Vodík

• nejrozšířenější prvek ve vesmíru
• tvoří základ veškeré živé hmoty
• přírodní vodík je směsí tří izotopů:
  • lehký vodík – protium      H
  • těžký vodík – deuterium     H    (v přírodě značka D, vyskytuje se ve formě D₂O)
  • tritium     H    (značka T, výskyt v horní vrstvě atmosféry, kde vzniká jadernou reakcí : ¹⁴N + n  à  ³H +  ¹²C
• nejčastěji se připravuje reakcí zředěné kyseliny sírové se zinkem
•                           Zn + H₂SO₄  à  ZnSO₄ + H₂

• další způsob příravy: z reakce amfoterních kovů s roztoky hydroxidů alkalických kovů

Zn + 2NaOH + 2H₂O  à  Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

                                                                                                                      _{tetrahydroxozimečnatan sodný}

2Al + 2NaOH + 6H₂O  à  2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

                                                                                                                       _{tetrahydroxohlinatan sodný}

• Průmyslová výroba: přeháněním vodní páry přes rozžhavený koks
  • První fáze – vznik směsi oxidu uhelnatého a vodíku:   H₂O + C  à  CO + H₂
  • Druhá fáze – reakce oxidu uhelnatého s dalším podílem vodní páry:

                                 CO + H₂O à  CO₂ + H₂

• Jiný způsob prům. výroby: reakce methanu s vodní párou, kterou je nutno provádět při vysoké teplotě (1100 °C) a za přítomnosti katalyzátoru :  CH₄ + H₂O  à  CO + 3H ₂
• Velmi čistý vodík se vyrábí elektrolýzou okyselené vody
• Vlastnosti vodíku:
  • Plyn, lehčí než vzduch
  • Bod varu: -252,8  °C, bod tání -259,2 °C
  • Je to nekov a proto má na rozdíl od ostatních prvků I. skupiny podstatně vyšší hodnotu elektronegativity
  • Ve většině chem. reakcí – redukční činidlo

• Chemické reakce vodíku:
  • Reaguje se všemi halogeny: H₂ + X₂  à  2HX     (kde X = F, Cl, Br, I)
  • V přítomnosti kyslíku vodík hoří
  • Redukcí plynným vodíkem lze připravit řadu kovů a jejich oxidů:

CuO + H₂  à  Cu + H₂O

WO₃ + 3H₂     à  W + 3H₂O

• Hydrogenace:  vznik organických látek z látek anorganických

                                    CO + 2 H₂  à  CH₃OH   (methylalkohol)

• Sloučeniny vodíku: binární (dvojprvkové) sloučeniny = hydridy
  • Iontové hydridy: sloučeniny vodíku s nejelektropozitivnějšími kovy (alkalické kovy nebo kovy alkalických zemin)

           Př: 2Na + H₂ à  2NaH  (hydrid sodný)

                 Ca + H₂  à  Ca H₂    (hydrid vápenatý)

• Kovové hydridy:  křehké, pevné látky, kovového vzhledu, tvoří jej prvky podskupiny chromu, triády železa a palladium
• Hydridy přechodného typu: tvoří prvky podskupin skandia, titanu, vanadu a některých lanthanoidů a aktinoidů, většinou mají charakter berthollidů – mají proměnlivé chem. složení
• Molekulové hydridy: tvoří nekovy a polokovy IV. Až VII. Skupiny
• Polymerní hydridy: sloučeniny s elektronově deficitními vyzbami