Bài giảng Hóa đại cương vô cơ: Chương 2 - Hydrogen

Bài giảng Hóa đại cương vô cơ: Chương 2 - Hydrogen trình bày các nội dung sau: Đặc tính nguyên tử và vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng. Đây là tài liệu học tập và giảng dạy dành cho sinh viên ngành tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa đại cương vô cơ: Chương 2 - Hydrogen CHƢƠNG 2: HYDROGEN 30 1. ĐẶC TÍNH NGUYÊN TỬ & VẬT LÝ  Hydrogen, cũng gọi là hydro, là nguyên tố đơn giản nhất. Một nguyên tử hydro gồm 1 hạt nhân tích điện dương được bao quanh bởi 1 electron duy nhất.  Hydro là nguyên tố nhiều nhất trong vũ trụ. Một lượng nhỏ hydro tồn tại tự do (H2) trong tự nhiện trên trái đất, còn hầu hết kết hợp với oxy tạo thành nước.  Hydro có 3 đồng vị và tỷ lệ khối lương như sau: 2 1 H P (proti) bền (P = 1,00785) 31 2 1 H D (deutri) bền (D = 2,0142) 3 1 H T (triti) phóng xạ (T = 3,0162) 1. ĐẶC TÍNH NGUYÊN TỬ & VẬT LÝ  Ở điều kiện thường, hydro (H2) là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ nhất so với mọi khí khác nên khuếch tán nhanh nhất (có thể khuếch tán qua kim loại) và dẫn điện tốt  Hydro rất ít tan trong nước và trong các dung môi hữu cơ. 1 lít nước chỉ hòa tan được 19ml khí H2 ở 15oC và 1atm. Trái lại hydro tan tốt trong một số kim loại. Chẳng hạn, một thể tích Pd hòa tan 1000 thể tích H2 ở điều kiện thường 32 2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC  Hydro không có vị trí hoàn toàn phù hợp trong bảng tuần hoàn  Nó có thể là nhóm IA vì có 1 electron hóa trị và ở trạng thái oxy hóa +1. Tuy nhiên, không giống kim loại kiềm, hydro có thể dễ chia sẽ electron của nó hơn là cho đi  Hydro cũng có thể phù hợp ở nhóm VIIA vì giống như các halogen  Đặc điểm duy nhất của hydro là kích thước bé nhỏ, năng lượng ion hóa rất cao và độ âm điện lại thấp so với các phi kim vì chỉ có 1 proton để hút các electron gắn thêm vào 33 2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 2.1. Năng lƣợng liên kết đƣợc thể hiện qua phản ứng thủy phân H2(k) → 2H (k) Δ H = 432 kJ/mol  Ở 1 atm và 2000K sự phân hủy đạt 0,1%, còn ở 5000K đạt 95%.  Do tính bền nhiệt nên hydro ít hoạt động ở nhiệt độ thường, trừ khi có xúc tác 34