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
- 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.
- 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.
H2 + 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.
H2 + Cl2 → 2HCl
- Взаимодействует с серой, продуктом реакции является сероводород. Реакция происходит, когда водород проходит через расплавленную серу.
- 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»
2H2 + CO → CH3OH
- Водород способен восстанавливать металлы из их оксидов. Предпосылкой такой реакции является расположение металла в электрохимическом ряду напряжений справа от алюминия.
CuO + H2 → 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.
H2 +2Na → 2NaH
Смотри также:
- Номенклатура неорганических веществ
- Характерные химические свойства простых веществ – металлов: щелочных, щелочноземельных, магния, алюминия; переходных металлов (меди, цинка, хрома, железа)
- Характерные химические свойства простых веществ – неметаллов: водорода, галогенов, кислорода, серы, азота, фосфора, углерода, кремния
- Характерные химические свойства оксидов: оснóвных, амфотерных, кислотных
- Характерные химические свойства оснований и амфотерных гидроксидов
- Характерные химические свойства кислот
- Характерные химические свойства солей: средних, кислых, оснóвных; комплексных ( на примере соединений алюминия и цинка)
- Взаимосвязь различных классов неорганических веществ
Как вы считаете, материал был полезен?