Физические свойства:

Водород имеет три изотопа. В естественной смеси 99,985% протия и 0,015% дейтерия. Тритий - радиоактивный изотоп с периодом полураспада 12,26 года. Водород - бесцветный газ без вкуса и запаха. Жидкий водород - бесцветная жидкость, твердый - снегообразная масса. Молекулярный водород (H₂) самый легкий из всех газов (в 14,5 раз легче воздуха).

Плохо растворим в воде, хорошо растворим во многих металлах. Например, один объем палладия растворяет до 875 объемов водорода.

Химические свойства

1. Водород исключительный элемент по большинству химических свойств. Не имеет аналогов в периодической системе.

Положение водорода в периодической системе не определено. Как одновалентный элемент его иногда включают в первую группу периодической системы, однако единственное сходство его со щелочными металлами состоит в том, что он образует положительный ион. Помимо положительной степени окисления +1, водород в соединениях с металлами (гидридах) проявляет отрицательную степень окисления -1.

2. Смесь двух объемов водорода и одного объема кислорода при поджигании взрывается:

2H₂ + O₂ = 2H₂O

3. Водород из-за своей склонности соединяться с кислородом разлагает многие кислородсодержащие вещества с образованием воды. Многие оксиды взаимодействуя с водородом восстанавливаются до металла.

4. С фтором водород бурно реагирует уже при обычной температуре:

F₂ + H₂ = 2HF

Хлор соединяется с водородом менее бурно, с иодом реакция не идет до конца даже при нагревании. Сера медленно взаимодействует с водородом уже при обычной температуре с образованием сероводорода:

S + H₂ = H₂S

Азот взаимодействует с водородом только при нагревании в присутствии катализатора с образованием аммиака.

5. Соединения водорода с металлами (гидриды) можно разделить на три группы:

1) Ковалентные гидриды – это гидриды B, Al, Ga и элементов 4, 5, 6, 7 групп ПС. Большинство соединений водорода (углеводороды, вода и др.) относятся к этому типу соединений.

2) Ионные гидриды образуют щелочные и щелочноземельные металлы. Например: LiH, CaH₂.

3) Гидриды внедрения образуют переходные металлы - Тi, Zr, W и др.

6. Основное применение водорода в хим. промышленности - для производства аммиака и каталитической гидрогенизации органических веществ. Тритий, получаемый искусственно, используется в термоядерном оружии.

Главная подгруппа VII группы

У элементов главной подгруппы, которые называются "галогены", на внешнем электронном уровне, имеющем общее строение ...ns²p⁵, не достает одного электрона до устойчивого восьмиэлектронного уровня. Энергия сродства к электрону достаточно велика и галогены очень активны по отношению к металлам и неметаллам. Бурно идут реакции с водородом, образующиеся галогеноводороды растворяясь в воде дают кислоты сила которых растет сверху вниз по группе. Фтор, не имеющий d-подуровня, проявляет в своих соединениях только степень окисления -1, остальные галогены могут проявлять степени окисления -1, +1, +3, +5, +7.

Фтор

В природе встречается в виде CaF₂ – флюорит, KHF₂ – бифторид. Простое вещество F₂ в промышленности получают электролизом расплава бифторида. F₂ - газ желтоватого цвета с удушающим запахом, крайне ядовит, химически чрезвычайно активен.