Летучие соединения с водородом: подборка примеров формул и веществ

Водородные соединения – вещества, состоящие из водорода и какого-либо другого химического элемента. Их можно классифицировать на две группы:

• солеобразные гидриды – молекулы щелочных и щелочно-земельных металлов, а также алюминия (водород в молекуле проявляет степень окисления -1);
• летучие водородные соединения – молекулы водорода и неметалла (водород в соединениях проявляет степень окисления +1).

Например, натрий не образует летучие водородные соединения. В гидриде натрия NaH атом водорода проявляет степень окисления -1, поэтому молекула относится к группе солеобразных гидридов.

Физические свойства

Все летучие соединения, кроме воды, существуют только в состоянии газов. Они обычно выступают в роли сильных восстановителей. Проявляют основные, кислотные и основные свойства. Связь между водородом и неметаллом близка к ковалентной.

Летучие водородные соединения галогенов хорошо растворимы в воде. В водных растворах они ведут себя как кислоты. Восстановительные свойства по мере увеличения порядкового номера элемента усиливают, а окислительные свойства – уменьшаются. Кислотность увеличивается сверху вниз по группе из-за уменьшения прочности связи элемент-водород.

Способы получения некоторых соединений

Летучие водородные соединения образуют такие элементы как азот N, фосфор Р, сера S и другие. В ним относятся аммиак NH₃, фосфин РН₃, сероводород H₂S и др. Существует несколько способов получения летучих соединений.

Лабораторные способы

1. Хлорид аммония+щелочь→аммиак+хлорид натрия+вода
   • NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O
   • Для проведения реакции смесь соли щелочи необходимо растолочь в ступке и нагреть. Образовавшийся аммиак накапливают в пробирке. Т. к. аммиак легче воздуха, пробирку необходимо держать вверх дном. Лакмус при действии аммиака синеет.


2. Нитрид кальция+вода→аммиак+гидроксид кальция
   • Ca₃N₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2NH₃


3. Фосфид кальция+вода→гидроксид кальция+фосфин
   • Ca₃P₂ + 6H₂O→3Ca(OH)₂ + 2PH₃


4. Фосфид магния+соляная кислота→хлорид магния+фосфин
   • Mg3P₂ + 6HCl→3MgCl₂ + 2PH₃


5. Сульфид железа (II)+соляная кислота→хлорид железа (II)+сероводород
   • FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S


6. Сера+водород→сероводород
   • S + H₂ → H₂S

Промышленные способы аммиака

Азот + водород → аммиак

N₂+3H₂→2NH₃

Реакция проходит при повышении температуры до 500-550˚С, в присутствии катализатора и изменении давления до 15-30 МПа. В роли катализатора может выступать губчатое железо с примесями оксидов алюминия, калия, кальция, кремния.

Летучие водородные соединения в природе

Летучие соединения с водородом постоянно окружают нас и активно используются человеком. Они могут находиться в растворенном виде в почвенных водах, в живых организмах. В результате биохимических и геохимических процессов образуются летучие водородные газы. Таким образом, без летучих водородных соединений невозможно представить жизнь на нашей планете.