Водород и его соединения.

---

📘 Тема 2 : Водород и его соединения

---

🔷 1. Общие сведения о водороде

• Химический символ: H
• Порядковый номер: 1
• Относительная атомная масса: 1,008
• Положение в ПСХЭ: I группа, главная подгруппа (H — особый элемент, не металл, но по свойствам может быть и неметаллом, и металлоподобным).
• Электронная конфигурация: 1s¹
• Степени окисления: +1 (в соединениях с неметаллами), –1 (в гидридах металлов), 0 (в молекулярном водороде H₂).

---

🔷 2. Физические свойства

• Газ без цвета, запаха и вкуса.
• Легчайший газ (ρ = 0,0899 г/л при н.у.).
• Плохо растворим в воде.
• Температура плавления: –259 °C
• Температура кипения: –253 °C

---

🔷 3. Химические свойства водорода

1. Восстановительные свойства (восстанавливает металлы из оксидов):

$CuO + H_2 \xrightarrow{t} Cu + H_2O$

2. Соединение с неметаллами:

• С галогенами:

$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{hv} 2HCl$

• С кислородом (взрывная реакция):

$2H_2 + O_2 \to 2H_2O + Q$

3. Образование гидридов с металлами:

$2Na + H_2 \to 2NaH$

(ионные гидриды — NaH, CaH₂)

---

🔷 4. Получение водорода

В лаборатории:

1. Взаимодействие металлов с кислотами:

$Zn + H_2SO_4 \to ZnSO_4 + H_2↑$

2. Реакция активных металлов с водой:

$2Na + 2H_2O \to 2NaOH + H_2↑$

В промышленности:

1. Электролиз воды:

$2H_2O \xrightarrow{эл} 2H_2 + O_2$

2. Конверсия метана:

$CH_4 + H_2O \xrightarrow{t,Ni} CO + 3H_2$

---

🔷 5. Соединения водорода

1. Водородные соединения с неметаллами

• HCl, H₂S, NH₃, CH₄
• Ковалентные связи.
• Обычно газообразны, растворяются в воде, образуя кислоты (HCl → HCl(aq) = соляная кислота).

2. Водородные соединения с металлами (гидриды)

• Ионные гидриды: NaH, CaH₂ (твёрдые кристаллические вещества, реагируют с водой):

$CaH_2 + 2H_2O \to Ca(OH)_2 + 2H_2↑$

• Ковалентные гидриды: BH₃, AlH₃.
• Межузельные (металлические) гидриды: PdHₓ (водород в кристаллической решётке металла).

---

🔷 6. Применение водорода

• Производство аммиака (NH₃, процесс Габера).
• Гидрогенизация жиров:

$C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{Ni} C_2H_6$

• Как топливо (водородные двигатели).
• Ракетное топливо (в смеси с кислородом).

---

🔷 7. Важные реакции для ОРТ

1. Металл + кислота → соль + H₂ Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑

2. Металл + вода → щёлочь + H₂ 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

3. Оксид металла + H₂ → металл + H₂O CuO + H₂ → Cu + H₂O

---