Водород

Водород как элемент открыл Г.Кавендиш в 1766 и назвал его «горючим воздухом», а в 1781 он доказал, что вода – это продукт его взаимодействия с кислородом. Латинское название hydrogenium, которое происходит от греческого сочетания «рождающий воду», было присвоено этому элементу А.Лавуазье.

Массовая доля водорода в земной коре составляет 1 % — это десятый по распространённости элемент.
Водород — самый распространённый элемент во Вселенной. Он — основная составная часть звезд и межзвездного газа.
Три изотопа водорода имеют собственные названия: 1H — протий (Н), 2H — дейтерий (D) и 3H — тритий (T).

Строение атома водорода:
заряд ядра +1
число протонов 1
число электронов 1
1s1
валентность =1
степень окисления +1 (исключение: в соединениях с металлами -1)

Водород – простое вещество.
Молекула водорода Н2.
Водород — самый лёгкий газ, он легче
воздуха в 14,5 раз (Мr (воздуха) = 29),
без цвета, запаха и вкуса. Плотность
0,08987 г/л (н.у.), температура кипения
−252,76 °C,
малорастворим в воде — 18,8 мл/л.

С воздухом образует взрывоопасную смесь - гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при
объёмном отношении водорода и кислорода 2:1, или водорода и воздуха приближённо 2:5. Также
водород пожароопасен. Жидкий водород при попадании на кожу может вызвать сильное обморожение.

Получение водорода
В лаборатории:
действие разбавленных кислот на металлы.
Zn + 2HCl → ZnCl2+ H2↑
2. В промышленности:
Электролиз водных растворов солей:
2NaCl+ 2H2O→ H2↑ + 2NaOH+ Cl2

Химические свойства
Взаимодействие с простыми веществами.
при обычных температурах водород реагирует
только с щелочными и щелочноземельными
металлами, образуя гидриды:
Ca + Н2 = СаН2 (гидрид кальция)
2Na + H2 = 2NaH (гидрид натрия)
(Гидриды— солеобразные, твёрдые вещества, легко разлагаются водой:
CaH2+ 2H2O→ Ca(OH)2+ 2H2↑ )
и с единственным неметаллом — фтором,
образуя фтороводород:
F2 + H2 = 2HF
реакция протекает со взрывом

С большинством же металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре:
О2 + 2Н2 = 2Н2О
N2 + 3H2 → 2NH3 (аммиак)
С галогенами образует галогеноводороды:
Cl2 + H2 → 2HCl, реакция протекает со взрывом, только на свету.
С сажей взаимодействует при сильном нагревании:
C + 2H2 → CH4

2. Взаимодействие со сложными веществами.
Взаимодействие с оксидами металлов (как
правило, d-элементов).
Оксиды восстанавливаются до металлов:
CuO + H2 → Cu + H2O
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
WO3 + 3H2 → W + 3H2O

Применение водорода.
1. Атомарный водород используется для атомно-водородной сварки.
2. При производстве аммиака, метанола, мыла и пластмасс.
3. При производстве маргарина из жидких растительных масел. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E949.

4. Водород очень лёгок и в воздухе всегда поднимается вверх. Когда-то дирижабли и воздушные шары наполняли водородом. Но в 30-х гг. XX в. произошло несколько катастроф, в ходе которых дирижабли взрывались и сгорали. В наше время дирижабли наполняют гелием, несмотря на его существенно более высокую стоимость.