Краткий конспект подготовки к ЗНО по химии №19 Водород и его соединения

Электронное строение атома водорода

Ядро атома водорода имеет заряд (+1), то есть содержит только один протон, соответственно только один электрон на единственном энергетическом уровне. Схематично это представлено ниже, записывается с помощью электронной формулы следующим образом:

Физические свойства водорода 

Молекула  содержит неполярную σ-связь. Простое вещество водород  лёгкий бесцветный газ, без запаха и вкуса, устойчив к нагреванию до 2000 °С. Практически не растворяется в воде. В смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен. Нетоксичен. Растворим в этаноле и ряде металлов: железе, никеле, палладии, платине.
Физические константы:
,
 г/л (н.у.),
пл ,
кип

Химические свойства

Водород  может проявлять в одних условиях восстановительные свойства (чаще), в других условиях – окислительные свойства (реже):
восстановитель 
окислитель 
При обычных температурах водород реагирует только с очень активными металлами, например с кальцием, образуя гидрид кальция:

и с единственным неметаллом – фтором, образуя фтороводород:

С большинством же металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре или при другом воздействии, например при освещении:

Он может «отнимать» кислород от некоторых оксидов, например:

Записанное уравнение отражает восстановительные свойства водорода.
 → 
С галогенами образует галогеноводороды:
 → , реакция протекает со взрывом в темноте и при любой температуре,

→ , реакция протекает со взрывом, только на свету.

С сажей взаимодействует при сильном нагревании:
 → 
Взаимодействие со щелочными и щёлочноземельными металлами
При взаимодействии с активными металлами водород образует гидриды:
 → 
Качественная реакция на водород – сгорание с "хлопком" собранного в пробирку газа.

Распространённость

Водород – самый распространённый элемент во Вселенной. На его долю приходится около 92 % всех атомов. Водород входит в состав практически всех органических веществ и присутствует во всех живых клетках. В живых клетках по числу атомов на водород приходится почти 50 %.
Три изотопа водорода имеют собственные названия: – протий (),  – дейтерий () и  – тритий (радиоактивен) ().

Получение

Основной промышленный способ получения водорода – реакция с водой метана.
↑ −165 кДж
В лаборатории.
Действие разбавленных кислот на металлы.
 → ↑

Применение

1. При производстве аммиака, метанола, мыла и пластмасс.
2. При производстве маргарина из жидких растительных масел.
3. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E949 (упаковочный газ).