Hydrojeni katika kemia. Hidrojeni - sifa, mali ya kimwili na kemikali

Kuenea kwa asili. V. imeenea katika asili; maudhui yake katika ukoko wa dunia (lithosphere na hidrosphere) ni 1% kwa uzito na 16% kwa idadi ya atomi. V. ni sehemu ya dutu ya kawaida duniani - maji (11.19% ya V. kwa uzito), katika utungaji wa misombo ambayo hufanya makaa ya mawe, mafuta, gesi asilia, udongo, pamoja na viumbe vya wanyama na mimea (yaani. katika muundo wa protini, asidi ya nucleic, mafuta, wanga, nk). Katika hali ya bure, V. ni nadra sana; Kiasi kidogo cha hidrojeni ya bure (0.0001% kwa idadi ya atomi) iko kwenye angahewa. Katika nafasi ya karibu ya Dunia, mionzi huunda ukanda wa mionzi ya ndani ya Dunia ("proton") kwa namna ya mtiririko wa protoni. Katika nafasi, V. ni kipengele cha kawaida zaidi. Katika mfumo wa plasma, hufanya karibu nusu ya molekuli ya Jua na nyota nyingi, wingi wa gesi za kati ya nyota na nebulae ya gesi. V. iko katika angahewa ya sayari kadhaa na kwenye kometi katika mfumo wa H2 bure, methane CH4, amonia NH3, maji H2O, radicals kama vile CH, NH, OH, SiH, PH, nk. Katika mfumo wa mtiririko wa protoni, nishati ni sehemu ya mionzi ya corpuscular ya Jua na mionzi ya cosmic.

Isotopu, atomi na molekuli. Vitriol ya kawaida ina mchanganyiko wa isotopu mbili thabiti: vitriol nyepesi, au protium (1H), na vitriol nzito, au deuterium (2H, au D). Katika misombo ya asili, kuna wastani wa atomi 6800 1H kwa atomi 1 2H. Isotopu ya mionzi imetolewa kwa njia ya bandia - V. yenye uzito mkubwa zaidi, au tritium (3H, au T), yenye mionzi ya beta laini na nusu ya maisha T1/2 = miaka 12.262. Kwa asili, tritium huundwa, kwa mfano, kutoka kwa nitrojeni ya anga chini ya ushawishi wa neutroni za cosmic ray; katika angahewa ni ndogo sana (4-10-15% ya jumla ya idadi ya atomi V). Isotopu 4H isiyo imara sana ilipatikana. Nambari za wingi za isotopu 1H, 2H, 3H na 4H, mtawaliwa 1,2, 3 na 4, zinaonyesha kuwa kiini cha atomi ya protium kina protoni 1 tu, deuterium - protoni 1 na nyutroni 1, tritium - protoni 1 na 2. neutroni, 4H - 1 protoni na nyutroni 3. Tofauti kubwa katika wingi wa isotopu za V. huamua tofauti inayoonekana zaidi katika mali zao za kimwili na kemikali kuliko katika kesi ya isotopu ya vipengele vingine.

Atomu ya V. ina muundo rahisi zaidi kati ya atomi za vitu vingine vyote: inajumuisha kiini na elektroni moja. Nishati ya kuunganisha ya elektroni yenye kiini (uwezo wa ionization) ni 13.595 eV. Atomi ya upande wowote inaweza pia kuongeza elektroni ya pili, na kutengeneza ion hasi H-; katika kesi hii, nishati ya kumfunga ya elektroni ya pili na atomi ya neutral (mshikamano wa elektroni) ni 0.78 eV. Mechanics ya quantum hufanya iwezekanavyo kuhesabu viwango vyote vya nishati vinavyowezekana vya atomi V., na kwa hiyo kutoa tafsiri kamili wigo wake wa atomiki. Atomu ya V. inatumika kama atomi ya kielelezo katika hesabu za kimawazo za viwango vya nishati vingine, zaidi. atomi tata. Molekuli B. H2 ina atomi mbili zilizounganishwa na dhamana ya kemikali ya ushirikiano. Nishati ya kutengana (yaani, kuoza ndani ya atomi) ni 4.776 eV (1 eV = 1.60210-10-19 J). Umbali wa interatomiki katika nafasi ya msawazo wa viini ni 0.7414-Å. Saa joto la juu molekuli V. hutengana katika atomi (kiwango cha kujitenga kwa 2000 ° C ni 0.0013, saa 5000 ° C 0.95). Atomic V. pia huundwa katika athari mbalimbali za kemikali (kwa mfano, hatua ya Zn on asidi hidrokloriki) Hata hivyo, kuwepo kwa V. katika hali ya atomiki hudumu tu muda mfupi, atomi huungana tena katika molekuli H2.

Kimwili na kemikali mali. V. ndicho chepesi zaidi kati ya vitu vyote vinavyojulikana (mara 14.4 nyepesi kuliko hewa), msongamano 0.0899 g/l kwa 0°C na 1 atm. Heliamu inachemka (huyeyusha) na kuyeyuka (huimarishwa), mtawalia, kwa -252.6°C na -259.1°C (heliamu pekee ndiyo ina zaidi. joto la chini kuyeyuka na kuchemsha). Joto muhimu la maji ni la chini sana (-240 ° C), hivyo liquefaction yake inakabiliwa na matatizo makubwa; shinikizo muhimu 12.8 kgf/cm2 (12.8 atm), msongamano muhimu 0.0312 g/cm3. Kati ya gesi zote, V. ina conductivity kubwa zaidi ya mafuta, sawa na 0.174 W / (m-K) saa 0 ° C na 1 atm, yaani 4.16-0-4 cal / (s-cm- ° C). Uwezo maalum wa joto wa V. saa 0 ° C na 1 atm Ср 14.208-103 J/(kg-K), yaani 3.394 cal/(g-°C). V. huyeyuka kidogo katika maji (0.0182 ml/g ifikapo 20°C na 1 atm), lakini huyeyuka vizuri katika metali nyingi (Ni, Pt, Pd, nk.), hasa katika paladiamu (juzuu 850 kwa ujazo 1 wa Pd) . Umumunyifu wa V. katika metali unahusiana na uwezo wake wa kueneza kupitia kwao; Kueneza kwa aloi ya kaboni (kwa mfano, chuma) wakati mwingine hufuatana na uharibifu wa alloy kutokana na mwingiliano wa kaboni na kaboni (kinachojulikana decarbonization). Kioevu V. ni nyepesi sana (wiani saa -253°C 0.0708 g/cm3) na umajimaji (mnato kwa -253°C 13.8 spuaz).

Katika misombo mingi, V. huonyesha valence (kwa usahihi zaidi, hali ya oxidation) +1, kama vile sodiamu na metali nyingine za alkali; kawaida huzingatiwa kama analog ya metali hizi, inayoongoza kwa gramu 1. Mfumo wa Mendeleev. Hata hivyo, katika hidridi za chuma, ion B inashtakiwa vibaya (hali ya oxidation -1), yaani, Na + H- hidridi imeundwa sawa na Na + Cl- kloridi. Ukweli huu na baadhi ya mambo mengine (kufanana kwa sifa za kimwili za V. na halojeni, uwezo wa halojeni kuchukua nafasi ya V. katika misombo ya kikaboni) hutoa misingi ya kuainisha V. pia katika kundi la VII la jedwali la mara kwa mara (kwa maelezo zaidi; tazama Jedwali la Vipengee la Muda). Katika hali ya kawaida, molekuli V. haifanyi kazi kidogo, ikichanganya moja kwa moja tu na zisizo za metali zinazofanya kazi zaidi (pamoja na florini, na katika mwanga na klorini). Hata hivyo, inapokanzwa, humenyuka na vipengele vingi. Atomic V. imeongeza shughuli za kemikali ikilinganishwa na molekuli. Kwa oksijeni, V. huunda maji: H2 + 1/2O2 = H2O na kutolewa kwa 285.937-103 J / mol, yaani 68.3174 kcal / mol ya joto (saa 25 ° C na 1 atm). Katika halijoto ya kawaida mmenyuko huendelea polepole sana, zaidi ya 550°C hulipuka. Vikomo vya mlipuko wa mchanganyiko wa hidrojeni-oksijeni ni (kwa kiasi) kutoka 4 hadi 94% H2, na mchanganyiko wa hewa ya hidrojeni - kutoka 4 hadi 74% H2 (mchanganyiko wa kiasi 2 cha H2 na 1 kiasi cha O2 huitwa. gesi ya kulipua). V. hutumika kupunguza metali nyingi, kwani huondoa oksijeni kutoka kwa oksidi zao:

CuO + H2 = Cu + H2O,
Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O, nk.
Pamoja na halojeni, V. huunda halidi za hidrojeni, kwa mfano:
H2 + Cl2 = 2HCl.

Wakati huo huo, V. hupuka na florini (hata katika giza na -252 ° C), humenyuka na klorini na bromini tu inapoangaziwa au inapokanzwa, na kwa iodini tu inapokanzwa. V. humenyuka pamoja na nitrojeni kuunda amonia: 3H2 + N2 = 2NH3 kwenye kichocheo pekee na saa joto la juu na shinikizo. Inapokanzwa, V. humenyuka kwa nguvu na sulfuri: H2 + S = H2S (sulfidi hidrojeni), ngumu zaidi na seleniamu na tellurium. V. inaweza kuguswa na kaboni safi bila kichocheo tu kwa joto la juu: 2H2 + C (amofasi) = CH4 (methane). V. humenyuka moja kwa moja na metali fulani (alkali, ardhi ya alkali, nk), kutengeneza hidridi: H2 + 2Li = 2LiH. Muhimu umuhimu wa vitendo kuwa na athari za dioksidi kaboni na monoksidi kaboni, ambayo misombo mbalimbali ya kikaboni huundwa, kulingana na joto, shinikizo na kichocheo, kwa mfano HCHO, CH3OH, nk (angalia Monoksidi ya Carbon). Hidrokaboni zisizojaa humenyuka pamoja na hidrojeni, na kujaa, kwa mfano: CnH2n + H2 = CnH2n+2 (angalia Hidrojeni).

UFAFANUZI

Haidrojeni- kipengele cha kwanza cha Jedwali la Kipindi la Vipengele vya Kemikali D.I. Mendeleev. Alama - N.

Uzito wa atomiki - 1 amu. Molekuli ya hidrojeni ni diatomic - H2.

Usanidi wa kielektroniki wa atomi ya hidrojeni ni 1s 1. Haidrojeni ni ya familia ya s-element. Katika misombo yake inaonyesha hali ya oxidation -1, 0, +1. Hidrojeni asilia ina isotopu mbili thabiti - protium 1H (99.98%) na deuterium 2H (D) (0.015%) - na isotopu ya mionzi tritium 3 H (T) (kufuatilia kiasi, nusu ya maisha - miaka 12.5).

Kemikali mali ya hidrojeni

Katika hali ya kawaida, hidrojeni ya molekuli huonyesha reactivity ya chini, ambayo inaelezwa na nguvu ya juu ya vifungo katika molekuli. Inapokanzwa, inaingiliana na karibu vitu vyote rahisi vinavyoundwa na vipengele vya vikundi vidogo (isipokuwa gesi nzuri, B, Si, P, Al). Katika athari za kemikali inaweza kufanya kazi kama wakala wa kupunguza (mara nyingi zaidi) na wakala wa vioksidishaji (mara chache).

Maonyesho ya hidrojeni mali ya wakala wa kupunguza(H 2 0 -2e → 2H +) katika miitikio ifuatayo:

1. Majibu ya mwingiliano na vitu rahisi - yasiyo ya metali. Humenyuka hidrojeni na halojeni, zaidi ya hayo, mmenyuko wa mwingiliano na florini chini ya hali ya kawaida, katika giza, na mlipuko, na klorini - chini ya mwanga (au mionzi ya UV) kulingana na utaratibu wa mnyororo, na bromini na iodini tu wakati wa joto; oksijeni(mchanganyiko wa oksijeni na hidrojeni katika uwiano wa 2: 1 inaitwa "gesi ya kulipuka"). kijivu, nitrojeni Na kaboni:

H 2 + Hal 2 = 2HHal;

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + Q (t);

H 2 + S = H 2 S (t = 150 - 300C);

3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3 (t = 500C, p, kat = Fe, Pt);

2H 2 + C ↔ CH 4 (t, p, kat).

2. Mitikio ya mwingiliano na vitu ngumu. Humenyuka hidrojeni na oksidi za metali zisizo hai, na ina uwezo wa kupunguza metali tu ambazo ziko kwenye safu ya shughuli upande wa kulia wa zinki:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O (t);

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O (t);

WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O (t).

Humenyuka hidrojeni na oksidi zisizo za chuma:

H 2 + CO 2 ↔ CO + H 2 O (t);

2H 2 + CO ↔ CH 3 OH (t = 300C, p = 250 - 300 atm., Kat = ZnO, Cr 2 O 3).

Hidrojeni huingia katika athari za hidrojeni na misombo ya kikaboni ya darasa la cycloalkanes, alkenes, arenes, aldehidi na ketoni, nk. Athari hizi zote hufanyika kwa joto, chini ya shinikizo, kwa kutumia platinamu au nikeli kama kichocheo:

CH 2 = CH 2 + H 2 ↔ CH 3 -CH 3;

C 6 H 6 + 3H 2 ↔ C 6 H 12;

C 3 H 6 + H 2 ↔ C 3 H 8;

CH 3 CHO + H 2 ↔ CH 3 -CH 2 -OH;

CH 3 -CO-CH 3 + H 2 ↔ CH 3 -CH(OH)-CH 3.

Haidrojeni kama wakala wa oksidi(H 2 +2e → 2H -) inaonekana katika athari na alkali na madini ya alkali duniani. Katika kesi hii, hidridi huundwa - misombo ya ionic ya fuwele ambayo hidrojeni inaonyesha hali ya oxidation ya -1.

2Na +H 2 ↔ 2NaH (t, p).

Ca + H 2 ↔ CaH 2 (t, p).

Mali ya kimwili ya hidrojeni

Hydrojeni ni gesi nyepesi, isiyo na rangi, isiyo na harufu, msongamano katika hali ya mazingira. – 0.09 g/l, mara 14.5 nyepesi kuliko hewa, t kuchemsha = -252.8C, t pl = - 259.2C. Haidrojeni haimunyiki vizuri katika maji na vimumunyisho vya kikaboni;

Kwa mujibu wa cosmochemistry ya kisasa, hidrojeni ni kipengele cha kawaida zaidi katika Ulimwengu. Njia kuu ya kuwepo kwa hidrojeni katika anga ya nje ni atomi za mtu binafsi. Hidrojeni ni kipengele cha 9 kwa wingi duniani kati ya vipengele vyote. Wingi wa hidrojeni duniani hupatikana ndani hali iliyofungwa- katika muundo wa maji, mafuta; gesi asilia, makaa ya mawe, nk. Hydrojeni haipatikani sana kwa namna ya dutu rahisi - katika muundo wa gesi za volkeno.

Uzalishaji wa hidrojeni

Kuna njia za maabara na za viwandani za kutengeneza hidrojeni. Njia za maabara ni pamoja na mwingiliano wa metali na asidi (1), pamoja na mwingiliano wa alumini na miyeyusho ya maji ya alkali (2). Miongoni mwa njia za viwandani za kutengeneza hidrojeni, elektrolisisi ya miyeyusho ya maji ya alkali na chumvi (3) na ubadilishaji wa methane (4) ina jukumu muhimu:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (1);

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na +3 H 2 (2);

2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH (3);

CH 4 + H 2 O ↔ CO + H 2 (4).

Mifano ya kutatua matatizo

MFANO 1

MFANO 2

Wakati wa kuanza kuzingatia mali ya kemikali na kimwili ya hidrojeni, ni lazima ieleweke kwamba katika hali yake ya kawaida, kipengele hiki cha kemikali ni katika fomu ya gesi. Gesi ya hidrojeni isiyo na rangi haina harufu na haina ladha. Kwa mara ya kwanza, kipengele hiki cha kemikali kiliitwa hidrojeni baada ya mwanasayansi A. Lavoisier kufanya majaribio ya maji, kama matokeo ambayo sayansi ya dunia ilijifunza kwamba maji ni kioevu cha multicomponent ambacho kina hidrojeni. Tukio hili lilitokea mwaka wa 1787, lakini muda mrefu kabla ya tarehe hii hidrojeni ilijulikana kwa wanasayansi chini ya jina "gesi inayowaka".

Haidrojeni katika asili

Kulingana na wanasayansi, hidrojeni iko kwenye ukoko wa dunia na ndani ya maji (takriban 11.2% ya jumla ya kiasi cha maji). Gesi hii ni sehemu ya madini mengi ambayo ubinadamu umekuwa ukitoa kutoka kwenye matumbo ya dunia kwa karne nyingi. Baadhi ya sifa za hidrojeni ni tabia ya mafuta, gesi asilia na udongo, na viumbe vya wanyama na mimea. Lakini katika fomu safi, yaani, si pamoja na vipengele vingine vya kemikali vya meza ya mara kwa mara, gesi hii ni nadra sana katika asili. Gesi hii inaweza kuja kwenye uso wa dunia wakati wa milipuko ya volkeno. Hidrojeni ya bure iko katika angahewa kwa kiasi kidogo.

Kemikali mali ya hidrojeni

Kwa kuwa mali ya kemikali ya hidrojeni ni tofauti, kipengele hiki cha kemikali ni cha kundi la I la mfumo wa Mendeleev na kundi la VII la mfumo. Kama mwanachama wa kikundi cha kwanza, hidrojeni kimsingi ni chuma cha alkali ambacho kina hali ya oksidi ya +1 katika misombo mingi ambayo hupatikana. Valency sawa ni tabia ya sodiamu na metali nyingine za alkali. Kutokana na mali hizi za kemikali, hidrojeni inachukuliwa kuwa kipengele sawa na metali hizi.

Kama tunazungumzia kuhusu hidridi za chuma, ioni ya hidrojeni ina valency hasi - hali yake ya oxidation ni -1. Na+H- imejengwa kulingana na mpango sawa na Na+Cl- kloridi. Ukweli huu ndio sababu ya kugawa hidrojeni kwa kikundi VII cha mfumo wa upimaji. Hidrojeni, ikiwa katika hali ya molekuli, mradi iko katika mazingira ya kawaida, haifanyi kazi, na inaweza kuunganishwa pekee na zisizo za metali ambazo zinafanya kazi zaidi kwa ajili yake. Metali hizi ni pamoja na fluorine mbele ya mwanga, hidrojeni inachanganya na klorini. Ikiwa hidrojeni inapokanzwa, inakuwa kazi zaidi, ikijibu na vipengele vingi vya meza ya mara kwa mara ya Mendeleev.

Hidrojeni ya atomiki huonyesha mali amilifu zaidi ya kemikali kuliko hidrojeni ya molekuli. Molekuli za oksijeni huunda maji - H2 + 1/2O2 = H2O. Wakati hidrojeni inapoingiliana na halojeni, halidi za hidrojeni H2 + Cl2 = 2HCl huundwa, na hidrojeni huingia kwenye mmenyuko huu kwa kukosekana kwa mwanga na kwa joto la juu hasi - hadi -252 ° C. Sifa za kemikali za hidrojeni hufanya iwezekanavyo kuitumia kwa kupunguzwa kwa metali nyingi, kwani inapoguswa, hidrojeni inachukua oksijeni kutoka kwa oksidi za chuma, kwa mfano, CuO + H2 = Cu + H2O. Hidrojeni inashiriki katika uundaji wa amonia kwa kuingiliana na nitrojeni katika mmenyuko ZH2 + N2 = 2NH3, lakini mradi kichocheo kinatumiwa na joto na shinikizo huongezeka.

Mmenyuko mkali hutokea wakati hidrojeni humenyuka na sulfuri katika majibu H2 + S = H2S, ambayo husababisha sulfidi hidrojeni. Mwingiliano wa hidrojeni na tellurium na selenium ni chini ya kazi kidogo. Ikiwa hakuna kichocheo, basi humenyuka na kaboni safi, hidrojeni tu chini ya hali ya kuwa joto la juu linaundwa. 2H2 + C (amofasi) = CH4 (methane). Wakati wa shughuli ya hidrojeni na baadhi ya alkali na metali nyingine, hidridi hupatikana, kwa mfano, H2 + 2Li = 2LiH.

Mali ya kimwili ya hidrojeni

Hidrojeni ni nyingi sana kemikali nyepesi dutu. Angalau wanasayansi wanasema hivyo kwa sasa, hakuna dutu nyepesi kuliko hidrojeni. Uzito wake ni mara 14.4 nyepesi kuliko hewa, wiani wake ni 0.0899 g/l kwa 0 ° C. Kwa joto la -259.1 ° C, hidrojeni ina uwezo wa kuyeyuka - hii ni joto muhimu sana, ambalo si la kawaida kwa mabadiliko ya wengi. misombo ya kemikali kutoka jimbo moja hadi jingine. Kipengele tu kama vile heliamu kinazidi mali ya kimwili ya hidrojeni katika suala hili. Liquefaction ya hidrojeni ni vigumu, kwa kuwa joto lake muhimu ni (-240 ° C). Hidrojeni ndiyo gesi inayopitisha joto zaidi inayojulikana kwa wanadamu. Sifa zote zilizoelezwa hapo juu ni mali muhimu zaidi ya kimwili ya hidrojeni ambayo hutumiwa na wanadamu kwa madhumuni maalum. Pia, mali hizi ni muhimu zaidi kwa sayansi ya kisasa.

Atomu ya hidrojeni ina fomula ya kielektroniki ya kiwango cha 1 cha elektroni cha nje (na pekee). s 1. Kwa upande mmoja, kwa upande wa uwepo wa elektroni moja kwenye ngazi ya nje ya elektroniki, atomi ya hidrojeni ni sawa na atomi za chuma za alkali. Walakini, kama halojeni, inahitaji elektroni moja tu kujaza kiwango cha elektroniki cha nje, kwani kiwango cha kwanza cha kielektroniki kinaweza kuwa na si zaidi ya elektroni 2. Inabadilika kuwa hidrojeni inaweza kuwekwa wakati huo huo katika kundi la kwanza na la mwisho (la saba) la jedwali la upimaji, ambalo wakati mwingine hufanywa ndani. chaguzi mbalimbali mfumo wa mara kwa mara:

Kwa mtazamo wa mali ya hidrojeni kama dutu rahisi, bado inafanana zaidi na halojeni. Haidrojeni, kama halojeni, sio chuma na huunda molekuli za diatomiki (H 2) kama hizo.

Katika hali ya kawaida, hidrojeni ni gesi, dutu ya chini ya kazi. Shughuli ya chini ya hidrojeni inaelezewa na nguvu ya juu ya vifungo kati ya atomi za hidrojeni katika molekuli, ambayo inahitaji ama inapokanzwa kali, matumizi ya vichocheo, au wote wawili kwa wakati mmoja kuivunja.

Mwingiliano wa hidrojeni na vitu rahisi

na metali

Ya metali, hidrojeni humenyuka tu na alkali na metali za alkali za ardhi! Metali za alkali ni pamoja na metali kuu kikundi kidogo cha I vikundi (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), na madini ya alkali ya ardhi - metali ya kikundi kikuu I Kundi la I, isipokuwa berili na magnesiamu (Ca, Sr, Ba, Ra)

Wakati wa kuingiliana na metali zinazofanya kazi, hidrojeni inaonyesha mali ya oksidi, i.e. inapunguza hali yake ya oxidation. Katika kesi hiyo, hidridi ya madini ya alkali na alkali ya ardhi huundwa, ambayo yana muundo wa ionic. Mwitikio hutokea wakati wa joto:

Ikumbukwe kwamba mwingiliano na metali hai ni kesi pekee wakati hidrojeni ya molekuli H2 ni wakala wa oxidizing.

na zisizo za metali

Kati ya zisizo za metali, hidrojeni humenyuka tu na kaboni, nitrojeni, oksijeni, sulfuri, selenium na halojeni!

Kaboni inapaswa kueleweka kama grafiti au kaboni ya amofasi, kwa kuwa almasi ni muundo wa alotropiki usio na kifyonzi wa kaboni.

Wakati wa kuingiliana na zisizo za metali, hidrojeni inaweza tu kufanya kazi ya wakala wa kupunguza, yaani, inaweza kuongeza tu hali yake ya oxidation:

Mwingiliano wa hidrojeni na vitu ngumu

na oksidi za chuma

Hidrojeni haifanyiki na oksidi za chuma ambazo ziko katika safu ya shughuli za metali hadi alumini (pamoja), hata hivyo, ina uwezo wa kupunguza oksidi nyingi za chuma upande wa kulia wa alumini inapokanzwa:

na oksidi zisizo za chuma

Ya oksidi zisizo za chuma, hidrojeni humenyuka inapokanzwa na oksidi za nitrojeni, halojeni na kaboni. Ya mwingiliano wote wa hidrojeni na oksidi zisizo za chuma, muhimu zaidi ni majibu yake na monoksidi kaboni CO.

Mchanganyiko wa CO na H2 hata ina jina lake mwenyewe - "gesi ya awali", kwani, kulingana na hali, bidhaa maarufu za viwandani kama methanol, formaldehyde na hata hidrokaboni za synthetic zinaweza kupatikana kutoka kwake:

na asidi

Hidrojeni haina kuguswa na asidi isokaboni!

Kutoka asidi za kikaboni hidrojeni humenyuka tu na asidi isokefu, pamoja na asidi zilizo na vikundi vya kazi vinavyoweza kupunguza na hidrojeni, haswa aldehyde, keto au vikundi vya nitro.

na chumvi

Katika kesi ya ufumbuzi wa maji ya chumvi, mwingiliano wao na hidrojeni haufanyiki. Hata hivyo, wakati hidrojeni inapitishwa juu ya chumvi ngumu za metali fulani za shughuli za kati na za chini, sehemu yao au kupona kamili, Kwa mfano:

Tabia za kemikali za halojeni

Halojeni huitwa vipengele vya kemikali Kundi la VIIA (F, Cl, Br, I, At), pamoja na vitu rahisi vinavyounda. Hapa na zaidi katika maandishi, isipokuwa kama ilivyoelezwa vinginevyo, halojeni zitaeleweka kama vitu rahisi.

Halojeni zote zina muundo wa molekuli, ambayo husababisha kiwango cha chini cha kuyeyuka na kuchemsha kwa vitu hivi. Masi ya Halogen ni diatomic, i.e. fomula yao inaweza kuandikwa kama mtazamo wa jumla kama Hal 2.

Ikumbukwe kwamba hii maalum mali ya kimwili Yoda, jinsi uwezo wake usablimishaji au, kwa maneno mengine, usablimishaji. Usablimishaji, ni jambo ambalo dutu katika hali imara haina kuyeyuka wakati inapokanzwa, lakini, kupita awamu ya kioevu, mara moja hupita kwenye hali ya gesi.

Muundo wa elektroniki wa kiwango cha nishati ya nje ya atomi ya halojeni yoyote ina fomu ns 2 np 5, ambapo n ni nambari ya kipindi cha meza ya mara kwa mara ambayo halojeni iko. Kama unavyoona, atomi za halojeni zinahitaji elektroni moja tu kufikia ganda la nje la elektroni nane. Kutokana na hili ni mantiki kudhani mali ya oxidizing hasa ya halojeni ya bure, ambayo imethibitishwa katika mazoezi. Kama inavyojulikana, elektronegativity ya nonmetals hupungua wakati wa kusonga chini ya kikundi, na kwa hiyo shughuli za halojeni hupungua katika mfululizo:

F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2

Mwingiliano wa halojeni na vitu rahisi

Halojeni zote ziko juu vitu vyenye kazi na kuguswa na vitu rahisi zaidi. Walakini, inapaswa kuzingatiwa kuwa fluorine, kwa sababu ya utendakazi wake wa juu sana, inaweza kuguswa hata na vitu hivyo rahisi ambavyo halojeni zingine haziwezi kuguswa. Dutu hizo rahisi ni pamoja na oksijeni, kaboni (almasi), nitrojeni, platinamu, dhahabu na baadhi ya gesi adhimu (xenon na kryptoni). Wale. kweli, florini haiathiri tu na baadhi ya gesi nzuri.

Halojeni iliyobaki, i.e. klorini, bromini na iodini pia ni vitu vyenye kazi, lakini chini ya kazi kuliko fluorine. Wao huguswa na karibu vitu vyote rahisi isipokuwa oksijeni, nitrojeni, kaboni katika mfumo wa almasi, platinamu, dhahabu na gesi nzuri.

Mwingiliano wa halojeni na zisizo za metali

hidrojeni

Wakati halojeni zote zinaingiliana na hidrojeni, huunda halidi hidrojeni Na formula ya jumla HHal. Katika kesi hii, majibu ya fluorine na hidrojeni huanza moja kwa moja hata gizani na kuendelea na mlipuko kwa mujibu wa equation:

Mwitikio wa klorini na hidrojeni unaweza kuanzishwa kwa makali mionzi ya ultraviolet au kwa kupasha joto. Pia huendelea na mlipuko:

Bromini na iodini huguswa na hidrojeni tu inapokanzwa, na wakati huo huo, majibu ya iodini yanaweza kubadilishwa:

fosforasi

Mwingiliano wa florini na fosforasi husababisha oxidation ya fosforasi kwa shahada ya juu uoksidishaji (+5). Katika kesi hii, pentafluoride ya fosforasi huundwa:

Wakati klorini na bromini zinaingiliana na fosforasi, inawezekana kupata halidi za fosforasi katika hali ya oxidation + 3 na katika hali ya oxidation +5, ambayo inategemea idadi ya dutu inayohusika:

Zaidi ya hayo, katika kesi ya fosforasi nyeupe katika anga ya florini, klorini au bromini ya kioevu, majibu huanza mara moja.

Mwingiliano wa fosforasi na iodini unaweza kusababisha malezi ya triodide ya fosforasi tu kwa sababu ya uwezo wake wa chini wa oksidi kuliko halojeni zingine:

kijivu

Fluorini huoksidisha sulfuri hadi hali ya juu zaidi ya oksidi +6, na kutengeneza hexafluoride ya sulfuri:

Klorini na bromini humenyuka pamoja na salfa, na kutengeneza misombo iliyo na salfa katika hali ya oksidi +1 na +2, ambayo si ya kawaida sana kwake. Maingiliano haya ni mahususi sana, na ili kufaulu Mtihani wa Jimbo la Umoja katika kemia, uwezo wa kuandika milinganyo ya mwingiliano huu sio lazima. Kwa hivyo, milinganyo mitatu ifuatayo imetolewa badala ya marejeleo:

Mwingiliano wa halojeni na metali

Kama ilivyoelezwa hapo juu, fluorine ina uwezo wa kuguswa na metali zote, hata zisizo na kazi kama platinamu na dhahabu:

Halojeni zilizobaki huguswa na metali zote isipokuwa platinamu na dhahabu:

Majibu ya halojeni na vitu ngumu

Athari za uingizwaji na halojeni

Halojeni za kazi zaidi, i.e. vitu vya kemikali ambavyo viko juu zaidi kwenye jedwali la mara kwa mara vina uwezo wa kuondoa halojeni zisizo na kazi kutoka kwa asidi ya hydrohalic na halidi za chuma wanazounda:

Vile vile, bromini na iodini huondoa sulfuri kutoka kwa sulfidi na au sulfidi hidrojeni:

Klorini ni wakala wa kuongeza vioksidishaji na huweka oksidi sulfidi hidrojeni katika mmumunyo wake wa maji si kwa sulfuri, bali kwa asidi ya sulfuriki:

Mmenyuko wa halojeni na maji

Maji huwaka katika florini na mwali wa bluu kulingana na equation ya majibu:

Bromini na klorini humenyuka kwa njia tofauti na maji kuliko florini. Ikiwa florini ilifanya kazi kama wakala wa oksidi, basi klorini na bromini hazina uwiano katika maji, na kutengeneza mchanganyiko wa asidi. Katika kesi hii, majibu yanaweza kubadilishwa:

Uingiliano wa iodini na maji hutokea kwa kiwango kidogo sana ambacho kinaweza kupuuzwa na inaweza kuzingatiwa kuwa majibu hayatokea kabisa.

Mwingiliano wa halojeni na suluhisho za alkali

Fluorini, inapoingiliana na suluhisho la alkali yenye maji, hufanya tena kama wakala wa oksidi:

Uwezo wa kuandika mlinganyo huu hauhitajiki ili kupitisha Mtihani wa Jimbo la Umoja. Inatosha kujua ukweli juu ya uwezekano wa mwingiliano kama huo na jukumu la oxidative ya fluorine katika mmenyuko huu.

Tofauti na florini, halojeni nyingine katika ufumbuzi wa alkali hazina uwiano, yaani, wakati huo huo huongeza na kupunguza hali yao ya oxidation. Aidha, katika kesi ya klorini na bromini, kulingana na hali ya joto, mtiririko katika pande mbili tofauti inawezekana. Hasa, katika baridi athari huendelea kama ifuatavyo:

na inapokanzwa:

Iodini humenyuka na alkali pekee kulingana na chaguo la pili, i.e. na malezi ya iodate, kwa sababu Hypoiodite sio thabiti sio tu inapokanzwa, lakini pia kwa joto la kawaida na hata kwenye baridi.

Atomu ya hidrojeni ina muundo rahisi zaidi ikilinganishwa na atomi za vipengele vingine: ina protoni moja.

kutengeneza kiini cha atomiki, na elektroni moja iliyoko kwenye ls orbital. Upekee wa atomi ya hidrojeni iko katika ukweli kwamba elektroni yake pekee ya valence iko moja kwa moja kwenye uwanja wa hatua ya kiini cha atomiki, kwani haijalindwa na elektroni nyingine. Hii hutoa kwa mali maalum. Katika athari za kemikali, inaweza kutoa elektroni yake, na kutengeneza mkutano wa H + (kama atomi za chuma za alkali), au kuambatisha elektroni kutoka kwa mshirika kuunda H- anion (kama atomi za halojeni). Kwa hivyo, hidrojeni ndani meza ya mara kwa mara Mara nyingi huwekwa katika kundi la IA, wakati mwingine katika kikundi VIIA, lakini kuna tofauti za meza ambapo hidrojeni sio ya makundi yoyote ya jedwali la upimaji.

Molekuli ya hidrojeni ni diatomic - H2. Hidrojeni ni gesi nyepesi kuliko zote. Kwa sababu ya kutokuwa na polarity na nguvu ya juu ya molekuli ya H2 (E St.= 436 kJ/mol) chini ya hali ya kawaida, hidrojeni huingiliana kikamilifu tu na fluorine, na chini ya kuangaza pia na klorini na bromini. Inapokanzwa, humenyuka na metali nyingi zisizo na metali, klorini, bromini, oksijeni, salfa, kuonyesha mali ya kupunguza, na inapoingiliana na madini ya alkali na alkali ya ardhini, ni wakala wa oksidi na huunda hidridi ya metali hizi:

Miongoni mwa viumbe vyote, hidrojeni ina uwezo wa chini wa elektronegativity (0E0 = 2.1), kwa hiyo katika misombo ya asili hidrojeni daima huonyesha hali ya oxidation ya +1. Kwa upande wa thermodynamics ya kemikali, hidrojeni katika mifumo hai iliyo na maji haiwezi kuunda hidrojeni ya molekuli (H 2) au ioni ya hidridi (H ~). Katika hali ya kawaida, hidrojeni ya molekuli haifanyiki kemikali na ni tete sana, ndiyo sababu haiwezi kubakizwa na mwili na kushiriki katika kimetaboliki. Ioni ya hidridi inafanya kazi sana kemikali na humenyuka mara moja hata kwa kiasi kidogo sana cha maji kuunda hidrojeni ya molekuli. Kwa hiyo, hidrojeni katika mwili ni ama katika mfumo wa misombo na organogens nyingine, au kwa namna ya H + cation.

Hydrojeni huunda vifungo vya covalent tu na vipengele vya organogenic. Kulingana na kiwango cha polarity, vifungo hivi vimepangwa katika safu ifuatayo:

Tabia za asidi. Kulingana na asili ya kipengele kutengeneza Uunganisho wa X-H, kuna aina 4 za asidi:

OH asidi ( asidi ya kaboksili, phenoli, pombe);

SH-asidi (thiols);

NH-asidi (amides, imides, amini);

CH asidi (hidrokaboni na derivatives yao).

Kuzingatia polarizability ya juu Viunganisho vya S-H Mfululizo ufuatao wa asidi unaweza kukusanywa kulingana na uwezo wao wa kujitenga:

Mkusanyiko wa cations hidrojeni katika kati yenye maji huamua asidi yake, ambayo inaonyeshwa kwa kutumia index ya hidrojeni pH = -logi (Sehemu ya 7.5). Mazingira mengi ya kisaikolojia ya mwili yana athari karibu na upande wowote (pH = 5.0-7.5), pekee. juisi ya tumbo pH = 1.0-2.0. Hii hutoa, kwa upande mmoja, athari ya antimicrobial, kuua microorganisms nyingi zinazoletwa ndani ya tumbo na chakula; kwa upande mwingine, mazingira ya tindikali ina athari ya kichocheo katika hidrolisisi ya protini, polysaccharides na biosubstrates nyingine, na kuchangia katika uzalishaji wa metabolites muhimu.

Tabia za Redox. Kwa sababu ya msongamano mkubwa wa chaji, eneo la hidrojeni ni wakala wa vioksidishaji wenye nguvu (φ° = 0 V), huweka vioksidishaji wa metali amilifu na zinazotumika kati wakati wa kuingiliana na asidi na maji:

Katika mifano yote iliyotolewa, atomi za hidrojeni hazikubadilisha hali yao ya oxidation +1.

Kupunguza mali ni tabia ya molekuli na haswa hidrojeni ya atomiki, i.e. hidrojeni wakati wa mageuzi moja kwa moja kwenye njia ya majibu, na vile vile kwa ioni ya hidridi:

Hata hivyo, katika mifumo ya maisha hakuna mawakala wa kupunguza vile (H2 au H-), na kwa hiyo hakuna majibu hayo. Maoni yaliyopatikana katika maandiko, ikiwa ni pamoja na vitabu vya kiada, ni kwamba hidrojeni ni carrier wa kupunguza mali misombo ya kikaboni, si kweli; Kwa hiyo, katika mifumo ya maisha, wakala wa kupunguza wa biosubstrates ni fomu iliyopunguzwa ya dehydrogenase ya coenzyme, ambayo mtoaji wa elektroni ni atomi za kaboni badala ya atomi za hidrojeni (Sehemu ya 9.3.3).

Tabia ngumu. Kwa sababu ya uwepo wa obiti ya bure ya atomiki kwenye cation ya hidrojeni na athari ya juu ya polarizing ya H + cation yenyewe, ni ioni inayofanya kazi ngumu. Kwa hivyo, katika mazingira yenye maji, cation ya hidrojeni huunda ioni ya hidronium H3O +, na mbele ya amonia, ioni ya amonia NH4:

Tabia ya kuunda washirika. Atomi za hidrojeni ni za polar sana Viunganisho vya O-H na N--H huunda vifungo vya hidrojeni (Sehemu ya 3.1). Nguvu ya dhamana ya hidrojeni (kutoka 10 hadi 100 kJ / mol) inategemea ukubwa wa mashtaka ya ndani na urefu wa dhamana ya hidrojeni, yaani, kwa umbali kati ya atomi za vipengele vya electronegative vinavyohusika katika malezi yake. Urefu wa dhamana ya hidrojeni zifuatazo, pm, ni tabia ya amino asidi, wanga, protini, na asidi nucleic:

Shukrani kwa vifungo vya hidrojeni, mwingiliano wa intermolecular unaoweza kubadilika hutokea kati ya substrate na enzyme, kati ya vikundi tofauti katika polima za asili, kuamua muundo wao wa sekondari, wa juu na wa quaternary (Sehemu 21.4, 23.4). Uunganishaji wa haidrojeni una jukumu kuu katika mali ya maji kama kiyeyushi na kitendanishi.

Maji na sifa zake. Maji ni kiwanja muhimu zaidi cha hidrojeni. Wote athari za kemikali katika mwili hutokea tu katika mazingira ya majini; Maji kama kutengenezea yalizingatiwa katika Sehemu. 6.1.

Tabia za asidi-msingi. Maji kama kitendanishi kutoka kwa mtazamo wa sifa za msingi wa asidi ni ampholyte ya kweli (Sehemu ya 8.1). Hii inajidhihirisha wakati wa hidrolisisi ya chumvi (Sehemu ya 8.3.1) na wakati wa kutengana kwa asidi na besi katika mazingira ya maji (Kifungu cha 8.3.2).

Tabia za kiasi cha asidi mazingira ya majini ni thamani ya pH.

Maji kama kitendanishi cha msingi wa asidi huhusika katika athari za hidrolisisi ya biosubstrates. Kwa mfano, hidrolisisi ya adenosine trifosfati hutumika kama chanzo cha nishati iliyohifadhiwa kwa mwili, hidrolisisi ya enzymatic ya protini zisizohitajika hutumikia kupata asidi ya amino, ambayo ni nyenzo ya kuanzia kwa usanisi wa protini muhimu. Katika hali hii, H+ cations au OH- anions ni vichocheo vya asidi-msingi kwa athari za hidrolisisi ya biosubstrates (Sehemu ya 21.4, 23.4).

Tabia za Redox. Katika molekuli ya maji, hidrojeni na oksijeni ziko katika hali ya oxidation thabiti. Kwa hivyo, maji hayaonyeshi sifa za redox zilizotamkwa. Majibu ya redox yanawezekana wakati maji yanaingiliana tu na mawakala wa kupunguza kazi sana au mawakala wa vioksidishaji wa kazi sana, au chini ya hali ya uanzishaji wa nguvu wa vitendanishi.

Maji yanaweza kuwa wakala wa kuongeza vioksidishaji kutokana na miunganisho ya hidrojeni yanapoingiliana na vipunguza nguvu vikali, kwa mfano madini ya alkali na alkali ya ardhini au hidridi zake:

Katika halijoto ya juu, maji yanaweza kuingiliana na mawakala wa kupunguza amilifu:

Katika mifumo ya maisha, maji ya sehemu yao kamwe hufanya kama wakala wa oksidi, kwani hii inaweza kusababisha uharibifu wa mifumo hii kwa sababu ya malezi na uondoaji usioweza kutenduliwa wa hidrojeni ya molekuli kutoka kwa viumbe.

Maji yanaweza kufanya kama wakala wa kupunguza kwa sababu ya atomi za oksijeni, kwa mfano, wakati wa kuingiliana na wakala wa oksidi kali kama florini:

Chini ya ushawishi wa mwanga na ushiriki wa chlorophyll, mchakato wa photosynthesis hutokea katika mimea na malezi ya O2 kutoka kwa maji (Sehemu ya 9.3.6):

Kwa kuongezea ushiriki wa moja kwa moja katika mabadiliko ya redox, maji na bidhaa zake za kujitenga H + na OH- hushiriki kama njia ambayo inakuza kutokea kwa athari nyingi za redox kwa sababu ya polarity yake ya juu (= 79) na ushiriki wa ioni zinazounda. mabadiliko ya dutu ya awali katika mwisho (Sehemu ya 9.1).

Tabia ngumu. Molekuli ya maji, kwa sababu ya uwepo wa jozi mbili za elektroni kwenye atomi ya oksijeni, ni ligand ya monodentate inayofanya kazi kwa usawa, ambayo huunda ioni tata ya oxonium H 3 0 + na cation ya hidrojeni, na kani za chuma ndani. ufumbuzi wa maji- aqua complexes kwa haki imara, kwa mfano [Ca(H 2 0) 6 ] 2+, [Fe(H 2 0) 6] 3+, 2+. Katika ioni hizi changamano, molekuli za nodi zimefungwa kwa ushirikiano kwa mawakala wa kuchanganya kwa kukazwa kabisa. Mikutano ya chuma ya alkali haifanyi mchanganyiko wa aqua, lakini huunda cations za hidrati kutokana na nguvu za umeme. Wakati wa makazi ya molekuli za maji katika shells za hydration za cations hizi hauzidi 0.1 s, na muundo wao unaweza kubadilika kwa urahisi kulingana na idadi ya molekuli za maji.

Tabia ya kuunda washirika. Kwa sababu ya polarity ya juu, ambayo inakuza mwingiliano wa umeme na uundaji wa vifungo vya hidrojeni, molekuli za maji, hata katika maji safi (Sehemu ya 6.1), huunda washirika wa intermolecular ambao hutofautiana katika muundo, idadi ya molekuli na wakati wa maisha yao ya kimya katika washirika. , pamoja na maisha ya washirika wenyewe. Hivyo, maji safi ni mfumo wazi changamano wenye nguvu. Chini ya ushawishi wa mambo ya nje: mionzi ya mionzi, mionzi ya ultraviolet na laser, mawimbi ya elastic, joto, shinikizo, uwanja wa umeme, sumaku na sumakuumeme kutoka kwa vyanzo vya bandia na asili (nafasi, Jua, Dunia, vitu vilivyo hai) - maji hubadilisha mali yake ya kimuundo na habari. , na kwa hivyo, kazi zake za kibayolojia na kisaikolojia hubadilika.

Mbali na kujihusisha, molekuli za maji huweka ioni za hydrate, molekuli za polar na macromolecules, kutengeneza shells za uhamishaji karibu nao, na hivyo kuziimarisha katika suluhisho na kukuza kufutwa kwao (Sehemu ya 6.1). Dutu ambazo molekuli zake si za polar na zina kiasi ukubwa mdogo, wana uwezo wa kufuta kidogo tu katika maji, kujaza voids ya washirika wake na muundo fulani. Katika kesi hii, kama matokeo ya mwingiliano wa hydrophobic, molekuli zisizo za polar huunda ganda la maji linalozunguka, na kugeuza kuwa mshirika aliyepangwa, kawaida na muundo wa barafu, ndani ambayo molekuli hii isiyo ya polar iko.

Katika viumbe hai, aina mbili za maji zinaweza kutofautishwa - "zimefungwa" na "bure"; Maji yaliyofungwa, kwa upande wake, imegawanywa katika "muundo" (imefungwa kwa nguvu) na "iliyoharibiwa" (iliyofungwa kwa uhuru au huru) maji. Labda, mambo yote ya nje hapo juu yanaathiri hali ya maji katika mwili, kubadilisha uwiano: "iliyoundwa" / "iliyoharibiwa" na "imefungwa" / "bure" maji, pamoja na vigezo vyake vya kimuundo na vya nguvu. Hii inajidhihirisha katika mabadiliko katika hali ya kisaikolojia ya mwili. Inawezekana kwamba maji ya ndani ya seli hupitia mabadiliko ya pulsating kutoka kwa "muundo" hadi "hali iliyoharibiwa", iliyodhibitiwa, hasa na protini. Mabadiliko haya yanaunganishwa na kufukuzwa kwa metabolites zilizotumiwa (taka) kutoka kwa seli na kunyonya kwa vitu muhimu. Kutoka kwa mtazamo wa kisasa, maji hushiriki katika malezi ya muundo mmoja wa intracellular, shukrani ambayo utaratibu wa taratibu muhimu unapatikana. Kwa hiyo, kwa mujibu wa usemi wa mfano wa A. Szent-Györgyi, maji katika mwili ni "matrix ya maisha".

Maji katika asili. Maji ni dutu muhimu zaidi na tele Duniani. Uso dunia 75% kufunikwa na maji. Kiasi cha Bahari ya Dunia ni 1.4 bilioni km 3. Kiasi sawa cha maji hupatikana katika madini kwa namna ya maji ya fuwele. anga ina 13,000 km 3 ya maji. Wakati huo huo, usambazaji wa maji safi yanafaa kwa ajili ya kunywa na mahitaji ya kaya, ni mdogo kabisa (kiasi cha hifadhi zote za maji safi ni 200,000 km 3). Maji safi, inayotumiwa katika maisha ya kila siku, ina uchafu mbalimbali kutoka 0.05 hadi 1 g / l, mara nyingi hizi ni chumvi: bicarbonates, kloridi, sulfates, ikiwa ni pamoja na kalsiamu mumunyifu na chumvi za magnesiamu, uwepo wa ambayo hufanya maji kuwa magumu (Kifungu cha 14.3). Hivi sasa, ulinzi wa rasilimali za maji na matibabu ya maji machafu ndio shida kubwa zaidi za mazingira.

Katika maji ya kawaida kuna karibu 0.02% ya maji nzito D2O (D - deuterium). Hujilimbikiza wakati wa uvukizi au electrolysis maji ya kawaida. Maji mazito ni sumu. Maji mazito hutumiwa kusoma harakati za maji katika viumbe hai. Kwa msaada wake, ilianzishwa kuwa kasi ya harakati za maji katika tishu za mimea fulani hufikia 14 m / h, na maji yaliyokunywa na mtu husambazwa kabisa katika viungo na tishu zake kwa masaa 2 na hutolewa kabisa kutoka kwa mwili tu. baada ya wiki mbili. Viumbe hai vina maji kutoka 50 hadi 93%, ambayo ni mshiriki wa lazima katika michakato yote ya maisha. Bila maji, maisha haiwezekani. Kwa muda wa kuishi wa miaka 70, mtu hutumia takriban tani 70 za maji kupitia chakula na vinywaji.

Katika kisayansi na mazoezi ya matibabu kutumika sana maji yaliyosafishwa- kioevu isiyo na rangi, ya uwazi, isiyo na harufu na isiyo na ladha, pH = 5.2-6.8. Hii ni dawa ya pharmacopoeial kwa ajili ya maandalizi ya fomu nyingi za kipimo.

Maji kwa sindano(maji yasiyo na pyrogen) pia ni dawa ya dawa. Maji haya hayana vitu vya pyrogenic. Pyrojeni ni vitu vya asili ya bakteria - metabolites au bidhaa za taka za bakteria, ambazo, wakati wa kuingia ndani ya mwili, husababisha baridi, homa, maumivu ya kichwa, na kuharibika kwa shughuli za moyo na mishipa. Maji yasiyo na pyrojeni hutayarishwa kwa kunereka mara mbili (bidistillate) chini ya hali ya aseptic na kutumika ndani ya masaa 24.

Kuhitimisha sehemu hii, ni muhimu kusisitiza sifa za hidrojeni kama kipengele cha biogenic. Katika mifumo hai, hidrojeni daima huonyesha hali ya oxidation ya +1 na hupatikana ama imefungwa na kifungo cha polar covalent na vipengele vingine vya biogenic au kwa namna ya H + cation. Mkondo wa hidrojeni ni carrier mali ya asidi na kikali amilifu cha uchanganyaji kinachoingiliana na jozi za elektroni zisizolipishwa za atomi za viumbe vingine. Kwa mtazamo wa mali ya redox, hidrojeni iliyofungwa chini ya hali ya mwili haionyeshi mali ya wakala wa oksidi au wakala wa kupunguza, hata hivyo, cation ya hidrojeni inashiriki kikamilifu katika athari nyingi za redox, bila kubadilisha hali yake ya oxidation, lakini inachangia ubadilishaji wa biosubstrates kuwa bidhaa za athari. Hidrojeni iliyounganishwa na vipengele vya elektroni huunda vifungo vya hidrojeni.