S- prvky Vodík
11. 8. 2021
S- prvky
- Prvky s valenčnými elektrónmi na orbitáli s ns1-2
- Prvky I. A a II. A skupiny PSP a He ( He a H majú v PSP výnimočné postavenie)
Vodík
Elektrónová konfigurácia 1H: 1s1
Izotopy vodíka- prvky s rovnakým protónovým číslom, no odlišným nukleovým
- Prótium 11H
- Deutérium 12H
- Trítium 13H
Výskyt
- Najrozšírenejší prvok vo vesmíre (91%) a tretí na Zemi ( Si, O)
- voľný- plynný obal hviezd
- viazaný- v zlúčeninách, najmä vo vode
Tvorba stabilnej štruktúry
- Tvorbou polárnej alebo nepolárnej väzby (HCl, H2)
- Prijatím elektrónu od atómov s malou elektronegativitou (hydridy)
- Odovzdaním elektrónu a naviazaním sa na molekulu s voľným elektrónovým párom (oxonióvý katión)
Príprava vodíka
- V laboratóriu
- Reakciou neušľachtilého kovu s kyselinou
Zn + 2HCl → H2 + ZnCl2
- Reakciou neušľachtilého kovu s hydroxidom
Zn + 2NaOH + 2H2O → H2 + Na2[Zn(OH)4]
- Reakciou kovu (I. a II. A skupina) s vodou
2Na + 2H2O → H2 + 2NaOH
- V priemysle
- Rozkladom nasýtených uhľovodíkov, napr. metánu
- Reakciou vodnej pary a žeravého uhlia
- Elektrolýzou vodného roztoku NaCl
Vlastnosti
A. fyzikálne
- Bezfarebný
- Bez zápachu
- Väčšinou plynné skupenstvo
- Najľahší prvok na Zemi ( 14,5x ľahší ako vzduch)
B. chemické
- Nekovový prvok
- Veľmi reaktívny, nestály
- So vzduchom tvorí výbušnú zmes
- Tvorí dvojatómové molekuly s jednoduchou väzbou
- Málo rozpustný vo vode
- Molekulový vodík H2 je menej reaktívny ako atóm vodíka H ( reaguje pri vyšších teplotách alebo s použitím katalyzátorov- Pt, Mg, Fe, Pd, Ni)
Reakcie vodíka
1. s kyslíkom- tvoria spoločne výbušnú zmes
2H2 + O2 → 2H2O ∆H<0
2. s dusíkom- katalyzátor/ teplota, vzniknutý amoniak sa používa na výrobu kyseliny dusičnej, dusíkatých hnojív
Fe
3H2 + N2 → 2NH3 ∆H<0
- využitie redukčných vlastností jednoatómového vodíka
t
H2 + CuO → Cu + H2O
Využitie
- Makrobiogénny prvok
- základnou zložkou rôznych anorganických a organických látok v tele
- Získavanie energie v živých organizmoch ( bunkové dýchanie)
- Vodíkové bomby
- Priemyselná surovina- amoniak, metanol
- Redukčné činidlo
- Hydrogenácia- napr. v potravinárstve stužovanie tukov, vo farmácii výroba liekov
- Zváranie a rezanie kovov ( 3000°C plameň)
- Palivo ( autá, rakety)
Preprava- v oceľových nádobách s červeným pruhom
