[Właściwości Chemiczne][Otrzymywanie][Występowanie i zastosowanie][Izotopy]
Najpospolitsza struktura krystaliczna pierwiastka
Nazwa Wodór
Nazwa łacińska Hydrogenium
Symbol H
Liczba atomowa 1
Masa atomowa 1,00794
Temperatura topnienia -259,2°C
Temperatura wrzenia -252,2°C
Gęstość 0,08988 g/l
(gaz, 0°C, 1 atm)
Gęstość względna 0,07 (ciecz, -253°C)
0,07 (staly, -262°C, 1 atm)
Stopnie utlenienia -I,I
Konfiguracja elektronowa 1s1
_____Atom wodoru to najprostszy atom, który może istnieć. Jego najpospolitszy izotop składa się z jednego protonu i jednego elektronu. Po usunięciu jednej z tych części atom przestaje istnieć.
_____Wodór to pierwiastek najbardziej rozpowszechniony we Wszechświecie. Jest go stosunkowo niewiele w atmosferze ziemskiej, olbrzymie ilości wodoru występują jednak w jego związkach, np. w wodzie. Każda cząsteczka wody wszystkich mórz, jezior i rzek zawiera dwa atomy wodoru. Wodór należy do 10 pierwiastków najbardziej rozpowszechnionych w skorupie Ziemskiej.

Właściwości Chemiczne

_____Wodór jest pod wieloma względami pierwiastkiem wyjątkowym. Do jego unikalnych cech należy zdolność tworzenia związków przez oddanie lub przyłączenie elektronu. Pierwiastki, które tworzą związki przez oddawanie elektronów, są uważane za elektrododatnie; występują one w lewej części układu okresowego pierwiastków.
_____Natomiast pierwiastki, które przyłączają elektrony tworząc związki, są określane jako elektroujemne i występują w prawej części układu okresowego. Wodór jest jedynym pierwiastkiem, który może zarówno oddawać, jak i przyłączać elektrony; można go umieścić w grupie IA (elektrododatniej) lub grupie VIIA (elektroujemnej).
_____Wodór tworzy z regułu cząsteczki złożone z dwóch atomów (dwuatomowe), przypisuje mu się więc symbol H2.
_____Istnieją dwa typy cząsteczek H2, ortowodór i parawodór. W cząsteczce ortowodoru dwa protony obracają się w tym samym kierunku, w cząsteczce parawodoru - w kierunkach przeciwnych.

Otrzymywanie

_____Najprostsza metoda otrzymywania wodoru jest identyczna z wykorzystywaną przez dawnych badaczy: reakcja między kwasem a aktywnym chemicznie metalem. Stosuje się zwykle rozcieńczony kwas siarkowy i cynk:
Zn + H2SO4 ---> H2 + ZnSO4
lub rozcieńczony kwas solny i cynk:
Zn + 2HCl ---> H2 + ZnCl2

_____Niewielkie ilości wodoru otrzymuje się dość łatwo przez elektrolizę wodnego roztworu wodorotlenkupotasu (KOH) lub chlorku sodu (NaCl). Na katodzie wydziela się wodór, na anodzie zaś tlen:

2H2O + 2e- ---> 2OH- (reakcja katodowa)
2H2O ---> O2 + 4H+ + 4e- (reakcja anodowa)
2H2O ---> 2H2 + O2 (reakcja sumaryczna)

Występowanie i zastosowanie

_____Prawie 2/3 wytwarzanej obecnie przez przemysł ilości wodoru wykorzystuje się do produkcji amoniaku metodą Habera. Dużo wodoru zużywa również przemysł spożywczy do uwodorniania prostych olejów roślinnych. Takie produkty jak margaryna i sosy do sałatek są znacznie zdrowsze niż ich odpowiedniki otrzymywane z tłuszczów zwierzęcych. Niewielkie ilości ciekłego wodoru stosuje się jako paliwo rakietowe.
_____Wodór to pierwiastek najbardziej rozpowszechniony w poznanym już Wszechświecie, a związki wodoru są najbardziej rozpowszechnionymi związkami na Ziemi. Wszelka materia biologiczna - od najprostszych składników cząsteczki DNA do złożonej struktury ludzkiej tkanki mózgowej - zawiera związki wodoru. Oprócz tych substancji biochemicznych chemia organiczna obejmuje wielką liczbę związków zawierających węgiel i wodór, np. węglowców.
_____Kwas borowy, H3BO3, ma postać lekkich, bezbarwnych łusek. Jest stosowany w kosmetyce i medycynie.
_____Kwas chlorowodorowy, zwyczajowo nazywany kwasem solnym, wodny roztwór chlorowodoru HCl, jest szeroko stosowany w laboratorium, przemyśle i medycynie
_____Kwas solny występuje również w przyrodzie; jest obecny w ludzkim żołądku. Ten "kwas żołądkowy" nie trawi, lecz umożliwia wytwarzanie enzymu, zapewniającego trawienie białek.
_____Kwas siarkowodorowy jest wodnym roztworem siarkowodoru H2S, gazu o charakterystycznym przykrym zapachu zgniłych jaj. Jest to gaz niezwykle trujący, śmiertelny dla ludzi, gdy jego stężenie w powietrzu wynosi zaledwie 100 części na milion.
_____Używany w każdym laboratorium kwas azotowy (HNO3) jest szeroko stosowany jako środek nitrujący w produkcji nawozów sztucznych i materiałów wybuchowych.
_____Kwas fosforowy, H3PO4, zwany także kwasem ortofosforowym. W stanie czystym jest substancją stałą, najczęściej jednak spotyka się go w postaci rozcieńczonych roztworów wodnych. Podobnie jak kwas azotowy, jest powszechnie stosowany w produkcji nawozów sztucznych fosforowych.
_____Kwas siarkowy, H2SO4, to kwas o największym zastosowaniu w przemyśle i w laboratorium. Jest tańszy niż inne mocne kwasy i dość trwały w temperaturze pokojowej.
_____Kwas siarkawy, H2SO3, można łatwo otrzymać rozpuszczając gazowy dwutlenek siarki (SO2) w wodzie.
_____Metan (CH4) to podstawowy element strukturalny całej chemii węglowodorów. Ten bezbarwny i bezwonny gaz jest również głównym skłądnikiem pospolitego gazu ziemnego.
_____Blisko spokrewniony z metanem jest etan, C2H6. To również bezbarwny i bezwonny gaz. Jako składnik gazu ziemnego, etan jest używany do celów opałowych.
_____Amoniak (azan), NH3, to bezbarwny gaz o charakterystycznym , ostrym zapachu, szeroko stosowany jako rozpuszczalnik, czynnik chłodniczy oraz w produkcji nawozów sztucznych.
_____Fosforowodór (fosfan), PH3, jest silnie trującym gazem o duszącym zapachu czosnku. Znajduje obecnie zastosowanie w produkcji niektórych rodzajów tworzyw sztucznych i ognioodpornych tkanin bawełnianych.

Izotopy

_____Zdecydowanie najbardziej rozpowszechniony w przyrodzie jest wodór-1, czyli prot. Z materiałów naturalnych można otrzymać niewielkie ilości wodoru-2, zwanego również deuterem lub ciężkim wodorem. Promieniotwórczy wodór-3, czyli tryt, występuje tylko w ilościach śladowych.
Izotop Rozpowszechnienie
w przyrodzie		 Okres
półtrwania		 Typ
rozpadu
1H 99,9985% _____ _____
2H 0,015% _____ _____
3H _____ 12,26 lat ß-
[Właściwości Chemiczne][Otrzymywanie][Występowanie i zastosowanie][Izotopy]