Найлегші гази. Особливості водню, кисню і азоту

Газ – одне з станів речовини. Він не володіє конкретним обсягом, заповнюючи собою всю ємність, в якій знаходиться. Зате має плинністю і щільністю. Які найлегші гази існують? Чим вони характеризуються?

Найлегші гази

Назва «газ» було придумано ще в XVII столітті через співзвуччя зі словом "хаос". Частинки речовини і справді, хаотичні. Вони рухаються в довільному порядку, змінюючи траєкторію кожен раз, коли стикаються один з одним. Вони намагаються заповнити весь доступний простір.


Молекули газу слабо пов'язані між собою, на відміну від молекул рідких і твердих речовин. Більшість його видів неможливо відчути за допомогою органів почуттів. Але гази володіють іншими характеристиками, наприклад, температурою, тиском, щільністю. Їх щільність збільшується по мірі зростання тиску, а при збільшенні температури вони розширюються. Самим легким газом є воднем, важким – гексафторид урану. Гази завжди змішуються. Якщо діють сили тяжіння, то суміш стає неоднорідною. Легкі підіймаються вгору, важкі, навпаки опускаються вниз. Найлегші гази – це:

водень;

азот;

кисень;

метан;

діоксид вуглецю.

Перші три відносяться до нульової групи таблиці Менделєєва, про них і поговоримо нижче.

Водень

Який газ є найлегшим? Відповідь очевидна – водень. Це перший елемент періодичної таблиці, який в 144 рази легший за повітря. Він позначаєте літерою Н, від латинської назви Hydrogenium (породжує воду). Водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті. Він входить до складу більшості зірок і міжзоряної матерії.


В нормальних умовах водень абсолютно безпечний і нетоксичний, не володіє запахом, смаком і кольором. В певних умовах може значно змінювати властивості. Наприклад, змішуючись з киснем, цей газ, що легко вибухає. Може розчинятися в платині, залізо, титан, нікель і в етанолі. Від впливу високих температур він переходить в металеве стан. Його молекула двухатомная і володіє великою швидкістю, що забезпечує відмінну теплопровідність газу (у 7 разів вище, ніж у повітря). На нашій планеті водень знаходиться в основному в з'єднаннях. По своїй важливості та задіяності в хімічних процесах він є другим після кисню. Водень міститься в атмосфері, входить до складу води і органічних речовин у клітинах живих організмів.

Кисень

Кисень позначається літерою О (Oxygenium). Він також не володіє запахом, смаком і кольором в нормальних умовах, і знаходиться в газоподібному стані. Його молекулу часто називають дикислород, так як вона містить два атоми. Існує його аллотропная форма або ж модифікація – газ озон (О3), що складається з трьох молекул. Він має блакитний колір і відрізняється багатьма характеристиками. Кисень і водень – найпоширеніші і найлегші гази на Землі. В корі нашої планети більше кисню, він становить приблизно 47 % її маси. У зв'язаному стані у воді його міститься більше 80 %. Газ є найважливішим елементом життєдіяльності рослин, тварин, людини і багатьох мікроорганізмів. В тілі людини він сприяє здійсненню окисно-відновних реакцій, потрапляючи в наші легені з повітрям.
Завдяки особливим властивостям кисню, його широко використовують у медичних цілях. З його допомогою усувають гіпоксію, патології ШКТ, напади бронхіальної астми. У харчовій промисловості його застосовують в якості пакувального газу. У сільському господарстві використовують кисень для збагачення води, при розведенні риби.

Азот

Як і два попередніх газу, азот складається з двох атомів, що не володіє вираженими смаковими якостями, кольором і запахом. Символ для його позначення – латинська літера N. Разом з фосфором і миш'яком він відноситься до підгрупи пниктогенов. Газ дуже інертний, за що і отримав назву azote, яке перекладається з французької як «неживий». Латинська назва Nitrogenium, тобто «породжує селітру». Азот міститься в нуклеїнових кислотах, хлорофілі, гемоглобіні і білках, є основною складовою повітря. Його вміст в гумусі і земній корі багато вчених пояснюють виверженням вулканів, які переносять його з мантії Землі. У Всесвіті газ існує на Нептуні і Урані, входить до складу сонячної атмосфери, міжзоряного простору і деяких туманностей. Людина використовує азот в основному в рідкому вигляді. Його застосовують кріотерапію, в якості середовища для упаковки і зберігання продуктів. Він вважається найбільш ефективним для гасіння пожеж, витісняє кисень і позбавляє вогонь «потпитки». Разом з кремнієм він утворює кераміку. Азот нерідко використовують для синтезу різних сполук, наприклад, барвників, аміаку, вибухових речовин.

Висновок

Який газ найлегший? Тепер ви і самі знаєте відповідь. Найлегшими вважаються водень, азот і кисень, що відносяться до нульової групи періодичної системи. Після них йдуть метан (вуглець+водень) і оксид вуглецю (вуглець+кисень).