Водород.

Первый элемент периодической системы – водород. Электронная конфигурация 1s1. Существует в виде трёх изотопов: 1H — протий (Н), 2H — дейтерий (D) и 3H — тритий (радиоактивен) (T). Возможные степени окисления (СО): -1, 0, +1. Он имеет в большинстве соединений степень окисления +1, но это единственное, что он имеет общего с щелочными металлами, образующими IA группу. В соединениях с щелочными и щелочно-земельными металлами степень окисления водорода равна -1, но это, пожалуй, тоже единственное свойство, которое сближает его с галогенами. Особые св-ваН2связаны с тем, что при ионизации атома Н2 образ-ся протон.

Простое вещество представлено двухатомной молекулой Н2(атомысоединены ковалентной неполярной связью), устойчивой во всех агрегатных состояниях водорода. Молекулы Н2удерживаются в твердом и жидком состояниях только за счет слабых дисперсионных взаимодействий, поэтому Н2 имеет очень низкие tплавления и кипения.Простое веществоН2бесцветный газ, гораздо легче воздуха. В смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен. Малорастворим как в полярных, так и в неполярных растворителях. Водород растворяется в некоторых металлах. Палладий и ванадий поглощают водород при комнатной температуре. Остальные металлы поглощают водород при нагревании.

Молекулы водорода Н2 довольно прочны, и для того, чтобы водород мог вступить в реакцию, должна быть затрачена большая энергия. Поэтому при обычных температурах Н2реагирует только с очень активными металлами, образуя гидриды:2Na + H2 → 2NaH,Ca + H2 → CaH2,Mg + H2 → MgH2

С большинством же металлов и неметаллов водород реагирует при повышенной температуре или при другом воздействии, например при освещении:

О2 + 2Н2 = 2Н2О N2 + 3H2 → 2NH3 (t, p., кат.)

Взаимодействие с серой - обратимый процесс; при температуре около 200 0С (водород пропускается в расплавленную серу) образуется преимущественно сероводород, при более высокой температуре идет заметное разложение сероводорода:
H2+S<=>H2S

С галогенами образует галогеноводороды:

F2 + H2 → 2HF, реакция протекает со взрывом в темноте и при любой температуре,

Cl2 + H2 → 2HCl, реакция протекает со взрывом, только на свету.

С сажей взаимодействует при сильном нагревании:C + 2H2 → CH4

Оксиды восстанавливаются до металлов:

CuO + H2 → Cu + H2O Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O WO3 + 3H2 → W + 3H2O

Восстанавливает металлы из растворов солей:

2AgNO3 + H2 -> 2Ag + 2HNO3

Водород образует множество соединений, химия которых обычно рассматривается в разделах, посвященных элементам, образующим эти соединения. Одним из важнейших соединений водорода является водаH2O.

Молекула имеет угловое строение с валентным углов в 104,50. Атомы в молекуле связаны ковалентными полярными связями. Молекула в целом полярна – диполь. Вода – жидкость без цвета, вкуса и запаха. В природе встречается в 3х агрегатным состояниях. У воды очень высокая теплоёмкость. Вода – универсальный растворитель.

Взаимодействие с активнымиМе:

Взаимодействие а менее активными Ме при нагревании:

Вода – амфотерный, очень слабый электролит, поэтому она не проявляет выраженных кислотных или основных свойств, но оказывает сильное ионизирующее действие на растворённые в ней электролиты. Н2О<->H+ + OH-

Гидратация основных и кислотных оксидов:

Гидратация органических соединений: Вода присоединяется к непредельным углеводородам по месту разрыва кратной связи. Для несимметричных молекул этот процесс подчиняется правилу Марковникова.

Гидролиз солей:

Гидролиз карбидов, нитрилов, гидридов:

Пероксид водорода.

Пероксид водорода, H2O2 — простейший представитель пероксидов. Бесцветная жидкость с «металлическим» вкусом, неограниченно растворимая в воде, спирте и эфире. Концентрированные водные растворы взрывоопасны. Пероксид водорода является хорошим растворителем. Поскольку атомы кислорода имеют неподелённые электронные пары, молекула H2O2 также способна образовывать донорно-акцепторные связи.

Молекула сильно полярна, что приводит к возникновению водородных связей между молекулами. Связь O—O непрочна, поэтому H2O2 — неустойчивое соединение, легко разлагается: 2H2O2 → 2H2O + O2

Однако очень чистый пероксид водорода устойчив.

При действии концентрированного раствора Н2O2 на некоторые гидроксиды в ряде случаев можно выделить пероксиды металлов, которые можно рассматривать как соли пероксида водорода (Li2O2, MgO2 и др.):

Н2O2 + 2NaOH → Na2O2 + 2H2O

H2O2 + Ba(OH)2 → BaO2↓ + 2H2O

Пероксид водорода может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Например, при взаимодействии с оксидом серебра он является восстановителем:

H₂O₂^-1 + Ag₂O -> 2Ag + O₂⁰ + H₂O

В реакции с нитритом калия соединение служит окислителем:

KNO₂ + H₂O₂^-1 -> KNO₃^-2 + H₂O

Пероксид водорода обладает окислительными, а также восстановительными свойствами. Он окисляет нитриты в нитраты, выделяет иод из иодидов металлов, расщепляет ненасыщенные соединения по месту двойных связей. Пероксид водорода восстанавливает соли золота и серебра, а также кислород при реакции с водным раствором перманганата калия в кислой среде.