HidrogenulStare naturala:Hidrogenul se gaseste sub forma de gaz, dar nu si in atmosfera. In

gaz, perechile de atomi de hidrogen se unesc pentru a forma molecule. Hidrogenul a fost unul din primii atomi care s-au format in Univers. S-au format la aproximativ trei minute dupa Big Bang, explozia care a format Universul asa cum il stim. Protonii au inceput sa se combine cu electronii pentru a forma atomi de Hidrogen abia dupa 300.000 de ani si s-a terminat dupa 1.000.000 de ani.

Inauntrul stelelor, nucleii se combina in reactii nucleare pentru a forma atomi de Heliu. Aceste reactii chimice creeaza lumina si caldura Soarelui si a altor stele.

Hidrogenul este al zecelea cel mai intalnit element pe pamant. Deoarece este foarte usor, acesta ocupa mai putin de 1% din masa totala a pamantului, Hidrogenul pur nu se gaseste in natura, deoarece el nu poate intretine viata, dar unii vulcani si puţuri de ulei degaja o cantitate infima de hidrogen gaz. Hidrogenul se gaseste in orice corp omenesc.

Structura atomului, configuratie electronica, pozitia in tabelul periodic:

Atomul de Hidrogen, are un singur proton si un singur electron iar neutronii lipsesc. Hidrogenul are o configuratie simpla : 1s1, deci, este situat pe un singur strat, un singur substrat intr-un singur orbital. Este situat in grupa I, in casuta 1, perioada 1.

Proprietati fizice:Hidrogenul pur se gaseste sub forma de

gaz in conditii normale, la temperatura camerei si presiune atmosferica normala. Are molecula diatomica, reprezentata ca H2. este mult mai usor decat aerul. La o temperatura de 0 grade celsius, are o densitate de 0.090 grame pe litru, unde aerul are 1.0 grame pe litru Are o temperatura de fierbere la -258,8 grade celsius si ingheata la -259,14 grade Celsius. Hidrogenul lichid este incolor in cantitati mici, dar capata o culoare albastruie in cantitati mai mari. Hidrogenul solid este tot incolor.Nu are gust, miros. Se dizolva greu in apa.Se dizolva in unele metale, cum ar fi fierul, cuprul, nichelul.Raza atomica este de 25 pm.

Proprietati chimice:Hidrogenul reactioneaza cu nemetale:

-cu O2 :  2 H2 + O2 2H2O-cu Cl2 : H2 + Cl2  2HCl Hidrogenul reactioneaza cu substante compuse:-H2 + CuO→ Cu + H2O

Hidrogenul are trei izotopi naturali, 1H, 2H și 3H. Alții, ce au nucleele foarte instabile,au fost sintetizați în laborator dar nu au fost observați în natură.

1H este cel mai răspândit izotop al hidrogenului, având o pondere de peste 99,98% în compoziția izotopică naturală al acestui element. Datorită

faptului că acesta are în nucleul un singur proton, a fost numit protiu, această denumire fiind însă rar utilizată

2H, celalalt izotop stabil al hidrogenului, este cunoscut și sub numele de deuteriu. Conține în nucleu un proton și un neutron, acest izotop provenind de la Big Bang, continuând să existe până acum datorită stabilității sale. Nu este radioactiv și nu reprezintă o sursă periculoasă de poluare. Apa ce este bogată în dioxid de deuteriu se mai numește și apă grea. Deuteriul și compușii săi sunt utilizați ca etalon în experimente neradioactive și ca solvent în procedeele de spectroscopie RMN

3H se mai numește și tritiu (mai rar: trițiu); conține în nucleu un proton și doi neutroni. Este radioactiv, rezultând din izotopul Heliu-3 prin dezintegrarea beta și are un timp de înjumătățire de 12,32 ani.Cantități mici din acest izotop sunt răspândite și în natură, acesta rezultând din interacțiunea razelor cosmice cu gazele atmosferice; tritiul este eliberat și în timpul testelor nucleare. Este folosit și în reacții de fuziune nucleară,[ și pentru evidențierea și studiul de geochimia izotopilor și în dispozitive autogeneratoare de lumină.Tritiul se mai utilizează și în marcarea radioizotopică, în special în domeniul biologiei, medicinei sau geologiei. Dioxidul de tritiu se mai numește și apă supergrea.

Valenta hidrogenului este 1, electrovalenta poate fi +1 si -1.Are un caracter electropozitiv si electronegativ.H. + .H =>H..H =>H2 Importanta si utilizari:

Hidrogenul are importante aplicatii in domeniul energetic , fiind un component de baza al unor combustibili gazosi . Principalele procese catalitice in care se foloseste hidrogenul sunt procesul Haber pentru sinteza NH3 , hidrogenarea CO cu obtinerea metanolului , hidrogenarea uleiurilor vegetale nesaturate la grasimii saturate si procesul oxo adica hidroformilarea alchenelor la aldehide si alcooli cu amestec de hidrogen si CO in prezenta unui catalizator de cobalt .

Hidrogenul se mai utilizeaza si la indepartarea sulfului , azotului si oxigenului din substantele organice in prezenta unor catalizatori :C4H4S + 4H2 C4H10 + H2S ;C6H5OH + H2 C6H6 + H2O.

Se utilizează la sudură, iar datorită bunei conductivități termice este folosit ca agent de răcire în generatoare electrice din centralele electrice. H2 lichid are un rol important în cercetările din criogenie, inclusiv în studiile legate de superconductivitate.Molecula de hidrogen, având o densitate de 15 ori mai mică decât cea a aerului, a fost întrebuințată drept gaz portant pentru baloane și dirijabile. De asemenea, este materie primă în diverse tehnologii: de reducere a minereurilor, de fabricare a amoniacului și în procedeele de hidrogenare. Hidrogenul are aplicații și în industria automobilelor, chimică, aerospațială și de telecomunicații.

Izotopii hidrogenului au aplicații specifice. Deuteriul din compoziția apei grele este utilizat în reacțiile de fisiune nucleară ca moderator pentru încetinirea neutronilor.Compușii acestuia se folosesc în cadrul studiilor ce urmăresc efectele reacțiilor izotopice.Tritiul, produs în reactoarele nucleare, se folosește în producerea bombelor cu hidrogen,în marcare izotopică și ca sursa de iradiere pentru vopselele fosforescente.

FierulStare naturalaCa abundență, fierul este al zecelea element în univers și al 4-lea pe

Pământ (al doilea metal, după aluminiu). Ca masă însă, fierul ocupă primul loc pe Pământ. În prezent se consideră că 80% din nucleul interior al Pământului este format din fier. Sub formă de diverse combinații, el formează 5% din scoarța terestră, însă în stare pură se găsește doar accidental (în meteoriți). Se presupune de asemenea că planeta Marte își datorează culoarea roșiatică unui sol bogat în oxid de fier.

Datorită reactivității sale mari, în natură fierul se găsește în stare pură doar în cazuri foarte rare, de obicei în meteoriții feroși.

Structura atomului, configuratia electronica,pozitia in tabelul periodic

Fierul (Fe) se gaseste in sistemul periodic in grupa VIII-B si in perioada a 3-a. Numarul atomic “ Z “ este 26, iar numarul de masa “ A “ este 56. Fierul, are electronul distinctiv pe penultimul strat, deci elementul Fe, ca metal tranzitional are valenta 2 si 3.

Fe= 1s22s22p63s23p64s23d1.Proprietati fizice:

- în stare pură este un metal cenuşiu, prezintă luciu metalic caracteristic;- are duritatea 4 şi densitatea 7,8 kg/dm3, fiind un metal greu;- este bun conductor de căldură şi de electricitate- este maleabil şi ductil- număr atomic (Z): 26- masa atomică (M): 55,845- raza atomică: 140 (156)- punct de topire °C: 1538- punct de fierbere °C: 2861- forme ionice: Fe2+, Fe3+

Proprietati chimice:Atomul de fier poate ceda 2 sau 3 electroni transformându-se în ion electropozitiv bivalent (ion feros) sau trivalent (ion feric).Fe+2e-→Fe2+

Fe+3e-→Fe3+

Cele 2 forme ionice sunt interschimbabile, pe parcursul proceselor de oxido-reducere, care reprezintă fenomene deosebit de important pentru viaţă, fie şi numai prin faptul că asigură funcţionabilitatea hemoglobinei.

Fe2+-1e → Fe3+reacţie de oxidare(cu cedare de electroni)Fe3++1e →Fe2+ reacţie de reducere(cu acceptare de electroni) Fierul formează 3 feluri de oxizi: - FeO (oxid de fier sau oxid feros - culoare neagră), - Fe2O3 (trioxid de fier sau oxid feric - culoare roşie), - Fe3O4 (tetraoxid de fier - culoare neagră). Principalele baze (hidroxizi) de fier sunt: - Fe(OH)2 (hidroxid feros - culoare albă), - Fe(OH)3 (hidroxid feric - culoare galbenă). În natură oxizii şi hidroxizii de fier intră în constituţia unor minerale, dintre care magnetitul - de culoare neagră (Fe3O4), hematitul - de culoare roşie (Fe2O3) şi limonitul - de culoare galbenă (Fe(OH)3) sunt cele mai răspândite.În aerul cu umiditate ridicată, în prezenţa oxigenului, fierul rugineşte. Formula chimică a ruginei este: FeO(OH). Fierul poate fi protejat împotriva ruginirii prin acoperirea sa cu metale inoxidabile (crom, zinc, staniu, vanadiu) sau prin aplicarea unor pelicule (vopsea, email, lac).

Importanta si utilizari:Fierul este în prezent cel mai utilizat metal, cuprinzând 95% din

producția mondială de metale, ca și masă. Datorită combinării unei rezistențe înalte cu un preț redus, el se folosește în prezent mai ales în cadrul aliajelor, pentru realizarea de diverse piese și structuri.

Alături de cobalt și nichel, fierul este unul dintre cele trei materiale feromagnetice care fac posibilă aplicarea practică a electromagnetismului la generatoare electrice, transformatoare și motoare electrice.

Fierul forjat este un produs maleabil care conține mai puțin de 0,2% carbon. Datorită modului de obținere, piesele din fier forjat conțin mici urme, filamente de zgură. Fierul forjat ruginește mai greu, însă a fost înlocuit în prezent în majoritatea aplicațiilor de oțeluri cu conținut scăzut de carbon, care sunt mai ieftine și mai ușor de obținut.

Fonta turnată conține 2,11% – 6,67% carbon, 1% – 6% siliciu și mici cantități de mangan. Proprietățile sale mecanice variază considerabil în funcție de forma sub care apare carbonul în aliaj. Fontele albe conțin carbonul sub formă de cementită, ceea ce le face dure, dar fragile. Suprafața de rupere a unei fonte albe prezintă numeroase fațete fine de carburi, de culoare foarte deschisă, argintie, care și dau numele materialului. În fonta cenușie, carbonul se găsește sub formă liberă, de grafit, și are de asemenea proprietăți mecanice reduse (deși mai bune decât ale fontelor albe). Variantele mai noi de fontă cenușie, fonta maleabilă și fonta modificată conțin grafitul sub formă de cristale foarte neregulate (grafit în cuiburi), respectiv sub formă sferoidală (grafit nodular), îmbunătățind mult rezistența și tenacitatea materialului.Oxizii de fier sunt folosiți la fabricarea de medii magnetice pentru stocarea informațiilor. Deseori ei sunt amestecați cu alți compuși, dar își păstrează proprietățile magnetice în soluție.

În medicină se folosesc preparate pe bază de fier ca antianemice.