تحقیق در مورد سوخت هیدروژن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 30 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

‏سوخت هیدروژن

امروزه گاز هیدروژن برای استفاده در موتورهای احتراقی و وسایل نقلیه الکتریکی باتری دار مورد بررسی قرار گرفته است. هیدروژن در دما و فشار طبیعی، یک گاز است و به این علت، انتقال و ذخیره آن از سوخت های مایع دیگر، دشوارتر است. سامانه ‌هایی که برای ذخیره هیدروژن توسعه یافته‌اند، عبارتند از:

هیدروژن فشرده، هیدروژن مایع و پیوند شیمیایی میان هیدروژن و یک ماده ذخیره (برای مثال، هیدرید فلزات).

با این که تاکنون هیچ سامانه حمل و نقل و توزیع مناسبی برای هیدروژن وجود نداشته، اما توانایی تولید این سوخت از مجموعه متنوعی از منابع و خصوصیت پاک سوز بودن آن، هیدروژن را به سوخت جانشین مناسبی تبدیل کرده است.

هیدروژن یکی از ساده‌ترین و سبک‌ترین سوخت های گازی است که در فشار اتمسفری و دمای جوی حالت گاز دارد. سوخت هیدروژن همان گاز خالص هیدروژن نیست، بلکه مقدار کمی اکسیژن و دیگر مواد را نیز با خود دارد. منابع تولید سوخت هیدروژن شامل گاز طبیعی ، زغال سنگ ، بنزین و الکل متیلیک هستند. فرآیند فتوسنتز در باکتری ها یا جلبک ها و یا شکافتن آب به دو عنصر هیدروژن و اکسیژن به کمک جریان الکتریسیته یا نور مستقیم خورشید از آب، روش های دیگری برای تولید هیدروژن هستند.

در صنعت و آزمایشگاه های شیمی، تولید هیدروژن به طور معمول با استفاده از دو روش شدنی است: 1- الکترولیز 2- تولید گاز مصنوعی از بازسازی بخار یا اکسیداسیون ناقص. در روش الکترولیز با استفاده از انرژی الکتریکی، مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شوند. انرژی الکتریکی را می‌توان از هر منبع تولید الکتریسیته که شامل سوخت های تجدید پذیر نیز می‌شوند، به دست آورد. وزارت نیروی آمریکا به این نتیجه رسیده است که استفاده از روش الکترولیز برای تولید مقادیر زیاد هیدروژن در آینده مناسب نخواهد بود.

روش دیگر برای تولید گاز مصنوعی، بازسازی بخار گاز طبیعی است. در این روش، می‌توان از هیدروکربن‌های دیگر نیز به عنوان ذخایر تامین مواد استفاده کرد. برای نمونه، می‌توان زغال سنگ و دیگر مواد آلی (بیوماس) را به حالت گازی درآورد و آن را در فرآیند بازسازی بخار برای تولید هیدروژن به کار برد. از طرفی چون هیدروکربن های فسیلی محدود و رو به اتمام هستند، پس بهتر است دید خود را به سمت استفاده از منابع تجدید شونده معطوف کنیم.

گاز هیدروژن می تواند هم از منابع اولیه تجدید پذیر و هم از منابع تجدید ناپذیر تولید شود. امروزه تولید گاز هیدروژن از منابع تجدید پذیر به سرعت مراحل توسعه و رشد خود را می پیماید. این در حالی است که تولید گاز هیدروژن از منابع تجدید ناپذیر به ویژه منابع فسیلی به علت محدود بودن این منابع روز به روز کاهش می یابد.

گاز هیدروژن در اثر واکنش های تخمیری میکروارگانیسم های زنده، به ویژه باکتری ها و مخمر ها روی بیوماس، تولید می شود. بیوماس از منابع اولیه تجدید پذیر است که از موادی مانند علوفه، ضایعات گیاهان و فضولات حیوانات به دست می آید. در روند تولید گاز هیدروژن، باکتری های بی هوازی با استفاده از پدیده تخمیر، مواد آلی و آب را به گاز هیدروژن تبدیل می کنند. برای تولید هیدروژن به وسیله باکتری ها دو نوع تخمیر وجود دارد: یک نوع تخمیر نوری است که در آن به منبع نور نیاز است و نوع دیگر، تخمیر در تاریکی است که نیازی به نور ندارد. در این واکنش ها منابع کربنی زیادی استفاده می شود که همگی از بیوماس تامین می شوند. در طبیعت میکروارگانیسم های بی هوازی در غیاب اکسیژن و با استفاده از پدیده تخمیر، گاز هیدروژن تولید می کنند، ولی مقدار این گاز از نظر کمی پایین است و از نظر اقتصادی برای مصارف صنعتی و خانگی و ... قابل توجیه نیست؛ از این رو باید با استفاده از روش هایی، بازده تولید گاز هیدروژن را افزایش داد. یکی از روش هایی که می توان بازده تولید گاز هیدروژن را بالا برد، تغییرات ژنتیک در ژنوم این باکتری ها با استفاده از روش های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی است. روش دیگر، استفاده از ترکیبی از باکتری های هوازی و بی هوازی در کنار هم است. در این روش چون باکتری های بی هوازی در فرآیند تخمیر تولید اسید های آلی می کنند، رفته رفته محیط واکنش اسیدی می شود و PH پایین می آید؛ از این رو تولید هیدروژن کاهش می یابد. ولی هنگامی که باکتری های هوازی در محیط باشند، از اسید های آلی استفاده و آنها از محیط خارج می کنند؛ در نتیجه راندمان تولید گاز هیدروژن بالا می رود.

تحقیق و توسعه

وزارت نیروی آمریکا برای توسعه استفاده از هیدروژن دو برنامه اصلی را دنبال می‌کند که یکی برنامه هیدروژن وزارت نیرو و دیگری شبکه اطلاعاتی تکنولوژی‌های هیدروژن است. هیدروژن، سومین انرژی فراوان بر روی سطح زمین است. همان طور که به صورت ابتدایی در آب و ترکیبات آلی یافت می شود. هیدروژن از هیدروکربن ها یا آب به دست می آید و هنگامی که به عنوان سوخت مصرف می شود، یا برای تولید الکتریسیته از آن استفاده می شود و یا با ترکیب مجدد با اکسیژن تولید آب می کند. از این رو و با توجه به قابلیت بالای تولید انرژی در این سوخت اخیراً تلاش های زیادی برای جانشین کردن این سوخت صورت می گیرد. مسائل ایمنی

هیدروژن از دیدگاه ایمنی نیز مطمئن و مطلوب است و برای حمل ونقل ، نگهداری و استفاده، خطرناک تر از سوخت های رایج دیگر نیست. به هر صورت مسائل ایمنی همچنان به عنوان یکی از اساسی‌ترین مقوله ها در استفاده از انرژی هیدروژن باقی می ماند.استانداردهای متداول دنیا امنیت استفاده از آن را با سختگیری در طراحی‌ و انجام آزمایش های متعدد فراهم می آورد. همچنین در حوزة نگهداری و حمل آن، استانداردهای بسیاری برای تمام تجهیزات مرتبط تدوین شده است. اقتصاد هیدروژن

تحقیق در مورد سوخت هیدروژن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 30 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

‏سوخت هیدروژن

امروزه گاز هیدروژن برای استفاده در موتورهای احتراقی و وسایل نقلیه الکتریکی باتری دار مورد بررسی قرار گرفته است. هیدروژن در دما و فشار طبیعی، یک گاز است و به این علت، انتقال و ذخیره آن از سوخت های مایع دیگر، دشوارتر است. سامانه ‌هایی که برای ذخیره هیدروژن توسعه یافته‌اند، عبارتند از:

هیدروژن فشرده، هیدروژن مایع و پیوند شیمیایی میان هیدروژن و یک ماده ذخیره (برای مثال، هیدرید فلزات).

با این که تاکنون هیچ سامانه حمل و نقل و توزیع مناسبی برای هیدروژن وجود نداشته، اما توانایی تولید این سوخت از مجموعه متنوعی از منابع و خصوصیت پاک سوز بودن آن، هیدروژن را به سوخت جانشین مناسبی تبدیل کرده است.

هیدروژن یکی از ساده‌ترین و سبک‌ترین سوخت های گازی است که در فشار اتمسفری و دمای جوی حالت گاز دارد. سوخت هیدروژن همان گاز خالص هیدروژن نیست، بلکه مقدار کمی اکسیژن و دیگر مواد را نیز با خود دارد. منابع تولید سوخت هیدروژن شامل گاز طبیعی ، زغال سنگ ، بنزین و الکل متیلیک هستند. فرآیند فتوسنتز در باکتری ها یا جلبک ها و یا شکافتن آب به دو عنصر هیدروژن و اکسیژن به کمک جریان الکتریسیته یا نور مستقیم خورشید از آب، روش های دیگری برای تولید هیدروژن هستند.

در صنعت و آزمایشگاه های شیمی، تولید هیدروژن به طور معمول با استفاده از دو روش شدنی است: 1- الکترولیز 2- تولید گاز مصنوعی از بازسازی بخار یا اکسیداسیون ناقص. در روش الکترولیز با استفاده از انرژی الکتریکی، مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شوند. انرژی الکتریکی را می‌توان از هر منبع تولید الکتریسیته که شامل سوخت های تجدید پذیر نیز می‌شوند، به دست آورد. وزارت نیروی آمریکا به این نتیجه رسیده است که استفاده از روش الکترولیز برای تولید مقادیر زیاد هیدروژن در آینده مناسب نخواهد بود.

روش دیگر برای تولید گاز مصنوعی، بازسازی بخار گاز طبیعی است. در این روش، می‌توان از هیدروکربن‌های دیگر نیز به عنوان ذخایر تامین مواد استفاده کرد. برای نمونه، می‌توان زغال سنگ و دیگر مواد آلی (بیوماس) را به حالت گازی درآورد و آن را در فرآیند بازسازی بخار برای تولید هیدروژن به کار برد. از طرفی چون هیدروکربن های فسیلی محدود و رو به اتمام هستند، پس بهتر است دید خود را به سمت استفاده از منابع تجدید شونده معطوف کنیم.

گاز هیدروژن می تواند هم از منابع اولیه تجدید پذیر و هم از منابع تجدید ناپذیر تولید شود. امروزه تولید گاز هیدروژن از منابع تجدید پذیر به سرعت مراحل توسعه و رشد خود را می پیماید. این در حالی است که تولید گاز هیدروژن از منابع تجدید ناپذیر به ویژه منابع فسیلی به علت محدود بودن این منابع روز به روز کاهش می یابد.

گاز هیدروژن در اثر واکنش های تخمیری میکروارگانیسم های زنده، به ویژه باکتری ها و مخمر ها روی بیوماس، تولید می شود. بیوماس از منابع اولیه تجدید پذیر است که از موادی مانند علوفه، ضایعات گیاهان و فضولات حیوانات به دست می آید. در روند تولید گاز هیدروژن، باکتری های بی هوازی با استفاده از پدیده تخمیر، مواد آلی و آب را به گاز هیدروژن تبدیل می کنند. برای تولید هیدروژن به وسیله باکتری ها دو نوع تخمیر وجود دارد: یک نوع تخمیر نوری است که در آن به منبع نور نیاز است و نوع دیگر، تخمیر در تاریکی است که نیازی به نور ندارد. در این واکنش ها منابع کربنی زیادی استفاده می شود که همگی از بیوماس تامین می شوند. در طبیعت میکروارگانیسم های بی هوازی در غیاب اکسیژن و با استفاده از پدیده تخمیر، گاز هیدروژن تولید می کنند، ولی مقدار این گاز از نظر کمی پایین است و از نظر اقتصادی برای مصارف صنعتی و خانگی و ... قابل توجیه نیست؛ از این رو باید با استفاده از روش هایی، بازده تولید گاز هیدروژن را افزایش داد. یکی از روش هایی که می توان بازده تولید گاز هیدروژن را بالا برد، تغییرات ژنتیک در ژنوم این باکتری ها با استفاده از روش های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی است. روش دیگر، استفاده از ترکیبی از باکتری های هوازی و بی هوازی در کنار هم است. در این روش چون باکتری های بی هوازی در فرآیند تخمیر تولید اسید های آلی می کنند، رفته رفته محیط واکنش اسیدی می شود و PH پایین می آید؛ از این رو تولید هیدروژن کاهش می یابد. ولی هنگامی که باکتری های هوازی در محیط باشند، از اسید های آلی استفاده و آنها از محیط خارج می کنند؛ در نتیجه راندمان تولید گاز هیدروژن بالا می رود.

تحقیق و توسعه

وزارت نیروی آمریکا برای توسعه استفاده از هیدروژن دو برنامه اصلی را دنبال می‌کند که یکی برنامه هیدروژن وزارت نیرو و دیگری شبکه اطلاعاتی تکنولوژی‌های هیدروژن است. هیدروژن، سومین انرژی فراوان بر روی سطح زمین است. همان طور که به صورت ابتدایی در آب و ترکیبات آلی یافت می شود. هیدروژن از هیدروکربن ها یا آب به دست می آید و هنگامی که به عنوان سوخت مصرف می شود، یا برای تولید الکتریسیته از آن استفاده می شود و یا با ترکیب مجدد با اکسیژن تولید آب می کند. از این رو و با توجه به قابلیت بالای تولید انرژی در این سوخت اخیراً تلاش های زیادی برای جانشین کردن این سوخت صورت می گیرد. مسائل ایمنی

هیدروژن از دیدگاه ایمنی نیز مطمئن و مطلوب است و برای حمل ونقل ، نگهداری و استفاده، خطرناک تر از سوخت های رایج دیگر نیست. به هر صورت مسائل ایمنی همچنان به عنوان یکی از اساسی‌ترین مقوله ها در استفاده از انرژی هیدروژن باقی می ماند.استانداردهای متداول دنیا امنیت استفاده از آن را با سختگیری در طراحی‌ و انجام آزمایش های متعدد فراهم می آورد. همچنین در حوزة نگهداری و حمل آن، استانداردهای بسیاری برای تمام تجهیزات مرتبط تدوین شده است. اقتصاد هیدروژن

تحقیق واکنش هیدروژن اسیدها با استرهای استیلنی در حضور هسته دوستهای فسفردار

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 27

عنوان سمینار :

واکنش هیدروژن اسیدها با استرهای استیلنی در حضور هسته دوستهای فسفردار

مقدمه :

مطالعة واکنش ترکیبات ارگانوفسفر و کاربرد آنها در تهیة‌مواد آلی یکی از اهداف اصلی سنتز می باشد .در این ترکیبات یک اتم کربن مستقیماً‌به اتم فسفر متصل شده است . از این ترکیبات برای تولید مواد شیمیایی ، صنعتی و بیولوژیکی استفاده می شود .

از مهمترین این ترکیبات ایلیدهای فسفر می باشند که در آن یک کربانیون مستقیماً به فسفر دارای بار مثبت متصل شده است . ایلیدها معمولاً‌از تری فنیل فسفین تهیه می شوند.

ایلیدهای فسفر ممکن است شامل پیوندهای دوگانه ، سه گانه یا گروه ههای عاملی ویژه باشند وقتی یک گروه الکترون کشنده نظیر CN,CHO,COOR,COR در موقعیت آلفا حضور داشته باشند ایلیدها بسیار پایدارند چون بار منفی روی کربن بوسیلة‌رزونانس پخش می شود .

یکی از مهمترین کاربردهای ایلیدها استفادة آنها در واکنش ویتیگ می باشد که بهترین روش برای تهیه آلکن ها به شمار می رود .

واکنش ویتیگ که طی پنچاه سال گذشته یکی از واکنشهای بسیار مهم در سنتز مواد آلی در آمده است از .واکنشهای با اهمیت در تشکیل پیوند کربن – کربن که یکی از مشکل ترین فرآیندهای شیمیایی است می باشد. واکنش ویتیگ مستلزم تراکم فسفونیوم ایلید و ترکیب کربونیل دار می باشد که با حذف تری فنیل فسفین اکسید یک آلکن ایجاد می شود . اهمیت این واکنش در شیمی آلی باعث شده تا جایزة نوبل در سال 1979 به جورج ویتیگ اعطا شود .

اکنون این واکنش در تهیة‌مواد صنعتی و داروئی کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است.

بررسی واکنشهای ترکیبات دارای هیدروژن اسیدی با استرهای استیلنی در حضور تری فنیل فسفین

واکنش اوره یا متیل اوره با استرهای استیلنی و تری فنیل فسفین در دمای اتاق در حلال اتیل استات پس از چند ساعت منجر به تولید ایلیدهای پایدار فسفر می شوند .

واکنش اتیل 2- ( 1- نفتیل آمینو) 2- اکسو استات با استرهای استیلنی و تری فنیل فسفین دردمای اتاق ابتدا ایلید پایدار تشکیل شده و سپس با حذف تری فنیل فسفین اکسید واکنش ویتیگ درون مولکولی صورت گرفته و آلکن تولید می شود .

تحقیق واکنش هیدروژن اسیدها با استرهای استیلنی در حضور هسته دوستهای فسفردار

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 27

عنوان سمینار :

واکنش هیدروژن اسیدها با استرهای استیلنی در حضور هسته دوستهای فسفردار

مقدمه :

مطالعة واکنش ترکیبات ارگانوفسفر و کاربرد آنها در تهیة‌مواد آلی یکی از اهداف اصلی سنتز می باشد .در این ترکیبات یک اتم کربن مستقیماً‌به اتم فسفر متصل شده است . از این ترکیبات برای تولید مواد شیمیایی ، صنعتی و بیولوژیکی استفاده می شود .

از مهمترین این ترکیبات ایلیدهای فسفر می باشند که در آن یک کربانیون مستقیماً به فسفر دارای بار مثبت متصل شده است . ایلیدها معمولاً‌از تری فنیل فسفین تهیه می شوند.

ایلیدهای فسفر ممکن است شامل پیوندهای دوگانه ، سه گانه یا گروه ههای عاملی ویژه باشند وقتی یک گروه الکترون کشنده نظیر CN,CHO,COOR,COR در موقعیت آلفا حضور داشته باشند ایلیدها بسیار پایدارند چون بار منفی روی کربن بوسیلة‌رزونانس پخش می شود .

یکی از مهمترین کاربردهای ایلیدها استفادة آنها در واکنش ویتیگ می باشد که بهترین روش برای تهیه آلکن ها به شمار می رود .

واکنش ویتیگ که طی پنچاه سال گذشته یکی از واکنشهای بسیار مهم در سنتز مواد آلی در آمده است از .واکنشهای با اهمیت در تشکیل پیوند کربن – کربن که یکی از مشکل ترین فرآیندهای شیمیایی است می باشد. واکنش ویتیگ مستلزم تراکم فسفونیوم ایلید و ترکیب کربونیل دار می باشد که با حذف تری فنیل فسفین اکسید یک آلکن ایجاد می شود . اهمیت این واکنش در شیمی آلی باعث شده تا جایزة نوبل در سال 1979 به جورج ویتیگ اعطا شود .

اکنون این واکنش در تهیة‌مواد صنعتی و داروئی کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است.

بررسی واکنشهای ترکیبات دارای هیدروژن اسیدی با استرهای استیلنی در حضور تری فنیل فسفین

واکنش اوره یا متیل اوره با استرهای استیلنی و تری فنیل فسفین در دمای اتاق در حلال اتیل استات پس از چند ساعت منجر به تولید ایلیدهای پایدار فسفر می شوند .

واکنش اتیل 2- ( 1- نفتیل آمینو) 2- اکسو استات با استرهای استیلنی و تری فنیل فسفین دردمای اتاق ابتدا ایلید پایدار تشکیل شده و سپس با حذف تری فنیل فسفین اکسید واکنش ویتیگ درون مولکولی صورت گرفته و آلکن تولید می شود .

تحقیق در مورد هیدروژن 14 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 14 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

خواص هیدروژن

هیدروژن سبکترین عنصر است و مولکول آن گازی بی رنگ، بی بود و بی طعم است. خواص هیدروژن در جدول 1-1 خلاصه شده است. دمای جوش و دمای ذوب بسیار کم هیدروژن نشانه‌ای از ضعیف بودن نیروهای جاذبه بین مولکولی در حالتهای مایع و جامد آن است. چگالی هیدروژن در حدود چگالی هواست و انحلالپذیری آن در آب بسیار کم است.

هیدروژن گازی آتشگیر است و با آن باید با احتیاط کارکرد. هیدروژن در دمای زیاد یا بر اثر جرقه الکتریکی با اکسیژن ترکیب شده، آب می دهد. هوایی که حداقل 1/4 درصد تا حداکثر 2/74 درصد حجمی هیدروژن داشته باشد، بالقوه منفجر شونده است.

جدول 1-1 خواص هیدروژن

خواص مولکولی

خواص اتمی

دمای ذوب ( Cْ)

2/259-

انرژی یونش (KJ/mol)

5/1312

دمای جوش ( Cْ)

8/252-

الکترونخواهی(KJ/mol)

7/72

چگالی

5-10*99/8

الکترونگاتیوی (مقیاس پاولینگ)

1/2

طول پیوند (Aْ)

742/0

شعاع اتمی (Aْ)

37/0

انرژی تفکیک پیوند (KJ/mol)

436

شعاع یونی –H (Aْ)

1/2

انرژی تفکیک پیوند هیدروژن – هیدروژن نسبتاً زیاد است و از این رو، مولکول هیدروژن بسیار پایدار است.

چون مقدار زیادی انرژی برای گسستن پیوند H-H لازم است. فعالیت شیمیایی این مولکول زیاد نیست و بسیاری از واکنشهای آن کند است. از این رو، انجام یک واکنش رضایتبخش با مولکول 2H به دمای زیاد یا کاتالیزگر نیاز دارد. این کاتالیزگرها در بساری از موارد مولکول را شکسته، به اتم تبدیل یم کنند. اتمهای هیدروژن از نظر شیمیایی بسیار فعالند.

یون +H صرفاً یک پروتون است و هیچ یون مثبت دیگری که دارای بار 1+ باشد به کوچکی بون هیدروژن و چگالی بار هیچ یونی به بزرگی چگالی بار یون +H نیست، زیرا در یون هیدروژن، بار مثبت پروتون کاملاً بدون حفاظ است. اگرچه +H در منطقه بالای جو وجود دارد، ولی معمولاً با یک یا تعداد بیشتری مولکول آب همراه است. یون +H را در محلول آبی به صورت یون هیدرونیوم، +O3H، نشان می دهند.

آرایش الکترونی هیدروژن به صورت است و به دو طریق می تواند به آرایش گاز نجیب بعدی یعنی، هلیم برسد: (1) با اضافه شدن یک الکترون به آن و تشکیل یون هیدرید -H یا (2) توسط اشتراک الکترون با اتم دیگر در یک پیوند کووالانسی. هیدروژن در بیشتر ترکیبهای خود پیوند کووالانسی دارد. مولکول هیدروژن که دو پروتون و دو الکترون دارد، سبکترین و ساده ترین مولکول است. تشکیل پیوند هیدروژنی یکی از خواص ویژه هیدروژنی است که به وسیله پیوند کووالانسی به یک اتم کوچک و کاملاً الکترونگاتیو (مثل فلوئور، اکسیژن یا نیتروژن) متصل شده است. یون هیدرید فقط از ترکیب هیدروژن با فلزهایی که به آسانی الکترون از دست می دهند، تشکیل می شود. مانند سدیم هیدرید، NaH.

اغلب، مولکول هیدروژن به صورت یک عامل کاهنده عمل می کند و عدد اکسایش آن از صفر به یک تغییر می کند؛ مانند کاهش آهن (II) اکسید به آهن فلزی

تشکیل هیدرید فلزها، مولکول هیدروژن یک عامل کاهنده است و در محصولاتی که به دست می آِد، هیدروژن عدد اکسایش 1+ دارد و به وسیله پیوند کووالانسی به عنصری با الکترونگاتیوی بیشتر متصل شده است. در هیدرید فلزها، عدد اکسایش هیدروژن 1- است.

ایزوتوپهای هیدروژن

هیدروژن سه ایزوتوپ دارد که فراوانترین آنها هیدروژن معمولی (پروتیوم) با عدد جرمی یک است و در هسته خود یک پروتون دارد و با علامت نشان داده می شود. دو ایزوتوپ دیگر هیدروژن عدد جرمی 2 و 3 دارند. ایزوتوپی که دارای عدد جرمی دو است در هسته خود یک پروتون و یک نوترون دارد و آن را دوتریم یا هیدروژن سنگین می نامند و آن را با علامت یا D مشخص می کنند. هیدروژنی که دارای عدد جرمی سه است، در هسته خود یک پروتون و دو نوترون دارد و تریتیم خوانده می شود و آن را با علامت یا T مشخص می کنند. تریتیم برخلاف هیدروژن معمولی و دوتریم که هسته پایدار دارند، پرتوزا است. مقدار تریتیم در طبیعت فوق العاده کم است و آن را معمولاً از طریق واکنش هسته ای بین لیتیم و نوترون به دست می‌آورند.

در یک واکنش معین، نسبت اجزای سازنده محصول به دست آمده توسط هر یک از این سه ایزوتوپ یکسان است، زیرا آرایش الکترونی هر سه ایزوتوپ به صورت است. مثلاً در واکنش کلر با هیدروژن معمولی، دوتریم و تریتیم به ترتیب HCl، DCl و TCl تشکیل می شود. تنها تفاوت این واکنشها در سرعت آنهاست که برای هیدروژن معمولی از همه بیشتر و برای تریتیم از همه کمتر است. خواص فیزیکی2H و2D و همچنینO2H وO2D(آب سنگین) در جدول 1-2 با هم مقایسه شده است. توجه کنید که ایزوتوپهای هیدروژن از نظر خواص شیمیایی یکسانند.

جدول 1-2 مقایسه خواص فیزیکی 2H و 2D و همچنین O2H و O2D

2H

2D

O2H

O2D

دمای ذوب ( Cْ)

2/259-

4/254-

دمای ذوب ( Cْ)

0/0

8/3

دمای جوش ( Cْ)

8/252-

5/249-

دمای جوش ( Cْ)

0/100

4/101

طوی پیوند (Aْ(

742/0

742/0

چگالی (3g/cm)

997/0

10/1

انرژی تفکیک پیوند (KJ/mol)

436

441

(در دمای C ْ25)

گرمای ذوب (KJ/mol)

117/0

196/0

گرمای ذوب (KJ/mol

002/6

270/6

گرمای تبخیر (KJ/mol)

903/0

225/1

گرمای تبخیر (KJ/mol

6/40

6/41

واکنشهای هیدروژن

در این بخش به بررسی واکنشهای هیدروژن می پردازیم.

الف) واکنش با عنصرها مولکول هیدروژن با بسیاری از عنصرها به طور مستقیم ترکیب می شود. واکنش هیدروژن با نافلزها در دمای زیاد صورت می گیرد و در این واکنشها، ترکیبهایی با پیوند کووالانسی تشکیل می