Водород. Вода

H
+1
1
H0 - 1ē → H+1
Восстановительные свойства
Окислительные свойства
H0 + 1ē → H-1

Сходства с галогенами:
1. Окислитель в реакциях с металлами:
2Na + H2 = 2NaH
t
2. Молекула двухатомна.
3. При обычных условиях водород – газ.

Степень окисления + 1
Степень окисления - 1
HF
H2O
+1
+1
NaH
CaH2
-1
-1
протий
дейтерий
тритий

Водород занимает 9 место по распространенности
среди химических элементов.
Наиболее важное его соединение – вода.
Водород входит в состав природного газа, нефти, в состав всех животных и растительных организмов.
В виде простого вещества водород встречается крайне редко в вулканических газах.

Водород – бесцветный нетоксичный
газ без запаха и вкуса.
Водород в 14,5 раз
легче воздуха.
M(возд)/M(H2) = 29/2 = 14,5

Температура кипения
-252,6 0С
Температура
плавления -259,2 0С
Водород незначительно
растворяется в воде
«гремучий газ»

«Я думал, что у меня вылетят все зубы вместе с корнями».

Получение водорода:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
а) в лаборатории:
б) в промышленности:
аппарат Киппа
прибор Кирюшкина
C + H2 = CO + H2↑
t
CH4 + H2O = CO + 3H2↑
t

Водород – восстановитель:
t
Химические свойства:
2H2 + O2 = 2H2O
0
0
+1
-2
H2 + Cl2 = 2HCl
hν
0
0
+1
-1
вода
хлороводород
3H2 + N2 ↔ 2NH3
0
0
+1
-3
аммиак
p, t,
kat.
CuO + H2 = Cu + H2O
t
0
0
+2
+1
2Li + H2 = 2LiH
гидрид
лития
t
0
0
+1
-1

H2
Производство
NH3
Получение
HNО3
Получение
удобрений
Производство
HCl
Получение
CH3OH
Получение
мыла
Производство
пластмасс
Производство
маргарина
Ракетное
топливо
Сварка и
резка
металлов
Хладагент
Получение
металлов

Г. Кавендиш
Первооткрыватель водорода –
Г. Кавендиш.
Кавендиш собрал чистый водород.
Он получил водород действием серной и соляной кислот на
цинк, железо и олово.

Г. Кавендиш
А. Лавуазье
Это вещество – газ, а
не «горючий воздух».
Этот газ – «водород», что означает рождающий воду.

Водород имеет схожее
строение с элементами IA
и VIIA групп.
Водород проявляет окислительные и восстановительные свойства.
Молекула водорода состоит
из двух атомов.
Атомы водорода связаны
ковалентной неполярной связью.
Водород имеет большое значение в промышленности.

104,50
+
—
диполь

Водородная связь

Водородная химическая связь возникает между атомами водорода одной молекулы и атомами наиболее электроотрицательных элементов (фтора, кислорода, азота) другой молекулы.
Эта очень слабая связь, она в 15-20 раз слабее ковалентной.
Она объясняет высокие температуры кипения воды, спиртов, фтороводорода, аммиака.

Твёрдое
состояние
Жидкое
состояние
Газообразное
состояние

Вода представляет собой прозрачную жидкость без вкуса и запаха. В тонких слоях она бесцветна, а в толстых имеет голубоватый цвет.
Температура плавления воды 0 0С, а температура кипения – 100 0С.
Вода способна расширяться при замерзании и имеет максимальную плотность при +4 0С.

Вода обладает высокими значениями теплоты плавления и теплоты парообразования.
Вода имеет высокую удельную теплоёмкость.
Для нагревания 1 кг воды нужно затратить много энергии.
Теплоёмкость воды достигает минимального значения при 36-37 0С.

Плотность воды при н.у. 1 г/см3.
Вода обладает высоким поверхностным натяжением.

Вода обладает вязкостью.
Вода – универсальный растворитель.
Гидрофильное вещество
Гидрофобное вещество
Многие соли, спирты, кислоты.
Жиры, пластмассы.

Химические свойства:
6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2↑
hν
Процесс фотосинтеза
Реакции со щелочными металлами
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
0
0
+1
+1
Восст-ль
Ок-ль

Химические свойства:
Реакции с основными и кислотными оксидами
Электролиз воды
0
0
-2
+1
Кислород – восст-ль
Водород – ок-ль
K2O + H2O = 2KOH
Гидроксид
калия
SO3 + H2O = H2SO4
Серная
кислота

Химические свойства:
Гидролиз
Кристаллогидраты
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
CuSO4 · 5H2O – медный купорос
Na2CO3 · 10H2O – кристаллическая сода
CaSO4 · 2H2O – гипс