Umiestnenie
Vodíku patrí prvé miesto v PSP z dôvodu, že atómy vodíka majú v atómovom jadre jeden protón. Vodík sa nachádza v 1A skupine a v prvej perióde PSP.

 

Elektrónový obal

Elektrónový obal atómu vodíka je tvorený jednou vrstvou, na ktorej je umiestnený jeden elektrón.

Elektrónová konfigurácia vodíka je 1s1 1H:

 

Spôsob väzby - väzbovosť

Oxidačné číslo - +I, -I

Vodík má vo valenčnej sfére jeden elektrón, na dosiahnutie zaplnenia valenčnej sféry potrebuje ešte jeden elektrón a preto vytvára väzbu, ktorou si elektrón doplní. Vodík je jednoväzbový, je viazaný jednoduchou kovalentnou väzbou. Vytvorením väzby nadobúda stabilnejšiu elektrónovú konfiguráciu 1 s2 .

 

nepolárne väzby (H2)

Pre vodík sú typické kovalentné väzby

polárne väzby (HCl, NaCl, HF, H2O)

 

Katión H+

Ak sa z vodíkového atómu odtrhne elektrón, vznikne vodíkový katión H+ . Energia, ktorú potrebujeme na odtrhnutie elektrónu z valenčnej sféry je veľmi vysoká (ionizačná energia je veľmi vysoká). S katiónom H+ sa stretávame vo vodnom prostredí, kde sú prítomné látky s voľnými elektrónovými pármi. Voľné elektrónové páry sú schopné vodíkový katión zachytávať.

 

H2O + H+ → H3O+H3O+hydroxóniový katión

 

Anión H-

Ak sa vodíkovému atómu pripojí jeden elektrón vznikne H- anión. Schopnosť prijímať elektróny je veľmi nízka, preto väzbový partner musí byť prvok, ktorý ľahko odovzdáva elektróny. Takými prvkami sú napríklad alkalické kovy.

Zaujímavosťou je, že vodík okrem kovalentných väzieb vytvára aj takzvané vodíkové väzby (vodíkové mostíky). Vodíkové väzby patria medzi najsilnešie medzimolekulové interakcie. Vznikajú v zlúčeninách, kde sa vodík viaže s prvkom so silnou elektronegativitou. Napríklad HF, NH3, H2O. Vytvárajú sa medzi vodíkom a voľným elektrónovým párom atómu so silnou elektronegativitou. Týmto atómom môže byť O, F, N,.

Vodíkové väzby sú prítomné napríklad medzi molekulami vody H2O.

atóm vodíka

atóm kyslíka

vodíková väzba

molekula vody

 

Prítomnosť vodíkových väzieb spôsobuje, že látky majú výrazne vyššie teploty topenia a teploty varu ako ostatné hydridy. Napríklad prítomnosť vodíkových väzieb vo vode spôsobuje, že voda je za bežných podmienok kvapalina a H2S je plyn.

Vodíkové mostíky sú asi 10-krát slabšie ako klasické kovalentné väzby.

 

Fyzikálne vlastnosti
Vodík je pri izbovej teplote číry, bezfarebný plyn, bez chuti a zápachu. Vytvára dvojatómovú molekulu H2. Pri veľmi nízkych teplotách je kvapalný. Teplota varu vodíka je -252,8 °C. V tuhom skupenstve sa podobá ľadu. Molekuly má zostavené do 6-uhoľníkov, ktoré vytvárajú platničky poukladané nad sebou, výsledkom čoho je hexagonálna kryštalická štruktúra.

Vodík je najľahší s plynov (ľahší ako vzduch) a používa sa ako náplň do balónov. Vo vode sa nerozpúšťa, dobre sa rozpúšťa v kovoch (Paladium).

 

Chemické vlastnosti

Oxidačné číslo - +I, -I

redukčné vlastnosti, ktoré vyplývajú z jeho postavenia v PSP. Je schopný vyredukovať so zlúčenín kovy, čo sa využíva pri výrobe niektorých kovov.

Príklad: CuO + H2Cu + H2O

CuO - čierny prášok

PbO + H2Pb + H2O

Fe2O3 + H22Fe + H2O

 

Reakcie

Reakcie vodíka bývajú sprevádzané uvoľňovaním tepla (exotermická reakcia) a niekedy aj svetelným efektom - horením.

 

1. s halogénmy (F, Cl,)

F:

Reakcia s fluórom F a je sprevádzaná výbuchom.

H2 + F22HF

Cl:

Reakcia prebieha pri slnečnom svetle alebo keď zmes zapálime. Touto reakciou sa priemyselne vyrába HCl a rozpustením vo vode sa vyrába kyselina chlorovodíková.

H2 + Cl22 HCl

 

2. s kyslíkom (O2)

Zmes plynov reaguje v pomere 2:1 za vzniku vody, reakcia prebieha prudko a výbušne.

2H2 + O22H2O

 

3. so sírou (S)

Vodík a síra reagujú za vzniku sulfánu H2S. H2S je plynná látka so silným charakteristickým zápachom. (Sulfán sa nachádza aj vo varenom vajíčku). Používa sa v analityckej chémii na dokazovanie prítomnosti kovov rozpustením ich solí.

H2 + SH2S

 

4. s dusíkom (N2)

Reakcia nie je jednoduchá, N2 je inertný plyn, prebieha pri komplikovaných podmienkach (vysoký tlak, teplota). Produktom reakcie je veľmi významná látka - amoniak. Amoniak sa využíva na výrobu kyseliny dusičnej, dusíkatých hnojív, výbušnín.

3H2 + N22NH3

 

5. s alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín (Li, Na, Ca)

Reakciou s alkalickými kovmi vytvárajú tuhé hydridy. V hydridoch má vodík oxidačné číslo -I.

H2 + Li2LiH hydrid sodný

H2 + Ca2CaH2 hydrid vápenatý

 

29.10.2009 13:16:32
Gabi






optimalizace PageRank.cz
Romanovy stranky
© 2009 - 2011 | WideZone™ | All rights reserved
Romanovy stranky

optimalizace PageRank.cz

Name
Email
Comment
Or visit this link or this one