Простые соединения водорода. Водород — характеристика, физические и химические свойства. Химические взаимодействия: общие положения

Многие люди упускают мелкие, но важные детали строения глаза, представляя его схематически. Например, многие забывают нарисовать третье веко в уголках глаз у носа, или что от века на радужку обычно падает тень. Если вы хотите научиться рисовать, то рекомендую начать рисовать по памяти, а не срисовывать чей-то глаз с фотографии, тогда вы осознанно запомните основные принципы.

Сначала на листе бумаги наметьте еле заметную горизонтальную линию (позже мы ее сотрем), от нее будет строиться весь рисунок, но при построении она служит ориентиром.

Теперь рисуем контур глаз, он же будет границами для век. Обратите внимание, что зрачок в человеческом глазу расположен не точно посередине глаза, а смещен чуть вверх. Это очень важно для создания реалистичного взгляда.

Когда основные границы намечены, можно приниматься за штриховку. Для этого лучше сменить карандаш и взять как можно более мягкий, чтобы штриховка получилась плотной без нажима. Заранее наметьте на радужке блик, который будет немного «заходить» на зрачок, эту область заштриховывать не нужно (стирать плотную штриховку та еще морока!).

Заштриховали зрачок? Переходим к радужке, штрихуйте ее тонкими линиями, не заходя на границы блика. Он должен всегда оставаться самой яркой частью вашего глаза, это придаст ему реалистичную «влажность». Не нужно пытаться нарисовать сразу все идеально, вычерчивать каждую черточку, нужно создать общий облик глаза, наметить, как на него падает свет.

Переходим к векам. Нанесите штриховку не резкими движениями, а длинными линиями, следуя плавной форме век. Это сразу придаст им эффектный объем. Не нажимайте сильно на карандаш, а лучше воспользуйтесь растушевкой всех заштрихованных деталей.

Это может быть плотная салфетка или кусочек чистой ворсистой ткани. Но не начинайте растушевку с темных деталей вроде зрачка, она испачкается и потом замарает весь рисунок! Сначала растушевываем самые светлые части, последовательность такая: веко, белок глаза, затем радужку и только в финале зрачок.


Глаз получился, но может выглядеть немного бледно. Чтобы «оживить» его, нужно добавить несколько деталей. Сделайте более четкий и выраженный контур у радужной оболочки, оттените внешнюю и внутреннюю сторону века, чуть-чуть затемните области радужки, прилегающие к зрачку и к ее внешней окружности.

Только не делайте все штрихи одинаковыми, они должны быть разной длины и толщины, тогда взгляд заиграет живыми искорками. Не забывайте про третье веко. В уголке глаза часто бывают блики. Просто при помощи стирательной резинки сотрите небольшое пятнышко, чтобы получился блик, но не такой яркий, как на радужке.

Наконец ресницы. Рисуем их только в последнюю очередь, иначе они будут мешать растушевывать веко! Настоящие ресницы никогда не бывают прямыми, они всегда слегка изогнуты. Начинаем рисовать ресницы от верхнего века, рисуем слегка загнутые дуги (длина ресниц у каждого человека разная, тут все зависит от вашего желания, но не переборщите). Потом слегка утолщаем основание каждой, чтобы придать им густоты и объема. Не забываем делать наклон роста ресничек по форме век!

А при поступлении в специальные заведения, связанные с профессией живописца, данные навыки обязательны.

И конечно, самым главным элементом портрета считаются глаза, ведь от того, как вы их изобразите зависит общая атмосфера картины.

Через взгляд можно угадать настроение человека, его характер. Он отражает то, о чём мы думаем и заботимся, какие намерения имеем. Именно поэтому при желании начать работать с изображениями людей необходимо огромное внимание уделить глазам.

Несмотря на то, что изображения всякого предмета и объекта тем лучше получаются, чем больше вы его , упростить задачу помогут знания устройства и анатомии.

В этой статье мы рассмотрим, как научиться рисовать глаза поэтапно быстро и красиво.

Строение: как правильно нарисовать глаза?

Итак, как уже было сказано ранее, для того, чтобы нарисовать поэтапно красиво, необходимо следовать всем анатомическим тонкостям , соблюдать пропорции.

Глаз представляет собой маленькую сферу, помещённую в глазницу и прикрытую веками, которые, в свою очередь, обрамлены ресницами. Находящийся между веками промежуток называют глазной щёлкой. Следует обращать внимание и на третью складку над глазом, находящуюся на верхнем веке.

Часть, которая видна нам, если веки подняты - это белковая оболочка, которая переходит в слегка выпуклую и прозрачную роговую оболочку. А вот уже под оболочкой роговой находится радужная. Радужная оболочка имеет занятное строение: она состоит из мышц, и именно здесь находится весь пигмент, содержащийся в глазе.

Как всем известно, отверстие, находящееся посередине радужной оболочки называется зрачком . Поскольку волокна мышц имеют свойство сужаться, то зрачок может менять свои размеры в зависимости от того, сколько света на него попадает. Поэтому будьте предельно внимательны, ведь если вы изображаете лицо персонажа, залитое светом или же, напротив, он находится в кромешной темноте — размер зрачка будет варьироваться.

Углубление в углу называется слёзным озером, которое создано для того, чтобы увлажнять глаз, когда вы мигаете. Внутренняя его часть всегда закруглена, а внешняя имеет более острый конец. Следует обратить своё внимание и на то, как веко размещено и как оно облегает глазное яблоко. То в какой степени оно нависает над глазом может прибавить человеку значительное количество лет.

Как нарисовать глаза человека?

Глаз карандашом рисовать не так сложно. Для того, чтобы приступить к рисованию, необходимы следующие инструменты:

А теперь приступаем к работе. Как правильно рисовать глаза? Помните, что с первого раза ни у кого в жизни никогда качественно и правильно выполнить эту работу не получится, поэтому наберитесь терпения и не сдавайтесь! Чем больше тренировок и практики у вас будет, тем быстрее и лучше станет получаться с каждым разом.

  • Очень легко и без лишнего нажима делаем набросок глазного яблока, которое представляет собой обычный круг.
  • Затем обрисовываем его веками , закрывая при этом около одной трети глазного яблока верхним веком и столько же нижним веком. Верхнее веко, а точнее, его область должны быть немного вогнутыми.
  • Заметьте, что внешний уголок века слегка приподнят по отношению к внутреннему (тому, что ближе к носовой части).
  • Добавляем на рисунок слёзный мешок .
  • Теперь переходим к созданию радужной оболочки и зрачка . Не располагайте радужную оболочку ровно посередине глаза, потому как от этого взгляд будет казаться агрессивным. А также не спускайте его слишком низко к ближнему веку. Эта часть глаза должна быть совсем чуть-чуть прикрыта верхним веком.
  • Добавляем блики . Делать это нужно не просто так, а опираясь на то, с какой стороны падает свет. Не делайте блики слишком большими, потому как это может уменьшить выразительность глаза.
  • Переходим к приданию формы . Штриховку начинаем с наиболее пигментированного, а, следовательно, и довольно тёмного участка глаза - радужной оболочки. Важно знать, что верхняя её часть самая тёмная, по бокам немного светлее, а нижняя часть является наиболее светлой.
  • При штриховке важно нарисовать «лучи», которые исходят от зрачка. Не нужно выделять их карандашом слишком сильно: их должно быть много, но они не должны быть очень заметными.
  • Блики можно оставлять как не заштрихованными, если вы их уже изобразили, так и создавать с помощью кончика стёрки после завершения штриховки всей радужной оболочки.
  • Для придания большей живости глазам следует изобразить опять же с помощью ластика несколько светлых лучиков.
  • Важно не повторять той ошибки, которой допускают многие, оставляя белок абсолютно белым. В природе подобного не бывает, а следовательно, и рисунок выйдет нереалистичным. Поэтому добавьте немного серых теней по уголкам, а также около границы с верхним и нижним веком .
  • Займёмся приданием формы векам. Складка верхнего века — самое тёмное место. Прорисовав её, слегка растушуйте к более светлым участкам.
  • Переходим к ресницам . Они могут быть самыми разными: короткими, длинными, пушистыми и не очень. Всё это на ваше усмотрение. Однако не стоит забывать что каждая ресница отличается от другой по размеру и в природе они абсолютно идентичными не бывают. Начинается ресничный ряд от самого уголка верхнего века и заканчивается ближе к границе его с нижним.

Как нарисовать глаза одинаковыми?

Итак, с тем, как нарисовать один глаз, мы разобрались. Но у многих художников, которые прекрасно отработали прорисовку всех мелких деталей, возникает проблема с тем, чтобы изобразить второй также хорошо. Он не должен косить, не должен быть больше или меньше, уголки, радужные оболочки — всему следует быть одинаковым. Задача, несомненно, сложная, но вполне выполнимая. Мы рекомендуем нарисовать два глаза одновременно .


Некоторые думают, что перенести изображение на лист бумаги – высшее искусство, которое недоступно обывателю. Зная маленькие хитрости искусных художников, каждый будет знать, как нарисовать глаза карандашом. Зрительный орган человека состоит из глазного яблока, верхнего и нижнего века. Глаз рисуют в форме вытянутого эллипса, с легким изгибов в виде капли возле носа.

Техника рисования заключается в создании дополнительных линий, на основании которых будет рисоваться каждая часть органа. Вначале нужно нарисовать 3 концентрических круга. Первый должен иметь радиус, который в 3 раза больше радиуса среднего круга.

Маленький круг – зрачок, второй – радужная часть, а третий будет ограничивать веко и линию брови. Рисуем линию верхнего и нижнего века в форме удлиненного эллипса. Верхняя часть должна немного закрывать подвижную часть глаза. Чуть ниже верхней дуги большого круга рисуем линию нависшего края века.

Немного наводим некоторые линии.

Нарисовать параллельную линию нижнего века, на которой растут ресницы. Черным выделить зрачок, оставив возле него блик. Оформить радужку: рисуем линии разной длины в середине глаза, оттеняем их.

Настал черед зоны века. Легкими штрихами оттенить каждую линию.

Нарисовать ряд ресниц на верхнем веке.

То же самое проделываем с нижним.

Осталось дорисовать бровь. Она должна начинаться на уровне носа и чуть дальше половины глаза делать легкий изгиб. В начале линии изображают несколько волосков, заштриховать зону, аккуратно отделив в некоторых местах волоски.

Водород. Свойства, получение, применение.

Историческая справка

Водород – первый элемент ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Русское название водорода указывает, что он «рождает воду»; латинское «гидрогениум» означает то же самое.

Впервые выделение горючего газа при взаимодействии некоторых металлов с кислотами наблюдали Роберт Бойль и его современники в первой половине XVI века.

Но водород был открыт лишь в 1766 году английским химиком Генри Кавендишем, который установил, что при взаимодействии металлов с разбавленными кислотами выделяется некий «горючий воздух». Наблюдая горение водорода на воздухе, Кавендиш установил, что в результате появляется вода. Это было в 1782 году.

В 1783 году году французский химик Антуан-Лоран Лавуазье выделил водород путем разложения воды раскаленным железом. В 1789 году водород был выделен при разложении воды под действием электрического тока.

Распространенность в природе

Водород – главный элемент космоса. Например, Солнце на 70 % своей массы состоит из водорода. Атомов водорода во Вселенной в несколько десятков тысяч раз больше, чем всех атомов всех металлов, вместе взятых.

В земной атмосфере тоже есть немного водорода в виде простого вещества – газа состава Н 2 . Водород намного легче воздуха, и поэтому его находят в верхних слоях атмосферы.

Но гораздо больше на Земле связанного водорода: ведь он входит в состав воды, самого распространенного на нашей планете сложного вещества. Водород, связанный в молекулы, содержат и нефть, и природный газ, многие минералы и горные породы. Водород входит в состав всех органических веществ.

Характеристика элемента водорода.

Водород имеет двойственную природу, по этой причине в одних случаях водород помещают в подгруппу щелочных металлов, а в других – в подгруппу галогенов.


  • Электронная конфигурация 1s 1 . Атом водорода состоит из одного протона и одного электрона.

  • Атом водорода способен терять электрон и превращаться в катион H + , и в этом он сходен со щелочными металлами.

  • Атом водорода также может присоединять электрон, образуя при этом анион Н - , в этом отношении водород сходен с галогенами.

  • В соединениях всегда одновалентен

  • СО: +1 и -1.

Физические свойства водорода

Водород – это газ, без цвета, вкуса и запаха. В 14,5 раз легче воздуха. Мало растворим в воде. Обладает высокой теплопроводностью. При t= –253 °С – сжижается, при t= –259 °С – затвердевает. Молекулы водорода настолько малы, что способны медленно диффундировать через многие материалы – резину, стекло, металлы, что используется при очистке водорода от других газов.

Известны 3 изотопа водорода: - протий, - дейтерий, - тритий. Основную часть природного водорода составляет протий. Дейтерий входит в состав тяжелой воды, которой обогащены поверхностные воды океана. Тритий – радиоактивный изотоп.

Химические свойства водорода

Водород – неметалл, имеет молекулярное строение. Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью. Энергия связи в молекуле водорода составляет 436 кДж/моль, что объясняет низкую химическую активность молекулярного водорода.


  1. Взаимодействие с галогенами. При обычной температуре водород реагирует лишь со фтором:
H 2 + F 2 = 2HF.

С хлором - только на свету, образуя хлороводород, с бромом реакция протекает менее энергично, с йодом не идет до конца даже при высоких температурах.


  1. Взаимодействие с кислородом – при нагревании, при поджигании реакция протекает со взрывом: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O.
Водород горит в кислороде с выделением большого количества тепла. Температура водородно-кислородного пламени 2800 °С.

Смесь из 1 части кислорода и 2 частей водорода – «гремучая смесь», наиболее взрывоопасна.


  1. Взаимодействие с серой – при нагревании H 2 + S = H 2 S.

  2. Взаимодействие с азотом. При нагревании, высоком давлении и в присутствии катализатора:
3H 2 + N 2 = 2NH 3 .

  1. Взаимодействие с оксидом азота (II). Используется в очистительных системах при производстве азотной кислоты: 2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O.

  2. Взаимодействие с оксидами металлов. Водород – хороший восстановитель, он восстанавливает многие металлы из их оксидов: CuO + H 2 = Cu + H 2 O.

  3. Сильным восстановителем является атомарный водород. Он образуется из молекулярного в электрическом разряде в условиях низкого давления. Высокой восстановительной активностью обладает водород в момент выделения , образующийся при восстановлении металла кислотой.

  4. Взаимодействие с активными металлами . При высокой температуре соединяется с щелочными и щелочно-земельными металлам и образуя белые кристаллические вещества – гидриды металлов, проявляя свойства окислителя: 2Na + H 2 = 2NaH;
Ca + H 2 = CaH 2 .

Получение водорода

В лаборатории:


  1. Взаимодействие металла с разбавленными растворами серной и соляной кислот,
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 .

  1. Взаимодействие алюминия или кремния с водными растворами щелочей:
2Al + 2NaOH + 10H 2 O = 2Na + 3H 2 ;

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2 .

В промышленности:


  1. Электролиз водных растворов хлоридов натрия и калия или электролиз воды при присутствии гидроксидов:
2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH;

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2 .


  1. Конверсионный способ. Вначале получают водяной газ, пропуская пары воды через раскаленный кокс при 1000 °С:
С + Н 2 О = СО + Н 2 .

Затем оксид углерода (II) окисляют в оксид углерода (IV), пропуская смесь водяного газа с избытком паров воды над нагретым до 400–450 °С катализатором Fe 2 O 3:

CO +H 2 O = CO 2 + H 2 .

Образующийся оксид углерода (IV) поглощается водой, этим способом получают 50 % промышленного водорода.


  1. Конверсия метана: CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2 .
Реакция протекает в присутствии никелевого катализатора при 800 °С.

  1. Термическое разложение метана при 1200 °С: CH 4 = C + 2H 2 .

  2. Глубокое охлаждение (до -196 °С) коксового газа. При этой температуре конденсируются все газообразные вещества, кроме водорода.
Применение водорода

Применение водорода основано на его физических и химических свойствах:


  • как легкий газ, он используется для наполнения аэростатов (в смеси с гелием);

  • кислородно-водородное пламя применяется для получения высоких температур при сварки металлов;

  • как восстановитель используется для получения металлов (молибдена, вольфрама и др.) из их оксидов;

  • для получения аммиака и искусственного жидкого топлива, для гидрогенизации жиров.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Водород – первый элемент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Символ – Н.

Атомная масса – 1 а.е.м. Молекула водорода двухатомна – Н 2 .

Электронная конфигурация атома водорода – 1s 1 . Водород относится к семейству s-элементов. В своих соединениях проявляет степени окисления -1, 0, +1. Природный водород состоит из двух стабильных изотопов – протия 1 Н (99,98%) и дейтерия 2 Н (D) (0,015%) – и радиоактивного изотопа трития 3 Н (Т) (следовые количества, период полураспада – 12,5 лет).

Химические свойства водорода

При обычных условиях молекулярный водород проявляет сравнительно низкую реакционную способность, что объясняется высокой прочностью связей в молекуле. При нагревании вступает во взаимодействие практически со всеми простыми веществами, образованными элементами главных подгрупп (кроме благородных газов, B, Si, P, Al). В химических реакциях может выступать как в роли восстановителя (чаще), так и окислителя (реже).

Водород проявляет свойства восстановителя (Н 2 0 -2е → 2Н +) в следующих реакциях:

1. Реакции взаимодействия с простыми веществами – неметаллами. Водород реагирует с галогенами , причем, реакция взаимодействия со фтором при обычных условиях, в темноте, со взрывом, с хлором – при освещении (или УФ-облучении) по цепному механизму, с бромом и йодом только при нагревании; кислородом (смесь кислорода и водорода в объемном отношении 2:1 называют «гремучим газом»), серой , азотом и углеродом :

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. Реакции взаимодействия со сложными веществами. Водород реагирует с оксидами малоактивных металлов , причем он способен восстанавливать только металлы, стоящие в ряду активности правее цинка:

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).

Водород реагирует с оксидами неметаллов :

H 2 + CO 2 ↔ CO + H 2 O (t);

2H 2 + CO ↔ CH 3 OH (t = 300C, p = 250 – 300 атм., kat = ZnO, Cr 2 O 3).

Водород вступает в реакции гидрирования с органическими соединениями класса циклоалканов, алкенов, аренов, альдегидов и кетонов и др. Все эти реакции проводят при нагревании, под давлением, в качестве катализаторов используют платину или никель:

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 .

Водород в качестве окислителя (Н 2 +2е → 2Н —) выступает в реакциях взаимодействия со щелочными и щелочноземельными металлами. При этом образуются гидриды – кристаллические ионные соединения, в которых водород проявляет степень окисления -1.

2Na +H 2 ↔ 2NaH (t, p).

Ca + H 2 ↔ CaH 2 (t, p).

Физические свойства водорода

Водород – легкий бесцветный газ, без запаха, плотность при н.у. – 0,09 г/л, в 14,5 раз легче воздуха, t кип = -252,8С, t пл = — 259,2С. Водород плохо растворим в воде и органически растворителях, хорошо растворим в некоторых металлах: никеле, палладии, платине.

По данным современной космохимии водород является самым распространенным элементом Вселенной. Основная форма существования водорода в космическом пространстве – отдельные атомы. По распространенности на Земле водород занимает 9 место среди всех элементов. Основное количество водорода на Земле находится в связанном состоянии – в составе воды, нефти, природного газа, каменного угля и т.д. В виде простого вещества водород встречается редко – в составе вулканических газов.

Получение водорода

Различают лабораторные и промышленные способы получения водорода. К лабораторным способам относят взаимодействие металлов с кислотами (1), а также взаимодействие алюминия с водными растворами щелочей (2). Среди промышленных способов получения водорода большую роль играют электролиз водных растворов щелочей и солей (3) и конверсия метана (4):

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).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание При взаимодействии 23,8 г металлического олова с избытком соляной кислоты выделился водород, в количестве, достаточном, чтобы получить 12,8 г металлической меди Определите степень окисления олова в полученном соединении.
Решение Исходя из электронного строения атома олова (…5s 2 5p 2) можно сделать вывод, что для олова характерны две степени окисления — +2, +4. На основании этого составим уравнения возможных реакций:

Sn + 2HCl = H 2 + SnCl 2 (1);

Sn + 4HCl = 2H 2 + SnCl 4 (2);

CuO + H 2 = Cu + H 2 O (3).

Найдем количество вещества меди:

v(Cu) = m(Cu)/M(Cu) = 12,8/64 = 0,2 моль.

Согласно уравнению 3, количество вещества водорода:

v(H 2) = v(Cu) = 0,2 моль.

Зная массу олова, найдем его количество вещества:

v(Sn) = m(Sn)/M(Sn) = 23,8/119 = 0,2 моль.

Сравним количества вещества олова и водорода по уравнения 1 и 2 и по условию задачи:

v 1 (Sn): v 1 (H 2) = 1:1 (уравнение 1);

v 2 (Sn): v 2 (H 2) = 1:2 (уравнение 2);

v(Sn): v(H 2) = 0,2:0,2 = 1:1 (условие задачи).

Следовательно, олово взаимодействует с соляной кислотой по уравнению 1 и степень окисления олова равна +2.

Ответ Степень окисления олова равна +2.

ПРИМЕР 2

Задание Газ, выделившийся при действии 2,0 г цинка на 18,7 мл 14,6%-ной соляной кислоты (плотность раствора 1,07 г/мл), пропустили при нагревании над 4,0 г оксида меди (II). Чему равна масса полученной твердой смеси?
Решение При действии цинка на соляную кислоту выделяется водород:

Zn + 2НСl = ZnСl 2 + Н 2 (1),

который при нагревании восстанавливает оксид меди (II) до меди (2):

СuО + Н 2 = Cu + Н 2 О.

Найдем количества веществ в первой реакции:

m(р-ра НСl) = 18,7 . 1,07 = 20,0 г;

m(НСl) = 20,0 . 0,146 = 2,92 г;

v(НСl) = 2,92/36,5 = 0,08 моль;

v(Zn) = 2,0/65 = 0,031 моль.

Цинк находится в недостатке, поэтому количество выделившегося водорода равно:

v(Н 2) = v(Zn) = 0,031 моль.

Во второй реакции в недостатке находится водород, поскольку:

v(СuО) = 4,0/80 = 0,05 моль.

В результате реакции 0,031 моль СuО превратится в 0,031 моль Сu, и потеря массы составит:

m(СuО) — m(Сu) = 0,031×80 — 0,031×64 = 0,50 г.

Масса твердой смеси СuО с Сu после пропускания водорода составит:

4,0-0,5 = 3,5 г.

Ответ Масса твердой смеси СuО с Сu равна 3,5 г.