§ 18. Водород — химический элемент и простое вещество

На доске знак H. Рядом колба, которая кажется пустой. И то и другое можно назвать словом «водород». Это ещё не значит, что речь об одном и том же.

К концу урока вы отличите химический элемент H от простого вещества H₂ и назовёте физические свойства этого газа: он бесцветный и намного легче воздуха. Реакции с кислородом, хлором и оксидом меди(II) — следующий урок. Кислоты не начинаем. Получение газа — § 21. Сегодня водород не получают.

Постановка лёгкости. Этот шар водородом не наполнен. Дома шар так не наполняют и к огню не подносят.

Химический элемент

Химический элемент водород — это один вид атомов. Его знак H. Буква взята из латинского имени Hydrogenium, «рождающий воду»: атомы водорода входят в состав воды. Имя целиком заучивать не нужно. Знак H у вас уже был, когда записывали символы.

Один шар — модель атома, не фотография атома. Букв на шаре нет.

Относительная атомная масса Ar(H) около 1. В § 18 это самое маленькое такое значение, и в школьном расчёте его округляют до 1. Точную запись сверьте с § 18 и с тем уроком, где считали Ar. Знак H — не колба с газом.

Где его уже встречали

В стакане вода. Это не газ H₂. На вкус воду как опыт не пробуют.

Модель воды, не фотография молекулы. Белые шары здесь условились считать водородом, красный — кислородом. Цвет атомов кадр не доказывает.

Формула воды H₂O уже была. В ней два атома водорода и один атом кислорода. Вода — сложное вещество, не простое. Стакан воды не является сосудом с газом H₂. Формулу сегодня заново не составляют, свойства воды не разбирают.

Запись H₂ тоже уже встречалась: простое вещество из двух атомов водорода. Сегодня эти записи разводят, чтобы одно слово не смешивало элемент и газ.

На Земле атомы водорода в основном внутри других веществ. Вода — тот пример, который вы уже можете показать. Простого вещества H₂ у поверхности земли в воздухе очень мало. Во Вселенной водород — самый распространённый элемент. Эта фраза про вид атомов, не про шар под потолком.

Простое вещество

Простое вещество водород образовано атомами одного элемента. Его молекула — H₂.

Модель молекулы H₂. Газ по шарам не узнать и не получить.

Если Ar(H) округлили до 1, относительная молекулярная масса Mr(H₂) = 2 × 1 = 2. Двойка в H₂ — индекс: она относится к одному символу. Это не то же самое, что множитель перед символом.

Четыре записи читают так. H — один атом элемента. 2H — два атома элемента. H₂ — одна молекула простого вещества. 3H₂ — три такие молекулы.

Физические свойства

Ниже свойства простого вещества, газа H₂. Это не химические реакции и не способ получения.

При обычных условиях водород — бесцветный газ, без запаха и без вкуса. Вкус не проверяют. В воде он растворяется мало.

Колба кажется пустой, потому что у газа нет цвета. Кадр не доказывает, что внутри водород. Нос к колбе не подносят.

Пузырь лёгкий на вид. Это не водород. Дома газ не получают, чтобы надуть пузырь.

Шар отпускают вверх. Водородом его не наполняли. Огонь к шару не несут.

Постановка: один шар выше, другой ниже. Оба шара — не водород. Дома такое сравнение с водородом не повторяют.

Газ намного легче воздуха: в § 18 сказано, что в 14,5 раза. Плотность 0,089 г/дм³: у 1 дм³ масса всего 0,089 г. Оба числа перед ответом сверьте с бумажным § 18.

При −253 °C газообразный водород становится жидким. При −259 °C он переходит в твёрдое состояние. Эти температуры в кабинете и дома не создают.

В § 18 тот же газ сравнивают и с другими: он в 16 раз легче кислорода и в 22 раза легче углекислого газа. Эти два сравнения, как и число 14,5 для воздуха, перед ответом сверяют с бумажной страницей.

Собирать газ сегодня не будем. Прибор не собирают, демонстрацию получения не проводят. Кислоты не открывают.

Проверь себя

Сначала ответьте сами. Ключ ниже, его лучше закрыть листом.

1. Чем запись H отличается от записи H₂?
2. Что означают записи 2H и 3H₂?
3. Вода H₂O — это простое вещество водород? Почему?
4. Назовите два физических свойства газа. Какое число из § 18 говорит, что он легче воздуха?
5. Почему шар и мыльный пузырь на фото не доказывают, что водород получили?
6. Почему для этого урока газ не получают дома?

Ответы

1. H — химический элемент, один вид атомов. H₂ — молекула простого вещества: два атома водорода, при обычных условиях это газ.
2. 2H — два атома элемента. 3H₂ — три молекулы простого вещества.
3. Нет. Вода — сложное вещество. В формуле H₂O есть атомы водорода, но вещество в стакане — не газ H₂.
4. Бесцветный газ и намного легче воздуха. Годятся также «без запаха» и «мало растворяется в воде». Число: в 14,5 раза легче воздуха. Плотность 0,089 г/дм³ тоже принимают, если её назвали. Числа сверяют с § 18.
5. Это постановки лёгкости. Шары водородом не наполнены, пузырь мыльный. По фото газ не получают.
6. Получение газа — § 21. Реакции с кислородом, хлором и оксидом меди(II) — следующий урок. Дома газ не получают, шар им не наполняют и к огню не подносят.

Дома найдите в тетради знак H и запись H₂ или формулу воды H₂O с прошлых уроков. Напишите одно предложение: чем элемент отличается от простого вещества. Если стакан воды перед глазами, добавьте, что это не газ H₂. Дома газ не получают. Шар водородом не наполняют и к огню не подносят. На телефон это не снимают.