Химические свойства водорода

Водород – неметалл, имеет молекулярное строение. Характерно двойственное положение в периодической системе химических элементов – расположен в I и VII группах. Проявляет свойства как окислителя, так и восстановителя. При определенных условиях и с определенными элементами он может проявлять себя как металл и как неметалл.

Сходство с металлами:

  • Одинаковая конфигурация внешнего электронного уровня;
  • В большинстве соединений способен проявлять степень окисления +1;
  • Обладает хорошо выраженными восстановительными свойствами, то есть способен отдавать электроны и восстанавливать другие элементы;
  • Типичны реакции замещения.

Сходство с неметаллами:

  • Атом водорода может присоединять электроны, то есть обладает окислительными свойствами;
  • Образуя химические соединения с металлами, приобретает степень окисления -1;
  • Молекула водорода представляет собой газообразное вещество из двух атомов;

Рассмотрим на примерах химические свойства водорода как восстановители и как окислителя.

I. Восстановительные свойства

  1. Для водорода типична реакция горения с кислородом. Причем при нормальных условиях данная реакция не протекает. Необходимым условием является нагрев и чем больше нагревание, тем реакция протекает энергичнее. При смеси двух объемов водорода и одного объема кислорода образуется «гремучий газ» и происходит взрыв.

    Для водорода типична реакция горения с кислородом


  2. Типичны реакции с неметаллами:
    • Взаимодействует с серой, продуктом реакции является сероводород. Реакция происходит, когда водород проходит через расплавленную серу.

      H2 + S → H2S↑


    • При нагревании водород может вступать в реакцию с азотом с образованием аммиака. Главным условием этой реакции является высокая температура и давление, а также наличие катализатора.

      3H2 + N2 → 2NH3


    • Из галогенов при обычной температуре водород реагирует лишь с фтором.

      H+ F2 → 2HF

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

      H+ Cl2 → 2HCl


    •  
  3. Взаимодействие с оксидами неметаллов. Данные реакции протекают при нагревании с оксидами азота, углерода и галогенов. К примеру, реакция с оксидом углерода (II) протекает при высоких температурах и продуктом реакции является метанол, а смесь СО и Н2 называется «синтез-газ»

    2H+ CO → CH3OH


  4. Водород способен восстанавливать металлы из их оксидов. Предпосылкой такой реакции является расположение металла в электрохимическом ряду напряжений справа от алюминия.

    CuO + H→ Cu + H2O

    Водород является универсальным восстановителем, который используется в большинстве процессов химического синтеза для получения чистых веществ.

 

II. Окислительные свойства

В качестве окислителя водород взаимодействует с металлами с образованием гидридов. Например, продуктом реакции натрия и водорода будет гидрид натрия. В данных химических процессах водород проявляет отрицательную степень оксиления. 

H+2Na → 2NaH

 


 

Смотри также:

23 сентября 2020, 16:44

Комментарии

Для добавления комментариев необходимо авторизоваться.