этого он оказывает сильное поляризующее действие, и все

соединения водорода, даже с наиболее активными неметал¬

лами, являются веществами с полярной ковалентной связью

(например, Н2О, HF, HNO3).

Но атомы водорода способны не только отдавать, но и

присоединять электрон, приобретая при этом электронную

конфигурацию инертного газа гелия:

В виде таких ионов Н водород находится в гидридах

(соединениях с металлами). Способность водорода всгупать в

реакцию по схше (9.2) аналогична способности галогенов

присоединять электроны, приобретая при этом конфигура¬

цию инертных газов (см. § 8.1).

Таким образом, даже из общего рассмотрения ясно, что

водород может проявлять как окислительную, так и восста¬

новительную способность.

По многим своим физическим свойствам водород на-

поминает галогены. Например, так же, как фтор и хлор, во¬

дород при обычных условиях двухатомный газ, а не металл.

Он имеет низкую температуру кипения (-252,8°) и плавления

(-259,2°), как й галогены. По химическим же свойствам водо¬

род больше напоминает щелочные металлы.

Однако, несмотря на некоторые похожие свойства, отме¬ ченные дня водорода, галогенов и щелочных металлов, фор¬

мальное отнесение водорода к одной из групп не позволяет правильно предсказать все его свойства по аналогии со свойствами других элементов этих групп.

Все отмеченные факты убеждают, что правильнее всего

рассматривать водород как особый вид химических элементов,

не имеющий полных аналогов.

§ 9.2. Химические свойства водорода

Энергия связи в молекуле водорода составляет 436

кДж/моль, что существенно больше энергий связи в молеку¬ лах галогенов (см. табл. 8.1) и объясняет сравнительно малую активность молекулярного водорода при обычных условиях. Так, при обычной температуре водород реагирует лишь со

фтором (в темноте) и с хлором при освещении (см. § 8.2). При повышенной температуре водород реагирует со многими ве¬

126

ществами, например, с кислородом, образуя воду с выделени¬

ем большого количества теплоты (см. § 4.1).

При нагревании водород обратимо реагирует также с

бромом, иодом, серой и азотом, причем с последним только в

присутствии катализатора и при высоком давлении.

Водород при нагревании способен реагировать не только

с простыми, но и со сложными веществами:

CuO + Н2 = Си + Н20,

СН2=СН2 + Н2 -> СНз-СНз,

СО + 2Н2 < > СН3ОН.

Во всех упомянутых выше реакциях водород является вос¬

становителем, образуя соединения, где его степень окисления

равна +1.

Со многими металлами водород вступает в реакции (по

схеме 9.2) при повышенных температуре и давлении с обра¬

зованием гидридов, где его степень окисления равна -1, на¬

пример:

2Li + Н2 = 2LiH.

По внешнему виду и многим физическим свойствам гид¬ риды похожи на соответствующие галогениды. Так, напри¬ мер, гидрид натрия белое кристаллическое соединение,

напоминающее хлорид натрия. Однако химические свойства NaH и NaCI сильно различаются. Так, NaCI растворяется в воде и диссоциирует в растворе на ионы. Гидрид натрия во¬

дой разлагается с образованием щелочи и водорода:

NaH + Н20 = NaOH + Н2Т.

Получение водорода. Для лабораторного получения ис-

пользуют взаимодействие самых разных веществ, например:

1)металлов с разбавленной соляной или серной кислотой

(см. задачу 2); 2) гидридов с водой (см. выше)\ 3) щелочных

или щелочноземельных металлов с водой (см. § 7.3); 4) крем¬

ния (см. § 7.3) или алюминия (см. § 14.2) с водой.

В огромных количествах водород используется при синте¬

зе многих веществ аммиака, хлороводорода, метилового

спирта, при гидрогенизации жиров, гидрировании непре¬

дельных соединений. Для этих целей водород получают либо электролизом водных растворов хлоридов (см. § 6.4), либо крекингом углеводородов.

127