подробное описание.
| Символ | H |
|---|---|
| Латинское название | Hydrogenium |
| Атомный номер | 1 |
| Атомная масса | 1,008 а.е.м. |
| Категория | Неметаллы |
| Группа | 1 |
| Период | 1 |
| Агрегатное состояние (20 °C) | газ |
| Электронная конфигурация | 1s¹ |
| Полная конфигурация | 1s¹ |
| Электронов на внешнем уровне | 1 |
| Степени окисления | −1, +1 |
| Валентность | I |
| Электроотрицательность (по Полингу) | 2,2 |
| Температура плавления | -259 °C |
| Температура кипения | -253 °C |
| Год открытия | 1766 |
| Применение | топливо, синтез аммиака, гидрирование |
Это тот самый план, по которому характеристику элемента спрашивают в школе и на ЕГЭ: от положения в периодической системе — к строению атома, а от строения атома — к свойствам. Ниже — готовый разбор 1-го элемента (Водород, H). Такой же разбор для любого из 118 элементов построит конструктор характеристики элемента.
Водород (лат. Hydrogenium, символ H) — первый элемент периодической таблицы, с атомным номером 1 и самой малой атомной массой 1,008. Его атом устроен предельно просто: один протон и один электрон, электронная конфигурация 1s¹. При обычных условиях водород — бесцветный газ без запаха, состоящий из двухатомных молекул H₂, очень лёгкий (в 14,5 раза легче воздуха) и с крайне низкими температурами плавления (−259 °C) и кипения (−253 °C). Это самый распространённый элемент во Вселенной: из него в основном состоят звёзды и межзвёздный газ. На Земле свободного водорода мало, но он входит в состав воды и почти всех органических веществ.
В соединениях водород чаще всего проявляет степень окисления +1 (в воде, кислотах, органике), а в гидридах активных металлов — −1. Водород горюч и с кислородом образует взрывоопасную «гремучую смесь», сгорая до воды. В промышленности его получают из природного газа и электролизом воды, а используют для синтеза аммиака (а значит, азотных удобрений), гидрирования жиров, производства метанола, в металлургии как восстановитель. Всё большее значение приобретает водородная энергетика: водород рассматривают как экологичное топливо, при сгорании которого образуется только вода. В таблице Менделеева водород обычно помещают в I группу над щелочными металлами, хотя по свойствам он ближе к неметаллам и иногда его ставят и над галогенами — это уникальный элемент, не вполне похожий ни на одну группу. Чтобы посмотреть его электронную конфигурацию подробнее, воспользуйтесь соответствующим калькулятором, а для расчётов с водородсодержащими веществами — калькулятором молярной массы.
Атомный номер водорода — 1, относительная атомная масса — 1,008. Это самый лёгкий элемент таблицы Менделеева.
У водорода всего один электрон: конфигурация 1s¹. Поэтому он легко и отдаёт этот электрон (степень окисления +1), и, реже, принимает один (−1 в гидридах).
Потому что у него, как у щелочных металлов, один валентный электрон и степень окисления +1. Но по свойствам это неметалл-газ, поэтому иногда его размещают и над галогенами. Водород — особый элемент.
В синтезе аммиака и удобрений, гидрировании жиров, производстве метанола, металлургии как восстановитель, а также как перспективное экологичное топливо в водородной энергетике.
Он горюч и образует с воздухом взрывоопасную смесь, поэтому требует осторожного обращения. При сгорании даёт только воду, что делает его чистым топливом.