IX. Водород и элементы группы viia

Символ элемента	F	Cl	Br	I	At	H
Название элемента	Фтор	Хлор	Бром	Иод	Астат	Водород
Атомный номер	9	17	35	53	85	1
Относительная атомная масса	18,998403	35,4527	79,904	126,9045	209,9871	1,00794
Электронная конфигурация атомов	[He]2s^22p^5	[Ne]3s^23p^5	[Ar]4s^24p^5	[Kr]5s^25p^5	[Xe]6s^26p^5	1s^1
Электро-отрицатель-ность	4,1	2,83	2,74	2,21	1,96	2,10
Основные степени окисления в соединениях	–1	–1, +1, +3, +4, +5, +6, +7	–1, +1, +3, +5, +7	–1, +1, +3, +5, +7	–1, +1, +3, +5, +7	–1, +1

Простые вещества

Состав молекулы	F2	Cl2	Br2	I2	At2	H2
Агрегатное состояние (при ст. усл.)	газ	газ	жидкость	твёрдое вещество	твёрдое вещество	газ
Плотность, г/см^3 (при 293 K)	1,696^*	3,214^*	3,1226	4,93	─	0,08988^*
Температура плавления, t^oпл, ^оС	–219,47	–100,83	–7,1	113,7	─	–258,99
Температура кипения, t^oкип, ^оС	–187,99	–33,82	58,93	185,5	─	–252,72

* Данные приведены в г/дм³.

Водород

1. Общая характеристика водорода. Строение атома водорода. Изотопы водорода. Степени окисления водорода в соединениях. Характер химических связей в соединениях водорода (ионная, ковалентная полярная, ковалентная неполярная). Водородная связь. Нахождение водорода в природе.

1. с. 367–372; 2. с. 330–335; 4. с. 262–263; 8. с. 190–194; 11. с. 411–412.

2. Физические и химические свойства водорода. Прочность молекулы водорода, его термическая диссоциация. Водород как восстановитель. Атомарный водород. Взаимодействие водорода с металлами и неметаллами. Гидриды и их классификация. Катион водорода и катион гидроксония, условия их существования. Биологическая роль водорода.

1. с. 373–374; 2. с. 330–335; 4. с. 263–269; 8. с. 190–202; 11. с. 412–415.

Водород при обычных условиях недостаточно активен из-за высокой энергии связи в его молекулах и реагирует только со фтором. При нагревании он соединяется с активными металлами (Na, K, Ca, Ba) и некоторыми неметаллами (Cl₂, Br₂, O₂, S₈), а при высоком давлении и в присутствии катализаторов – с азотом и углеродом. Для водорода наиболее характерны восстановительные свойства: он восстанавливает металлы из их оксидов, сульфидов, галогенидов.

3. Получение и применение водорода. Лабораторные и промышленные способы получения водорода. Применение водорода.

1. с. 387–388; 2. с. 330–335; 4. с. 269–270; 8. с. 190–202; 11. с. 412–415.

Водород в промышленности получают термическим разложением метана; взаимодействием кокса, метана или угарного газа с перегретым водяным паром в присутствии катализаторов; электролизом растворов кислот, щелочей, ряда солей.

Все лабораторные способы получения водорода основаны на восстановлении ионов Н⁺ в воде или водных растворах кислот различными восстановителями: 2Н⁺ + 2= Н.

Водород в лабораторных условиях получают взаимодействием металлов (Fe, Zn, Mg, Al) с растворами кислот (HCl, H₂SO₄); металлов (Al, Zn) или кремния с растворами щелочей; кальция или амальгамированного алюминия с водой.