Характеристика водню — хімія

Водень (Н) – елемент особливого значення, широко поширений в природі. У перекладі з латинської Hydrogenium означає “той, що породжує воду”.

У таблиці Менделєєва, водень розташовується в головній підгрупі I групи, порядковий номер 1. Дану позицію можна пояснити тим, що атом даного елемента, як і атоми лужних металів, містить всього 1 валентний електрон. Водень одночасно знаходиться і в VII групі. Тому в його атомі, як і в атомах галогенів, що не дістає одного електрона, який необхідний для повного заповнення зовнішнього енергетичного рівня. Положення водню в VII групі разом з галогенами найбільш правильне, так як він утворює двоатомних молекули і негативно заряджені іони. Водень є неметаллом.

Двоатомних молекули Н2 досить легкі, рухливі і неполярних. Міжмолекулярної взаємодії – дисперсійне. Саме тому водень досить погано розчиняється в рідинах. Водень можливий у всіх агрегатних станах. Н2 в звичайних умовах – це газ, без кольору, запаху і смаку. При t ок. -253oC скраплюється і перетворюється в бесветную, легку і текучу рідину. А при t ок. -259oC твердне, утворюючи снегоподобную масу.

Хімічні властивості:

Енергія зв’язку атомних ядер досить велика, дорівнює 434 кДж. Тому, хімічні реакції за участю водню, зазвичай протікають при нагріванні або освітленні. При звичайних умовах реакція можлива тільки з дуже активними металами і тільки з одним неметаллом – фтором.

Виявляє одночасно відновні і окисні властивості.
До складу з’єднань входить зі ступенями окислення -1 і +1. Найпоширеніша з них +1. З’єднання водню, які мають ступінь окислення -1 називаються гідридами (Li + 1H-1, Ca + 2H-12 і ін.).

Взаємодія з іншими елементами:

1. З киснем утворює гримучий газ. Реакція вибухонебезпечна:
O2 + 2H2 → 2H2О.

2. З лужними і лужноземельними металами утворює гідриди:
Ca + H2 → CaH2.
В даних реакціях виявляє окисні властивості. З оксидами металів проявляє відновні властивості, витісняючи метал:
CuО + Н2 → Cu + Н2О.

3. З’єднання з галогенами утворюють галогеноводороди, водні розчини яких є кислотами:
водний розчин хлороводню HCl – соляна кислота;
водний розчин фтороводорода HF – плавикова кислота;
водний розчин бромоводорода HBr – бромоводородной кислота;
водний розчин иодоводорода HI – іодоводородной кислота;
водний розчин астатоводень HAt – астатоводородная кислота.

4. З азотом при нагріванні, тиску і в прісутстсвіі каталізатора (Fe), утворюючи аміак:
3Н2 + N2 → 2NH3.

5. З сірої при нагріванні, утворюючи сірководень. Це оборотна реакція:
Н2 + S → H2S.

6. З вуглецем, утворюючи метан:
2Н2 + С → СН4.

Посилання на основну публікацію