WODÓR Hydrogenium

Położenie pierwiastka
w UKŁADZIE OKRESOWYM
Nazwa
Wodór
Nazwa łacińska
Hydrogenium
Symbol
H
Liczba atomowa
1
Masa atomowa
1,00794
Temperatura topnienia
-259,2
259,2°°C
Temperatura wrzenia
-252,2
252,2°°C
Gęstość
0,08988 g/l
(gaz, 0°
0°C, 1 atm)
Gęstość względna
0,07 (ciecz, -253
253°°C)
0,07 (staly, -262
262°°C, 1 atm)
Stopnie utlenienia
-I, I
Konfiguracja elektronowa
1s1
Elektroujemność
2,1
Wodór we Wszechświecie.

Najbardziej rozpowszechniony
pierwiastek we Wszechświecie,

Stanowi główny składnik
budujący gwiazdy,

Wodór dzięki reakcjom
termojądrowym przemienia się
w hel, (wydzielana jest energia
promienista, docierająca
do naszej planety.
Występowanie wodoru
w przyrodzie.

Woda (najbardziej rozpowszechniony związek na kuli
ziemskiej).

Główny składnik połączeń organicznych tworzących świat
roślin i zwierząt.

W drobnych ilościach w gazach wulkanicznych,
czasem w gazie ziemnym, ropie naftowej.

Cząsteczki wodoru są obecne w atmosferze (wodór
na ziemi stanowi około 0,9% wszystkich pierwiastków .
Odkrywca wodoru
– Henry Cavendih (rok 1766)
Cavendish Henry (1731–1810), chemik
i fizyk angielski, członek Royal Society
w Londynie.

PROT (1H)
Izotopy wodoru:
W skład jądra wchodzi jeden proton. Nie posiada neutronów.
Jest izotopem stabilnym.

DEUTER (2H lub 2D)
W skład jądra wchodzi 1 proton i jeden neutron. Jest izotopem
stabilnym. Ze względu na to, że deuter ma dwukrotnie większą
masę od protu, różnią się one znacząco właściwościami
fizycznymi, a także chemicznymi (silny efekt izotopowy).

TRYT (3H lub 3T)
W skład jądra wchodzi jeden proton i 2 neutrony. Jest izotopem
niestabilnym. Ulega rozpadowi β- z utworzeniem helu-3:
Na skalę przemysłową wodór otrzymuje się następującymi
metodami:
• Poprzez konwersję realizowaną podczas przepuszczania
alkanu nad parą wodną, np. metanu:
CH4 + 2H2O → 4H2 + CO2
• Przez reakcję pary wodnej z koksem w reakcji Boscha:
C + H2O → CO + H2
W laboratorium wodór można otrzymać na kilka sposobów:
• Elektroliza wody (wodnego roztworu soli lub wodorotlenku
metalu alkalicznego):
2 H2O → 2 H2 +O2
Roztwarzanie metali:
•Reakcja metalu reaktywnego z wodą, np.:
2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2↑
•Reakcja metalu nieszlachetnego z kwasem, np.:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
• Spalanie magnezu w parze wodnej:
Mg + H2O → MgO + H2↑
• Reakcja metalu amfoterycznego z roztworem
zasady, np.:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
Powyższe reakcje roztwarzania
metali wykonywać można dogodnie
w aparacie Kippa.
Wodór w temperaturze pokojowej jest
pierwiastkiem niezbyt aktywnym
chemicznie; łączy się tylko bezpośrednio
z fluorem,
a podczas naświetlania również z chlorem
(obie reakcje są gwałtowne).
W podwyższonych temperaturach wodór
reaguje
z licznymi pierwiastkami, głównie
z niemetalami,
a spośród metali z metalami silnie
elektrododatnimi, jak Li, Na i Ca.
Reakcje chemiczne
wodoru
Związki wodoru
Prawie wszystkie związki organiczne
 Wodorki
 Kwasy:

 beztlenowe
 tlenowe

Wodorotlenki
Wodorki są to dwuskładnikowe związki
chemiczne wodoru z innymi pierwiastkami.
Wodorki metali reagują z wodą, tworząc
wodorotlenki i wodór - mają charakter
zasadowy.
 Wodorki większości niemetali rozpuszczają się
w wodzie, a ich wodne roztwory wykazują
charakter kwasowy.
 Wodorkiem o dużym znaczeniu przemysłowym
jest amoniak, którego wodny roztwór ma
odczyn zasadowy.

Wiązanie wodorowe – rodzaj stosunkowo
słabego międzycząsteczkowego wiązania
chemicznego polegającego głównie
na przyciąganiu elektrostatycznym między
atomem wodoru i atomem elektroujemnym
zawierającym wolne pary elektronowe.
Zastosowanie Wodoru.





Surowiec do syntezy podstawowych
produktów przemysłu chemicznego.
Do procesów redukcji (np. tlenków metali)
i uwodorniania (utwardzania) tłuszczów.
Do uzyskiwania wysokich temperatur
w palnikach tlenowodorowych - cięcie
i spawanie metali.
Materiał napędowy rakiet kosmicznych.
Był stosowany do napełniania balonów
i sterowców.
Ogniwa paliwowe.
Zadanie 1.
Zadanie 2.
Oblicz ile cząsteczek wody należy poddać rozkładowi, aby otrzymać 1 dm 3 wodoru.