Водород. Урок по химии в 10 классе

1. Урок по химии в 10 классе: «Водород»

подготовил
учитель химии и биологии
ГУО СШ №163 г.Минска
Костюкевич Юрий Михайлович

2. Атом водорода (лат. Hydrogenium) состоит из ядра, содержащего один протон, и одного электрона на окружающей ядро орбитали.

Такое
строение внешнего электронного слоя характерно для элементов IAгруппы, поэтому водород можно отнести к элементам этой группы.
Одновременно водород можно отнести и к элементам VIIA-группы,
поскольку так же, как и у элементов данной группы, для завершения
внешнего электронного слоя у него не хватает одного электрона.

3. В природе водород встречается в виде нуклида 1Н – протия с примесью стабильного нуклида 2Н – дейтерия, для обозначения которого

иногда
пользуются символом D.
Дейтерий входит в состав так называемой «тяжелой воды» D2O, которая
используется в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах.
Радиоактивный нуклид водорода тритий 3Н, обозначающийся символом T,
в природе встречается в следовых количествах.

4.

Протий, дейтерий и тритий

5. Атом водорода в соединениях с более электроотрицательными элементами проявляет степени окисления +1, например HF, H2O и др. А в

соединениях с металлами (гидридах) степень окисления
атома водорода равна -1, например NaH, CaH2 и др.

6. Распространенность в космосе

Во Вселенной водород является самым распространенным элементом.
На долю этого элемента приходится около 75% массы Вселенной.
Он входит в состав Солнца и многих других звезд, туманностей. Планеты
Юпитер и Сатурн в основном состоят из водорода.

7. Распространенность на Земле

Среди элементов, существующих на Земле, водород – 9ый по
распространенности. Наиболее важным его соединением, встречающимся
в природе, является вода.
Водород входит в состав природного газа, нефти, а также всех животных и
растительных организмов. В виде простого вещества водород встречается
крайне редко в вулканических газах.

8. Простое вещество

Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой
ковалентной неполярной связью.
Водород бесцветный нетоксичный газ без запаха и вкуса. Он в 14,5 раз
легче воздуха.

9. Молекула водорода неполярна. Поэтому силы межмолекулярного взаимодействия в газообразном водороде малы. Это проявляется в

низких
температурах кипения (-252,6˚С) и плавления (-259,2˚С). Низкая
температура кипения обуславливает использование жидкого водорода в
качестве хладагента.
Водород незначительно растворяется в воде (около 0,09г на 1 дм3 воды).
Благодаря этому получение его в лаборатории можно собирать методом
вытеснения воды.

10. Получение водорода

В лаборатории водород чаще всего получают при взаимодействии
разбавленных соляной или серной кислот с цинком:
Zn+2HCl=ZnCl2+H2
В промышленности при производстве водорода используется метод
каталитической конверсии метана:
CH4+2H2O=CO2+4H4

11. Взаимодействие водорода с простыми веществами

Водород как восстановитель проявляет себя в реакциях с простыми
веществами неметаллами, образуя соединения, в которых его степень
окисления равна +1.
Реакции водорода с наиболее активными неметаллами протекают очень
интенсивно, сопровождаются горением или даже взрывом. Примером
такой реакции может служить взаимодействие водорода с хлором при
освещении:
H2+Cl2=2HCl

12. Соединения водорода с галогенами – HF, HCl, HBr, HI – при растворении в воде диссоциируют с образованием гидратированных ионов

водорода, т.е.
проявляют кислотный характер, например:
HCl→H++Cl-
С азотом водород взаимодействует в присутствии катализатора при
повышенных температуре и давлении, образуя аммиак:
3H2+N2↔2NH3
Раствор аммиака в воде проявляет основные свойства.

13. Окислительная способность водорода проявляется при взаимодействии его со многими активными металлами при повышенных температуре

и давлении. В результате реакций образуются гидриды, в
которых степень окисления водорода равна -1, например:
2Li+H2=2LiH
Гидриды щелочных металлов легко разлагаются водой, в результате
реакции образуются щелочь и водород:
NaH+H2O=NaOH+H2

14. Взаимодействие водорода со сложными веществами

При нагревании водород способен восстанавливать
металлы из их оксидов:
CuO+H2=Cu+H2O
Также присоединяться ко многим органическим молекулам:
CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3
При взаимодействии водорода с оксидом углерода(II)
получают метиловый спирт:
CO+2H2=CH3OH
Во всех этих реакциях водород выступает в качестве
восстановителя, образуя соединения, в которых его степень
окисления равна +1.

15. Применение водорода

Водород очень лёгок и в воздухе всегда поднимается вверх. Когда-то дирижабли и
воздушные шары наполняли водородом. Но в 30-х гг. XX в. произошло несколько
катастроф, в ходе которых дирижабли взрывались и сгорали (водород при смеси с
воздухом образует взрывоопасную смесь — так называемый гремучий газ.)
В наше время дирижабли наполняют гелием, несмотря на его существенно более
высокую стоимость.
Водород используют в качестве ракетного топлива.
Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и
грузовых автомобилей.

16. Домашнее задание: Параграф §42.

17. Список используемых источников

http://ru.wikipedia.org/wiki/Водород
http://energycraft.ru/Vodorod/neft-ili-vodorod.html
http://mozgochiny.ru/himiya/poluchenie-vodoroda-tremya-sposobami/
http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/Водород
http://vodorod.16mb.com/fiz_svoistva.php
http://justwater.ru/wp-content/uploads/2009/12/tritij-izotop-vodoroda.jpg
http://tarelohca.ru/wpcontent/uploads/2012/09/1302678491_space__001606_1.jpg