Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

18.5: Виникнення, підготовка та сполуки водню

  • Page ID
    22566
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Опишіть властивості, отримання та сполуки водню

    Водень - найпоширеніший елемент у Всесвіті. Сонце та інші зірки складаються в основному з водню. Астрономи підрахували, що 90% атомів у Всесвіті - це атоми водню. Водень є компонентом більшої кількості сполук, ніж будь-який інший елемент. Вода - найпоширеніша сполука водню, знайденого на землі. Водень є важливою частиною нафти, багатьох мінералів, целюлози і крохмалю, цукру, жирів, масел, спиртів, кислот і тисяч інших речовин.

    При звичайних температурах водень являє собою безбарвний, без запаху, смаку і неотруйний газ, що складається з двоатомної молекули Н 2. Водень складається з трьох ізотопів, і на відміну від інших елементів, ці ізотопи мають різні назви і хімічні символи: протій, 1 Н, дейтерій, 2 Н (або «D») і тритій 3 Н (або «Т»). У природному зразку водню є один атом дейтерію на кожні 7000 атомів Н і один атом радіоактивного тритію на кожні 10 18 атомів Н. Хімічні властивості різних ізотопів дуже схожі, оскільки вони мають однакові електронні структури, але вони відрізняються деякими фізичними властивостями через їх різних атомних мас. Елементарний дейтерій і тритій мають менший тиск пари, ніж звичайний водень. Отже, при випаровуванні рідкого водню важчі ізотопи концентруються в останніх порціях для випаровування. Електроліз важкої води, D 2 O, дає дейтерій. Більшість тритію походить від ядерних реакцій.

    підготовка водню

    Елементарний водень повинен бути отриманий із сполук шляхом розриву хімічних зв'язків. Наступні найпоширеніші способи приготування водню.

    З пари та вуглецю або вуглеводнів

    Вода є найдешевшим і найпоширенішим джерелом водню. Пропускаючи пар над коксом (нечистою формою елементарного вуглецю) при 1000° C утворюється суміш окису вуглецю та водню, відомого як водяний газ:

    \[\ce{C}(s)+\ce{H2O}(g)\:\mathrm{\xrightarrow{1000\:°C}}\:\underset{\Large\mathrm{water\: gas}}{\ce{CO}(g)+\ce{H2}(g)} \nonumber \]

    Водяний газ є як промислове паливо. Можна отримати додатковий водень шляхом змішування водяного газу з парою в присутності каталізатора для перетворення СО в СО 2. Ця реакція є реакцією зсуву водяного газу.

    Також можна приготувати суміш водню і чадного газу шляхом пропускання вуглеводнів з природного газу або нафти і пари по каталізатору на основі нікелю. Пропан є прикладом вуглеводневого реагенту:

    \[\ce{C3H8}(g)+\ce{3H2O}(g)\:\mathrm{\underset{catalyst}{\xrightarrow{900\:°C}}}\:\ce{3CO}(g)+\ce{7H2}(g) \nonumber \]

    Електроліз

    Водень утворюється при проходженні електрики постійного струму через воду (електроліз), що містить електроліт типу H 2 SO 4, (рис\(\PageIndex{1}\).) На катоді утворюються бульбашки водню, а на аноді виділяється кисень. Чиста реакція така:

    \[\ce{2H2O}(l)+\ce{electrical\: energy}⟶\ce{2H2}(g)+\ce{O2}(g) \nonumber \]

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Електроліз води виробляє водень і кисень. Оскільки атомів водню вдвічі більше, ніж атомів кисню, і обидва елементи двохатомні, на катоді утворюється вдвічі більше обсягу водню, оскільки на аноді утворюється кисень.

    Реакція металів з кислотами

    Це найбільш зручний лабораторний метод отримання водню. Метали з меншими потенціалами відновлення зменшують іон водню в розведених кислотах для отримання газу водню та солей металів. Наприклад, як показано на малюнку\(\PageIndex{2}\), залізо в розведеній соляній кислоті виробляє газ водень і хлорид заліза (II):

    \[\ce{Fe}(s)+\ce{2H3O+}(aq)+\ce{2Cl-}(aq)⟶\ce{Fe^2+}(aq)+\ce{2Cl-}(aq)+\ce{H2}(g)+\ce{2H2O}(l) \nonumber \]

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Реакція заліза з кислотою виробляє водень. Тут залізо вступає в реакцію з соляною кислотою. (кредит: Марк Отт)

    Реакція іонних гідридів металів з водою

    Можна отримати водень в результаті реакції гідридів активних металів, які містять дуже сильно основний Н аніон, з водою:

    \[\ce{CaH2}(s)+\ce{2H2O}(l)⟶\ce{Ca^2+}(aq)+\ce{2OH-}(aq)+\ce{2H2}(g) \nonumber \]

    Металогідриди - дорогі, але зручні джерела водню, особливо там, де простір і вага є важливими факторами. Вони важливі в надуванні рятувальних жилетів, рятувальних плотів, військових повітряних куль.

    Реакція

    У нормальних умовах водень відносно неактивний хімічно, але при нагріванні він вступає в безліч хімічних реакцій.

    Дві третини світового виробництва водню присвячено виготовленню аміаку, який є добривом і використовується у виробництві азотної кислоти. Великі кількості водню також важливі в процесі гідрування, розглянуті в розділі про органічну хімію.

    Можна використовувати водень як екологічно чисте паливо. Реакція водню з киснем - дуже екзотермічна реакція, що виділяє 286 кДж енергії на моль утворюється води. Водень горить без вибуху в контрольованих умовах. Киснево-водневий факел, через високу теплоту згоряння водню, може досягати температури до 2800° C. гаряче полум'я цього факела корисно при різанні товстих листів багатьох металів. Рідкий водень також є важливим ракетним паливом (рис.\(\PageIndex{3}\)).

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): До виходу флоту на пенсію в 2011 році рідкий водень і рідкий кисень використовувалися в трьох основних двигунів космічного човника. Два відсіки у великому резервуарі утримували ці рідини, поки не був запущений човник. (Кредит: «Рейнермедіа» /Flickr)

    Некомбінований атом водню складається з ядра і одного валентного електрона в орбіталі 1 с. Валентна оболонка n = 1 має ємність для двох електронів, а водень може по праву займати два місця в таблиці Менделєєва. Можна вважати водень елементом групи 1, оскільки водень може втратити електрон, утворюючи катіон, H +. Також можна вважати водень елементом групи 17, оскільки йому потрібен лише один електрон, щоб заповнити його валентну орбіталь, щоб утворити гідридний іон, H , або він може розділити електрон для утворення єдиного ковалентного зв'язку. Насправді водень - це унікальний елемент, який практично заслуговує власного розташування в таблиці Менделєєва.

    Реакції з елементами

    При нагріванні водень вступає в реакцію з металами групи 1 і з Ca, Sr і Ba (більш активні метали в групі 2). Утворені сполуки - це кристалічні іонні гідриди, які містять гідридний аніон, H , сильний відновник і сильну основу, яка енергійно реагує з водою та іншими кислотами з утворенням водневого газу.

    Реакції водню з неметалами зазвичай виробляють кислі водневі сполуки з воднем у стані окислення 1+. Реакції стають більш екзотермічними та енергійними, оскільки електронегативність неметалу збільшується. Водень вступає в реакцію з азотом і сіркою тільки при нагріванні, але вибухонебезпечно вступає в реакцію з фтором (утворюючи HF) і в деяких умовах з хлором (утворюючи HCl). Суміш водню і кисню вибухає при запаленні. Через вибухонебезпечного характеру реакції необхідно проявляти обережність при поводженні з воднем (або будь-яким іншим горючим газом), щоб уникнути утворення вибухонебезпечної суміші в замкнутому просторі. Хоча більшість гідридів неметалів є кислими, аміак і фосфін (PH 3) є дуже і дуже слабкими кислотами і, як правило, функціонують як основи. Короткий зміст цих реакцій водню з елементами наведено в табл\(\PageIndex{1}\).

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Хімічні реакції водню з іншими елементами
    Загальне рівняння Коментарі
    \(\ce{MH\: or\: MH2⟶MOH\: or\: M(OH)2 + H2}\) іонні гідриди з групою 1 і Ca, Sr і Ba
    \(\ce{H2 + C⟶ (no\: reaction)}\)  
    \(\ce{3H2 + N2 ⟶ 2NH3}\) вимагає високого тиску і температури; низький вихід
    \(\ce{2H2 + O2 ⟶ 2H2O}\) екзотермічні та потенційно вибухонебезпечні
    \(\ce{H2 + S ⟶ H2S}\) вимагає підігріву; низька врожайність
    \(\ce{H2 + X2 ⟶ 2HX}\) X = F, Cl, Br і I; вибухонебезпечні з F 2; низький вихід з I 2

    Реакція зі сполуками

    Водень зменшує нагріті оксиди багатьох металів, з утворенням металу і водяної пари. Наприклад, пропускаючи водень над нагрітим CuO утворює мідь і воду. Водень також може зменшити іони металів у деяких оксидах металів до зниження ступенів окислення:

    \[\ce{H2}(g)+\ce{MnO2}(s)\xrightarrow{Δ}\ce{MnO}(s)+\ce{H2O}(g) \nonumber \]

    водневі сполуки

    Крім благородних газів, кожен з неметалів утворює сполуки з воднем. Для стислості тут ми обговоримо лише кілька водневих сполук неметалів.

    Азот водню сполуки

    Аміак, NH 3, утворюється природним шляхом, коли будь-яка азотовмісна органіка розкладається за відсутності повітря. Лабораторний препарат аміаку полягає в реакції солі амонію з сильною основою, такою як гідроксид натрію. Кислотно-лужна реакція зі слабокислим іоном амонію дає аміак, проілюстрований на рис\(\PageIndex{4}\). Аміак також утворюється, коли іонні нітриди вступають в реакцію з водою. Іон нітриду є набагато міцнішою основою, ніж гідроксид-іон:

    \[\ce{Mg3N2}(s)+\ce{6H2O}(l)⟶\ce{3Mg(OH)2}(s)+\ce{2NH3}(g) \nonumber \]

    Комерційне виробництво аміаку здійснюється шляхом прямого поєднання елементів у процесі Haber s:

    \[\ce{N2}(g)+\ce{3H2}(g)\xrightleftharpoons{\ce{catalyst}}\ce{2NH3}(g) \hspace{20px} ΔH°=\mathrm{−92\: kJ} \nonumber \]

    альт
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Структура аміаку показана центральним атомом азоту і трьома атомами водню.

    Аміак - безбарвний газ з різким різким різким запахом. Пахнуть солі утилізують цей потужний запах. Газовий аміак легко розріджується, утворюючи безбарвну рідину, яка кипить при −33 °С, завдяки міжмолекулярному водневому зв'язку ентальпія випаровування рідкого аміаку вища, ніж у будь-якої іншої рідини, крім води, тому аміак корисний як холодоагент. Аміак досить розчинний у воді (658 л при СТП розчиняється в 1 л Н 2 О).

    Хімічні властивості аміаку наступні:

    1. Аміак діє як основа Brønsted, про що йдеться в розділі про кислотно-лужну хімію. Іон амонію схожий за розмірами з іоном калію; сполуки двох іонів виявляють багато подібностей у своїй структурі та розчинності.
    2. Аміак може проявляти кислотну поведінку, хоча це набагато слабша кислота, ніж вода. Як і інші кислоти, аміак вступає в реакцію з металами, хоча він настільки слабкий, що необхідні високі температури. Утворюють водень і (залежно від стехіометрії\(\ce{NH2-}\)) аміди (солі), іміди (солі NH 2 ), або нітриди (солі N 3−).
    3. Атом азоту в аміаку має найнижчу можливу ступінь окислення (3 −) і, отже, не схильний до відновлення. Однак він може окислюватися. Аміак горить на повітрі, даючи НІ і воді. Гарячий аміак і іон амонію є активними відновниками. Особливий інтерес представляють окислення іонів амонію нітритом\(\ce{NO2-}\), з отриманням чистого азоту та нітратним іоном з отриманням закису азоту, N 2 O.
    4. Існує ряд сполук, які ми можемо вважати похідними аміаку шляхом заміни одного або декількох атомів водню якимось іншим атомом або групою атомів. Неорганічні похідні включають хлорамін, NH 2 Cl та гідразин, N 2 H 4:

    альт

    Хлорамін, NH 2 Cl, є результатом реакції гіпохлориту натрію, NaOCl, з аміаком в основному розчині. При наявності великого надлишку аміаку при низькій температурі хлорамін реагує далі з отриманням гідразину, N 2 H 4:

    \[\ce{NH3}(aq)+\ce{OCl-}(aq)⟶\ce{NH2Cl}(aq)+\ce{OH-}(aq) \nonumber \]

    \[\ce{NH2Cl}(aq)+\ce{NH3}(aq)+\ce{OH-}(aq)⟶\ce{N2H4}(aq)+\ce{Cl-}(aq)+\ce{H2O}(l) \nonumber \]

    Безводний гідразин відносно стабільний, незважаючи на свою позитивну вільну енергію утворення:

    \[\ce{N2}(g)+\ce{2H2}(g)⟶\ce{N2H4}(l) \hspace{20px} ΔG^\circ_\ce{f}=\mathrm{149.2\:kJ\:mol^{−1}} \nonumber \]

    Гідразин - це димляча безбарвна рідина, яка має деякі фізичні властивості, надзвичайно подібні до властивостей H 2 O (вона плавиться при 2° C, кипить при 113,5° C і має щільність при 25° C 1,00 г/мл). Він швидко і повністю згорає на повітрі зі значним виділенням тепла:

    \[\ce{N2H4}(l)+\ce{O2}(g)⟶\ce{N2}(g)+\ce{2H2O}(l) \hspace{20px} ΔH°=\mathrm{−621.5\:kJ\:mol^{−1}} \nonumber \]

    Як і аміак, гідразин є і базою Бронстеда, і основою Льюїса, хоча він слабший, ніж аміак. Він реагує з сильними кислотами і утворює два ряди солей, які містять\(\ce{N2H6^2+}\) іони\(\ce{N2H5+}\) і відповідно. Деякі ракети використовують гідразин в якості палива.

    Сполуки фосфору водню

    Найважливішим гідридом фосфору є фосфін, PH 3, газоподібний аналог аміаку як за формулою, так і за структурою. На відміну від аміаку, утворювати фосфін шляхом безпосереднього об'єднання елементів не представляється можливим. Існує два методи отримання фосфіну. Одним із способів є дія кислоти на іонний фосфід. Іншим методом є диспропорція білого фосфору з гарячою концентрованою основою для отримання фосфіну та іона фосфіту водню:

    \[\ce{AlP}(s)+\ce{3H3O+}(aq)⟶\ce{PH3}(g)+\ce{Al^3+}(aq)+\ce{3H2O}(l) \nonumber \]

    \[\ce{P4}(s)+\ce{4OH-}(aq)+\ce{2H2O}(l)⟶\ce{2HPO3^2-}(aq)+\ce{2PH3}(g) \nonumber \]

    Фосфін - безбарвний, дуже отруйний газ, який має запах, подібний до гниючої риби. Тепло легко розкладає фосфін\((\ce{4PH3}⟶\ce{P4}+\ce{6H2})\), а з'єднання згорає на повітрі. Основними видами використання фосфіну є фумігант для зерен та в обробці напівпровідників. Як і аміак, газоподібний фосфін об'єднується з газоподібними галогенідами водню, утворюючи фосфонієві сполуки, такі як PH 4 Cl і PH 4 I. Фосфін є набагато слабшою основою, ніж аміак; тому ці сполуки розкладаються у воді, і нерозчинний PH 3 виходить з розчину.

    Сірка водневі сполуки

    Сірководень H 2 S - це безбарвний газ, який відповідає за наступальний запах тухлих яєць і багатьох гарячих джерел. Сірководень настільки ж токсичний, як і ціаністий водень; тому необхідно проявляти велику обережність при поводженні з ним. Сірководень особливо оманливий, оскільки паралізує нюхові нерви; після короткого впливу людина не пахне.

    Виробництво сірководню при безпосередній реакції елементів (H 2 + S) є незадовільним, оскільки вихід низький. Більш ефективним способом приготування є реакція сульфіду металу з розведеною кислотою. Наприклад:

    \[\ce{FeS}(s)+\ce{2H3O+}(aq)⟶\ce{Fe^2+}(aq)+\ce{H2S}(g)+\ce{2H2O}(l) \nonumber \]

    Легко окислювати сірку в сульфідах металів і в сірководні, роблячи сульфіди металів і Н 2 S хорошими відновниками. У кислих розчинах сірководень знижує Fe 3 + до Fe 2 +,\(\ce{MnO4-}\) до Mn 2 +,\(\ce{Cr2O7^2-}\) до Cr 3 +, а HNO 3 до NO 2. Сірка в H 2 S зазвичай окислюється до елементарної сірки, якщо немає великого надлишку окислювача. У цьому випадку сульфід може окислюватися до\(\ce{SO3^2-}\) або\(\ce{SO4^2-}\) (або до SO 2 або SO 3 при відсутності води):

    \[\ce{2H2S}(g)+\ce{O2}(g)⟶\ce{2S}(s)+\ce{2H2O}(l) \nonumber \]

    Цей процес окислення призводить до видалення сірководню, що міститься в багатьох джерелах природного газу. Відкладення сірки в вулканічних районах можуть бути результатом окислення H 2 S, присутніх у вулканічних газах.

    Сірководень - це слабка дипротова кислота, яка розчиняється у воді з утворенням сірчановодневої кислоти. Кислота іонізується в дві стадії, утворюючи іони сірководню, HS , на першій стадії і сульфідні іони, S 2−, у другій. Оскільки сірководень є слабкою кислотою, водні розчини розчинних сульфідів і сірководню є основними:

    \[\ce{S^2-}(aq)+\ce{H2O}(l)⇌\ce{HS-}(aq)+\ce{OH-}(aq) \nonumber \]

    \[\ce{HS-}(aq)+\ce{H2O}(l)⇌\ce{H2S}(g)+\ce{OH-}(aq) \nonumber \]

    галогенні сполуки водню

    Бінарні сполуки, що містять тільки водень і галоген, є галогенідами водню. При кімнатній температурі чисті галогеніди водню HF, HCl, HBr та HI є газами.

    Загалом, можна приготувати галогеніди за загальними методиками, що використовуються для приготування інших кислот. Фтор, хлор та бром безпосередньо реагують з воднем, утворюючи відповідний галогенід водню. Це комерційно важлива реакція для приготування хлористого водню і броміду водню.

    Кислотно-лужна реакція між нелеткою сильною кислотою і галогенідом металу дасть галогенід водню. Втеча газоподібного галогеніду водню призводить реакцію до завершення. Наприклад, звичайний спосіб отримання фтористого водню полягає в нагріванні суміші фтористого кальцію, CaF 2, і концентрованої сірчаної кислоти:

    \[\ce{CaF2}(s)+\ce{H2SO4}(aq)⟶\ce{CaSO4}(s)+\ce{2HF}(g) \nonumber \]

    Газовий фтористий водень також є побічним продуктом при приготуванні фосфорних добрив реакцією фторапатиту, Ca 5 (PO 4) 3 F, з сірчаною кислотою. Реакція концентрованої сірчаної кислоти з хлоридною сіллю виробляє хлористий водень як комерційно, так і в лабораторних умовах.

    У більшості випадків хлорид натрію є хлоридом вибору, оскільки це найменш дорогий хлорид. Бромід водню та йодид водню не можна готувати з використанням сірчаної кислоти, оскільки ця кислота є окислювачем, здатним окислювати як бромід, так і йодид. Однак можна приготувати як бромід водню, так і йодистий водню, використовуючи таку кислоту, як фосфорна кислота, оскільки вона є слабшим окислювачем. Наприклад:

    \[\ce{H3PO4}(l)+\ce{Br-}(aq)⟶\ce{HBr}(g)+\ce{H2PO4-}(aq) \nonumber \]

    Всі галогеніди водню добре розчиняються у воді, утворюючи гідрогалогенні кислоти. За винятком фтористого водню, який має міцну воднево-фторидну зв'язок, вони є сильними кислотами. Реакції гідрогалогенних кислот з металами, гідроксидами металів, оксидами або карбонатами утворюють солі галогенідів. Більшість хлористих солей розчинні у воді. AgCl, PbCl 2 та Hg 2 Cl 2 є поширеними винятками.

    Галогенідні іони надають речовинам властивості, пов'язані з X (aq). Більш важкі галогенідні іони (Cl , Br - і I -) можуть діяти як відновники, а легші галогени або інші окислювачі окислюють їх:

    \ [\ ce {Cl2} (aq) +\ ce {2e-} ⟶\ ce {2Cl-} (aq)\ hspace {20px} Е° =\ математика {1.36\ :V}
    \\ ce {Br2} (q) +\ ce {2e-} ⟶\ ce {2Br-} (q)\ hspace {20px} E° =\ mathr m {1.09\ :V}
    \\ ce {I2} (q) +\ ce {2e-} ⟶\ ce {2I-} (aq)\ hspace {20px} E° =\ математика {0.54\ :V}\ номер\]

    Наприклад, бром окислює йод:

    \[\ce{Br2}(aq)+\ce{2HI}(aq)⟶\ce{2HBr}(aq)+\ce{I2}(aq) \hspace{20px} E°=\mathrm{0.55\:V} \nonumber \]

    Плавикова кислота унікальна своїми реакціями з піском (діоксид кремнію) і зі склом, що представляє собою суміш силікатів:

    \[\ce{SiO2}(s)+\ce{4HF}(aq)⟶\ce{SiF4}(g)+\ce{2H2O}(l) \nonumber \]

    \[\ce{CaSiO3}(s)+\ce{6HF}(aq)⟶\ce{CaF2}(s)+\ce{SiF4}(g)+\ce{3H2O}(l) \nonumber \]

    Летючий тетрафторид кремнію виходить з цих реакцій. Оскільки фтористий водень атакує скло, він може замерзнути або травити скло і використовується для травлення маркування на термометрах, бюретах та іншому скляному посуді.

    Найбільше застосування фтористого водню - у виробництві гідрохлорфторуглеродів для холодоагентів, у пластмасах та в паливах. Друге за величиною застосування є у виробництві кріоліту, Na 3 AlF 6, що важливо при виробництві алюмінію. Кислота також важлива у виробництві інших неорганічних фторидів (таких як BF 3), які служать каталізаторами в промисловому синтезі певних органічних сполук.

    Соляна кислота коштує відносно недорого. Це важлива і універсальна кислота в промисловості і важлива для виготовлення хлоридів металів, барвників, клею, глюкози та різних інших хімічних речовин. Значна кількість також важлива для активації нафтових свердловин і в якості розсолу лікер-кислоти, яка використовується для видалення оксидного покриття з заліза або сталі, які повинні бути оцинковані, луджені або емальовані. Кількість бромової кислоти та водневої кислоти, що використовується в комерційних цілях, незначні для порівняння.

    Резюме

    Водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті, і його хімія справді унікальна. Хоча він має деяку хімічну реакційну здатність, подібну до реакції лужних металів, водень має багато тих же хімічних властивостей неметалу з відносно низькою електронегативністю. Він утворює іонні гідриди з активними металами, ковалентні сполуки, в яких має ступінь окислення 1− з меншою кількістю електронегативних елементів, і ковалентні сполуки, в яких він має ступінь окислення 1+ з більшою кількістю електронегативних неметалів. Він вибухонебезпечно реагує з киснем, фтором та хлором, менш легко з бромом і набагато менш легко з йодом, сіркою та азотом. Водень зменшує оксиди металів з меншими потенціалами відновлення, ніж хром, утворюючи метал і воду. Всі галогеніди водню кислі при розчиненні у воді.

    Глосарій

    процес Хабер
    основний промисловий процес, що використовується для отримання аміаку з азоту і водню; передбачає використання залізного каталізатора і підвищених температур і тиску
    галогенід водню
    бінарна сполука, що утворюється між воднем і галогенами: HF, HCl, HBr та HI
    гідрування
    додавання водню (Н 2) для зменшення сполуки