Características de los elementos s

El bloque de elementos s incluye 13 elementos, común a los cuales es la acumulación del subnivel s del nivel de energía externa en sus átomos.

Aunque el hidrógeno y el helio son elementos s, debido a la especificidad de sus propiedades, deben considerarse por separado. Hidrógeno, sodio, potasio, magnesio, calcio son elementos vitales.

Los compuestos del elemento S exhiben patrones generales en propiedades, debido a la similitud estructura electronica sus átomos. Todos los electrones externos son de valencia y participan en la formación. enlaces químicos... Por tanto, el estado máximo de oxidación de estos elementos en los compuestos es el número electrones en capa exterior y, en consecuencia, es igual al número del grupo en el que el elemento dado... El estado de oxidación de los metales del elemento S es siempre positivo. Otra característica es que después de la separación de los electrones de la capa exterior, queda un ión, que tiene una capa de un gas noble. Al aumentar número de serie elemento, radio atómico, la energía de ionización disminuye (de 5.39 eV y Li a 3.83 eV y Fr), y aumenta la actividad reductora de los elementos.

La inmensa mayoría de los compuestos de los elementos s son incoloros (en contraste con los compuestos de los elementos d), ya que la transición de los electrones d de baja niveles de energía a niveles de energía más altos.

Los compuestos de elementos de los grupos IA-IIA son sales típicas, en una solución acuosa se disocian casi completamente en iones, no son susceptibles de hidrólisis en el catión (excepto las sales Be 2+ y Mg 2+).

hidruro de hidrógeno covalente iónico

La complejación no es típica de los iones del elemento s. Los complejos cristalinos de s - elementos con ligandos H 2 O-hidratos cristalinos son conocidos por antigüedad profunda, por ejemplo: Na 2 B 4 O 7 10H 2 O-bórax, KАl (SO 4) 2 12H 2 O-alum. Las moléculas de agua en los hidratos cristalinos se agrupan alrededor del catión, pero a veces también rodean completamente al anión. Debido a la pequeña carga del ion y al gran radio del ion, los metales alcalinos son menos propensos a la formación de complejos, incluidos los complejos de agua. Como agentes complejantes en compuestos complejos Los iones de litio, berilio y magnesio son de baja estabilidad.

Hidrógeno. Propiedades químicas del hidrógeno

El hidrógeno es el elemento S más ligero. Su configuración electrónica en el estado fundamental es 1S 1. Un átomo de hidrógeno está formado por un protón y un electrón. La peculiaridad del hidrógeno es que su electrón de valencia está directamente en la esfera de acción. núcleo atómico... El hidrógeno no tiene una capa electrónica intermedia, por lo que el hidrógeno no puede considerarse un análogo electrónico de los metales alcalinos.

Como los metales alcalinos, el hidrógeno es un agente reductor y exhibe un estado de oxidación de 1. Los espectros del hidrógeno son similares a los de los metales alcalinos. El hidrógeno lo acerca a los metales alcalinos por su capacidad para dar iones H + hidratados cargados positivamente en soluciones.

Como un halógeno, a un átomo de hidrógeno le falta un electrón. Ésta es la razón de la existencia del ion hidruro H -.

Además, al igual que los átomos de halógeno, los átomos de hidrógeno se caracterizan por una alta energía de ionización (1312 kJ / mol). Por tanto, el hidrógeno ocupa una posición especial en la Tabla Periódica de los Elementos.

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo y representa hasta la mitad de la masa del sol y la mayoría de las estrellas.

En el sol y otros planetas, el hidrógeno se encuentra en estado atómico, en el medio interestelar en forma de moléculas diatómicas parcialmente ionizadas.

El hidrógeno tiene tres isótopos; protio 1 H, deuterio 2 D y tritio 3 T, y el tritio es un isótopo radiactivo.

Las moléculas de hidrógeno se distinguen por su alta resistencia y baja polarización, tamaño pequeño y baja masa, y tienen alta movilidad. Por tanto, el hidrógeno tiene un punto de fusión muy bajo (-259,2 o C) y un punto de ebullición (-252,8 o C). Porque energia alta disociación (436 kJ / mol) la descomposición de moléculas en átomos se produce a temperaturas superiores a 2000 o C. El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro e insípido. Tiene una densidad baja - 8,99 · 10 -5 g / cm A presiones muy altas, el hidrógeno se transforma en un estado metálico. Se cree que en planetas distantes sistema solar- Júpiter y Saturno, el hidrógeno está en condición del metal... Se supone que la composición el núcleo de la tierra también contiene hidrógeno metálico, donde se encuentra a la presión ultra alta creada por el manto terrestre.

Propiedades químicas. A temperatura ambiente el hidrógeno molecular reacciona solo con flúor, cuando se irradia con luz, con cloro y bromo, cuando se calienta con O 2, S, Se, N 2, C, I 2.

Las reacciones del hidrógeno con el oxígeno y los halógenos proceden de un mecanismo de radicales.

La interacción con el cloro es un ejemplo de una reacción no ramificada cuando se irradia con luz (activación fotoquímica), cuando se calienta (activación térmica).

Сl + H 2 = HCl + H (desarrollo de cadena)

H + Cl 2 = HCl + Cl

La explosión de un gas oxihidrógeno, una mezcla de hidrógeno y oxígeno, es un ejemplo de un proceso de cadena ramificada, cuando el inicio de una cadena incluye no una, sino varias etapas:

H 2 + O 2 = 2OH

H + O 2 = OH + O

O + H 2 = OH + H

OH + H 2 = H 2 O + H

El proceso explosivo se puede evitar trabajando con hidrógeno puro.

Dado que el hidrógeno se caracteriza por estados de oxidación positivos (+1) y negativos (-1), el hidrógeno puede presentar propiedades tanto reductoras como oxidantes.

Las propiedades reductoras del hidrógeno se manifiestan al interactuar con no metales:

H 2 (g) + Cl 2 (g) = 2HCl (g),

2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (g),

Estas reacciones proceden con el lanzamiento. un número grande calor, que da testimonio de la alta energía (fuerza) de los enlaces H-Cl, H-O. Por tanto, el hidrógeno presenta propiedades reductoras con respecto a muchos óxidos, haluros, por ejemplo:

Esta es la base para el uso de hidrógeno como agente reductor para la producción de sustancias simples a partir de óxidos de haluro.

El hidrógeno atómico es un agente reductor aún más fuerte. Se forma a partir de una descarga electrónica molecular en condiciones de baja presión.

El hidrógeno posee una alta actividad reductora en el momento de su liberación durante la interacción de un metal con un ácido. Este hidrógeno reduce el CrCl 3 a CrCl 2:

2CrCl 3 + 2HCl + 2Zn = 2CrCl 2 + 2ZnCl 2 + H 2 ^

La interacción del hidrógeno con el óxido de nitrógeno (II) es importante:

2NO + 2H 2 = N 2 + H 2 O

Utilizado en sistemas de purificación para la producción de ácido nítrico.

Como agente oxidante, el hidrógeno interactúa con metales activos:

En este caso, el hidrógeno se comporta como un halógeno, formando un análogo a los haluros. hidruros.

Los hidruros del elemento s del grupo I tienen una estructura iónica del tipo NaCl. Químicamente, los hidruros iónicos se comportan como compuestos básicos.

Los hidruros covalentes son menos electronegativos que el propio hidrógeno de elementos no metálicos, por ejemplo, hidruros de la composición SiH 4, BH 3, CH 4. Por su naturaleza química, los hidruros no metálicos son compuestos ácidos.

Un rasgo característico de la hidrólisis de hidruros es el desprendimiento de hidrógeno; la reacción procede de acuerdo con un mecanismo redox.

Hidruro básico

Hidruro de ácido

Debido a la evolución de hidrógeno, la hidrólisis procede de forma completa e irreversible (? Н<0, ?S>0). En este caso, los hidruros básicos forman un álcali y un ácido ácido.

Potencial estándar del sistema B. En consecuencia, el ion H es un fuerte agente reductor.

En el laboratorio, el hidrógeno se produce mediante la interacción del zinc con el ácido sulfúrico al 20% en el aparato Kipp.

El zinc técnico a menudo contiene pequeñas impurezas de arsénico y antimonio, que se reducen por el hidrógeno en el momento de su liberación a gases venenosos: arsina SbH 3 y estubina SbH. Dicho hidrógeno puede envenenar. Con zinc químicamente puro, la reacción avanza lentamente debido a la sobretensión y no se puede obtener una buena corriente de hidrógeno. La velocidad de esta reacción aumenta con la adición de cristales. sulfato de cobre, la reacción se acelera debido a la formación de un par galvánico de Cu-Zn.

El hidrógeno más puro se forma por la acción del álcali sobre el silicio o el aluminio cuando se calienta:

En la industria, el hidrógeno puro se obtiene por electrólisis de agua que contiene electrolitos (Na 2 SO 4, Ba (OH) 2).

Se forma una gran cantidad de hidrógeno como subproducto en la electrólisis de una solución acuosa de cloruro de sodio con un diafragma que separa el espacio del cátodo y el ánodo,

La mayor cantidad de hidrógeno se obtiene por gasificación. combustible sólido(antracita) con vapor sobrecalentado:

O conversión gas natural(metano) con vapor sobrecalentado:

La mezcla resultante (gas de síntesis) se utiliza en la producción de muchos compuestos orgánicos... El rendimiento de hidrógeno se puede aumentar pasando gas de síntesis sobre el catalizador, por lo que el CO se convierte en CO 2.

Solicitud. Se consume una gran cantidad de hidrógeno para la síntesis de amoníaco. Para la producción de cloruro de hidrógeno y ácido clorhídrico, para la hidrogenación de grasas vegetales, para la reducción de metales (Mo, W, Fe) a partir de óxidos. La llama de hidrógeno-oxígeno se utiliza para soldar, cortar y fundir metales.

El hidrógeno líquido se utiliza como propulsor. El combustible de hidrógeno es Amigable con el medio ambiente y más intensivo en energía que la gasolina, por lo que en el futuro puede reemplazar los productos del petróleo. Varios cientos de vehículos ya funcionan con hidrógeno en el mundo. Los problemas de la energía del hidrógeno están asociados con el almacenamiento y transporte de hidrógeno. Almacenamiento de hidrógeno en camiones cisterna subterráneos en estado liquido bajo una presión de 100 atm. Transporte grandes cantidades El hidrógeno líquido es un peligro grave.

DEFINICIÓN

Hidrógeno- el primer elemento de la tabla periódica elementos químicos DI. Mendeleev. Símbolo - N.

Masa atómica - 1 amu La molécula de hidrógeno es diatómica - Н 2.

La configuración electrónica del átomo de hidrógeno es 1s 1. El hidrógeno pertenece a la familia de los elementos s. En sus compuestos presenta estados de oxidación -1, 0, +1. El hidrógeno natural consta de dos isótopos estables: protio 1 H (99,98%) y deuterio 2 H (D) (0,015%) y isótopo radiactivo tritio 3 H (T) (trazas, vida media - 12,5 años).

Propiedades químicas del hidrógeno

En condiciones normales, el hidrógeno molecular presenta una reactividad relativamente baja, lo que se explica por la alta fuerza de los enlaces en la molécula. Cuando se calienta, interactúa con casi todas las sustancias simples formadas por elementos de los principales subgrupos (excepto los gases nobles, B, Si, P, Al). En reacciones químicas, puede actuar como agente reductor (más a menudo) y como agente oxidante (con menos frecuencia).

Exhibiciones de hidrógeno propiedades del agente reductor(Н 2 0 -2е → 2Н +) en las siguientes reacciones:

1. Reacciones de interacción con sustancias simples - no metales. El hidrógeno reacciona con halógenos además, la reacción de interacción con flúor en condiciones normales, en la oscuridad, con una explosión, con cloro - bajo iluminación (o irradiación UV) por un mecanismo de cadena, con bromo y yodo solo cuando se calienta; oxígeno(una mezcla de oxígeno e hidrógeno en una relación de volumen de 2: 1 se denomina "gas oxihidrógeno"), gris, nitrógeno y carbón:

H2 + Hal2 = 2HHal;

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + Q (t);

H2 + S = H2S (t = 150 - 300C);

3H2 + N2 ↔ 2NH3 (t = 500C, p, kat = Fe, Pt);

2H2 + C ↔ CH4 (t, p, kat).

2. Reacciones de interacción con sustancias complejas... El hidrógeno reacciona con óxidos de metales de baja actividad, y es capaz de reducir solo los metales que están en la fila de actividad a la derecha del zinc:

CuO + H2 = Cu + H2O (t);

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O (t);

WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O (t).

El hidrógeno reacciona con óxidos de no metales:

H 2 + CO 2 ↔ CO + H 2 O (t);

2H 2 + CO ↔ CH 3 OH (t = 300ºC, p = 250 - 300 atm., Kat = ZnO, Cr 2 O 3).

El hidrógeno entra en reacciones de hidrogenación con compuestos orgánicos de la clase de cicloalcanos, alquenos, arenos, aldehídos y cetonas, etc. Todas estas reacciones se llevan a cabo bajo calentamiento, bajo presión, platino o níquel se utilizan como catalizadores:

CH 2 = CH 2 + H 2 ↔ CH 3 -CH 3;

C _ {6} H _ {6} + 3H _ {2} ↔ C _ {6} H _ {12};

C 3 H 6 + H 2 ↔ C 3 H 8;

CH _ {3} CHO + H _ {2} ↔ CH _ {3} -CH _ {2} -OH;

CH3-CO-CH3 + H2 ↔ CH3 -CH (OH) -CH3.

Hidrógeno como agente oxidante(Н 2 + 2е → 2Н -) actúa en reacciones de interacción con metales alcalinos y alcalinotérreos. En este caso, se forman hidruros: compuestos iónicos cristalinos en los que el hidrógeno presenta un estado de oxidación de -1.

2Na + H2 ↔ 2NaH (t, p).

Ca + H 2 ↔ CaH 2 (t, p).

Propiedades físicas del hidrógeno

El hidrógeno es un gas ligero, incoloro e inodoro, de densidad en condiciones normales. - 0.09 g / l, 14.5 veces más liviano que el aire, bala t = -252.8С, t pl = - 259.2С. El hidrógeno es poco soluble en agua y disolventes orgánicos, muy soluble en algunos metales: níquel, paladio, platino.

Según la cosmoquímica moderna, el hidrógeno es el elemento más abundante en el Universo. La principal forma de existencia del hidrógeno en espacio exterior- átomos individuales. En términos de abundancia en la Tierra, el hidrógeno ocupa el noveno lugar entre todos los elementos. La principal cantidad de hidrógeno en la Tierra está en un estado ligado: en la composición de agua, petróleo, gas natural, carbón, etc. En forma de una sustancia simple, el hidrógeno es raro, en la composición de los gases volcánicos.

Producción de hidrógeno

Existen métodos industriales y de laboratorio para producir hidrógeno. Los métodos de laboratorio incluyen la interacción de metales con ácidos (1), así como la interacción de aluminio con soluciones acuosas de álcalis (2). Entre los métodos industriales para producir hidrógeno, la electrólisis juega un papel importante. soluciones acuosasálcalis y sales (3) y conversión de metano (4):

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 (1);

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3 H 2 (2);

2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH (3);

CH4 + H2O ↔ CO + H2 (4).

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

Ejercicio	Cuando 23,8 g de estaño metálico reaccionaron con un exceso de ácido clorhídrico, se liberó hidrógeno en cantidad suficiente para obtener 12,8 g de cobre metálico Determinar el estado de oxidación del estaño en el compuesto resultante.
Solución	Basado en la estructura electrónica del átomo de estaño (… 5s 2 5p 2), se puede concluir que el estaño se caracteriza por dos estados de oxidación - +2, +4. En base a esto, compondremos las ecuaciones de posibles reacciones: Sn + 2HCl = H2 + SnCl2 (1); Sn + 4HCl = 2H2 + SnCl4 (2); CuO + H2 = Cu + H2O (3). Encontremos la cantidad de sustancia de cobre: v (Cu) = m (Cu) / M (Cu) = 12,8 / 64 = 0,2 mol. Según la ecuación 3, la cantidad de hidrógeno es: v (H 2) = v (Cu) = 0,2 mol. Conociendo la masa del estaño, encontramos su cantidad de sustancia: v (Sn) = m (Sn) / M (Sn) = 23,8 / 119 = 0,2 mol. Comparemos las cantidades de sustancia de estaño e hidrógeno según las ecuaciones 1 y 2 y según la condición del problema: v 1 (Sn): v 1 (H 2) = 1: 1 (ecuación 1); v 2 (Sn): v 2 (H 2) = 1: 2 (ecuación 2); v (Sn): v (H 2) = 0,2: 0,2 = 1: 1 (condición de problema). Por tanto, el estaño reacciona con el ácido clorhídrico según la ecuación 1 y el estado de oxidación del estaño es +2.
Respuesta	El estado de oxidación del estaño es +2.

EJEMPLO 2

Ejercicio	El gas liberado por la acción de 2,0 g de zinc en 18,7 ml de ácido clorhídrico al 14,6% (densidad de la solución 1,07 g / ml) se hizo pasar mientras se calentaba sobre 4,0 g de óxido de cobre (II). ¿Cuál es la masa de la mezcla sólida resultante?
Solución	Cuando el zinc actúa sobre ácido clorhídrico se libera hidrógeno: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (1), que, cuando se calienta, reduce el óxido de cobre (II) a cobre (2): CuO + H 2 = Cu + H 2 O. Encontremos la cantidad de sustancias en la primera reacción: m (solución HCl) = 18,7. 1,07 = 20,0 g; m (HCl) = 20,0. 0,146 = 2,92 g; v (HCl) = 2,92 / 36,5 = 0,08 mol; v (Zn) = 2,0 / 65 = 0,031 mol. El zinc es escaso, por lo que la cantidad de hidrógeno liberado es igual a: v (H 2) = v (Zn) = 0,031 mol. En la segunda reacción, hay escasez de hidrógeno porque: v (CuO) = 4.0 / 80 = 0.05 mol. Como resultado de la reacción, 0.031 mol de CuO se convertirán en 0.031 mol de Cu, y la pérdida de peso será: m (CuO) - m (Cu) = 0.031 × 80 - 0.031 × 64 = 0.50 g. La masa de la mezcla sólida de CuO con Cu después de pasar hidrógeno será: 4,0-0,5 = 3,5 g.
Respuesta	La masa de la mezcla sólida de CuO y Cu es 3,5 g.

El hidrógeno en la tabla periódica está en el número uno, en I y VII grupos inmediatamente. El símbolo del hidrógeno es H (latín Hydrogenium). Es un gas muy ligero, incoloro e inodoro. Hay tres isótopos de hidrógeno: 1H - protio, 2H - deuterio y 3H - tritio (radiactivo). Aire u oxígeno en reacción con hidrógeno simple H₂ es altamente inflamable y también explosivo. El hidrógeno no emite productos tóxicos. Es soluble en etanol y varios metales (esto es especialmente cierto para el subgrupo secundario).

La prevalencia del hidrógeno en la Tierra

Como el oxígeno, el hidrógeno es esencial. Pero, a diferencia del oxígeno, casi todo el hidrógeno está en forma encuadernada con otras sustancias. En estado libre, se encuentra solo en la atmósfera, pero su cantidad es extremadamente insignificante. El hidrógeno forma parte de casi todos los compuestos orgánicos y organismos vivos. La mayoría de las veces ocurre en forma de óxido: agua.

Propiedades fisicoquímicas

El hidrógeno es inactivo y cuando se calienta o en presencia de catalizadores, reacciona con casi todos los elementos químicos simples y complejos.

Reacción del hidrógeno con elementos químicos simples.

A temperaturas elevadas, el hidrógeno reacciona con oxígeno, azufre, cloro y nitrógeno. aprenderá qué experimentos con gases se pueden hacer en casa.

Experiencia de interacción de hidrógeno con oxígeno en condiciones de laboratorio.

Tomemos hidrógeno puro, que entra por la tubería de salida de gas, y le prendimos fuego. Arderá con una llama apenas perceptible. Si coloca un tubo de hidrógeno en un recipiente, seguirá ardiendo y se formarán gotas de agua en las paredes. Fue el oxígeno el que reaccionó con el hidrógeno:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О + Q

Cuando el hidrógeno se quema, se genera mucha energía térmica. La temperatura de la combinación de oxígeno e hidrógeno alcanza los 2000 ° C. Hidrógeno oxidado con oxígeno, por lo que esta reacción se llama reacción de oxidación.

En condiciones normales (sin calentar), la reacción es lenta. Y a temperaturas superiores a 550 ° C, se produce una explosión (se forma el llamado gas detonante). Anteriormente, el hidrógeno se usaba a menudo en globos, pero debido a la formación de gas oxihidrógeno ha habido muchos desastres. La integridad de la bola se rompió y se produjo una explosión: el hidrógeno reaccionó con el oxígeno. Por lo tanto, ahora se usa helio, que se calienta periódicamente con una llama.

El cloro interactúa con el hidrógeno y forma cloruro de hidrógeno (solo en presencia de luz y calor). La reacción química del hidrógeno y el cloro se ve así:

H₂ + Cl₂ = 2HCl

Un dato interesante: la reacción del flúor con el hidrógeno provoca una explosión incluso en la oscuridad y temperaturas por debajo de 0 ° C.

La interacción del nitrógeno con el hidrógeno puede ocurrir solo cuando se calienta y en presencia de un catalizador. Esta reacción produce amoníaco. Ecuación de reacción:

ЗН₂ + N₂ = 2NН₃

La reacción de azufre e hidrógeno ocurre con la formación de un gas: sulfuro de hidrógeno. Como resultado, puedes oler huevos podridos:

Н₂ + S = H₂S

En los metales, el hidrógeno no solo se disuelve, sino que también puede reaccionar con ellos. Como resultado, se forman compuestos, que se denominan hidruros. Algunos hidruros se utilizan como combustible en cohetes. Además, con su ayuda, se obtiene energía nuclear.

Reacción con elementos químicos complejos.

Por ejemplo, hidrógeno con óxido de cobre. Tome un tubo de hidrógeno y páselo por el polvo de óxido de cobre. Toda la reacción tiene lugar cuando se calienta. El polvo de cobre negro se volverá rojo pardusco (color cobre liso). También aparecerán gotas de líquido en las áreas no calentadas del matraz; esto se forma.

Reacción química:

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Como puede ver, el hidrógeno reaccionó con óxido y cobre reducido.

Reacciones reductoras

Si una sustancia elimina el óxido durante la reacción, es un agente reductor. Usando el ejemplo de la reacción del óxido de cobre con, vemos que el hidrógeno era un agente reductor. También reacciona con algunos otros óxidos como HgO, MoO₃ y PbO. En cualquier reacción, si uno de los elementos es un agente oxidante, el otro será un agente reductor.

Todos los compuestos de hidrógeno

Compuestos de hidrógeno con no metales- muy volátil y gases venenosos(por ejemplo, sulfuro de hidrógeno, silano, metano).

Haluros de hidrógeno- El cloruro de hidrógeno se utiliza sobre todo. Cuando se disuelve, forma ácido clorhídrico. Este grupo también incluye: fluoruro de hidrógeno, yoduro de hidrógeno y bromuro de hidrógeno. Todos estos compuestos dan como resultado los ácidos correspondientes.

Peróxido de hidrógeno (fórmula químicaН₂О₂) exhibe fuertes propiedades oxidantes.

Hidróxidos de hidrógeno o agua H₂O.

Hidruros son compuestos con metales.

Hidróxidos- estos son ácidos, bases y otros compuestos que contienen hidrógeno.

Compuestos orgánicos: proteínas, grasas, lípidos, hormonas y otros.

Líquido

Hidrógeno(lat. Hidrogenio; denotado por el símbolo H) - el primer elemento sistema periódico elementos. Ampliamente distribuida en la naturaleza. El catión (y núcleo) del isótopo de hidrógeno más abundante, 1 H, es el protón. Las propiedades del núcleo 1 H permiten utilizar ampliamente la espectroscopia de RMN en el análisis. materia orgánica.

Tres isótopos de hidrógeno tienen sus propios nombres: 1 H - protio (H), 2 H - deuterio (D) y 3 H - tritio (radiactivo) (T).

Sustancia simple hidrógeno - H 2 - gas incoloro ligero. Es inflamable y explosivo cuando se mezcla con aire u oxígeno. No tóxico. Disolvamos en etanol y varios metales: hierro, níquel, paladio, platino.

Historia

La liberación de gas combustible durante la interacción de ácidos y metales se observó en el siglo XVI y Siglos XVII en los albores de la formación de la química como ciencia. Mikhail Vasilyevich Lomonosov también señaló directamente su separación, pero ya definitivamente se dio cuenta de que no era flogisto. El físico y químico inglés Henry Cavendish investigó este gas en 1766 y lo llamó "aire combustible". Cuando se quemaba, el "aire combustible" producía agua, pero la adhesión de Cavendish a la teoría del flogisto le impidió sacar conclusiones correctas. El químico francés Antoine Lavoisier, junto con el ingeniero J. Meunier, utilizando medidores de gas especiales, en 1783 sintetizaron agua y luego la analizaron, descomponiendo el vapor de agua con hierro al rojo vivo. Así, estableció que el "aire combustible" es parte del agua y se puede obtener de ella.

origen del nombre

Lavoisier le dio al hidrógeno el nombre de hidrogène, "dar a luz al agua". Nombre ruso"Hidrógeno" fue propuesto por el químico M.F.

Predominio

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Representa aproximadamente el 92% de todos los átomos (el 8% son átomos de helio, la proporción de todos los demás elementos tomados en conjunto es inferior al 0,1%). Por tanto, el hidrógeno es el principal componente estrellas y gas interestelar. En condiciones de temperaturas estelares (por ejemplo, la temperatura de la superficie del Sol es ~ 6000 ° C), el hidrógeno existe en forma de plasma; en el espacio interestelar, este elemento existe en forma de moléculas individuales, átomos e iones y puede formar nubes moleculares que difieren significativamente en tamaño, densidad y temperatura.

La corteza terrestre y los organismos vivos.

Fracción de masa de hidrógeno en corteza de la Tierra es 1%: este es el décimo elemento más común. Sin embargo, su papel en la naturaleza no está determinado por la masa, sino por el número de átomos, cuya proporción, entre otros elementos, es del 17% (segundo lugar después del oxígeno, cuya proporción de átomos es ~ 52%). Por tanto, el valor del hidrógeno en procesos quimicos que ocurre en la Tierra es casi tan grande como el oxígeno. A diferencia del oxígeno, que existe en la Tierra tanto en estado libre como ligado, prácticamente todo el hidrógeno de la Tierra está en forma de compuestos; La atmósfera contiene solo una cantidad muy pequeña de hidrógeno en forma de una sustancia simple (0,00005% en volumen).

El hidrógeno forma parte de casi todas las sustancias orgánicas y está presente en todas las células vivas. En las células vivas, el hidrógeno representa casi el 50% del número de átomos.

Recepción

Los métodos industriales para la obtención de sustancias simples dependen de la forma en que se encuentre en la naturaleza el elemento correspondiente, es decir, cuáles pueden ser las materias primas para su producción. Entonces, se obtiene el oxígeno disponible en estado libre físicamente- Liberación del aire líquido. Casi todo el hidrógeno está en forma de compuestos, por lo tanto, para obtenerlo, utilizan metodos quimicos... En particular, se pueden utilizar reacciones de descomposición. Uno de los métodos para producir hidrógeno es la reacción de descomposición del agua por corriente eléctrica.

Básico forma industrial producción de hidrógeno: reacción del metano con agua, que es parte del gas natural. Se lleva a cabo en alta temperatura(es fácil asegurarse de que cuando el metano pasa incluso a través del agua hirviendo, no se produce ninguna reacción):

CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2 −165 kJ

En el laboratorio, para obtener sustancias simples, no necesariamente utilizan materias primas naturales, sino que seleccionan aquellas materias primas de las que es más fácil aislar la sustancia requerida. Por ejemplo, en un laboratorio, el oxígeno no se obtiene del aire. Lo mismo se aplica a la producción de hidrógeno. Uno de los métodos de laboratorio para producir hidrógeno, que a veces se utiliza en la industria, es la descomposición del agua con una corriente eléctrica.

Por lo general, en el laboratorio, el hidrógeno se produce mediante la interacción del zinc con el ácido clorhídrico.

En la industria

1.Electrólisis de soluciones acuosas de sales:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2.Pasar vapor de agua sobre coque al rojo vivo a una temperatura de aproximadamente 1000 ° C:

H 2 O + C? H 2 + CO

3. De gas natural.

Conversión de vapor:

CH 4 + H 2 O? CO + 3H 2 (1000 ° C)

Oxidación catalítica con oxígeno:

2CH 4 + O 2? 2CO + 4H 2

4. Craqueo y reformado de hidrocarburos en el proceso de refinado de petróleo.

En el laboratorio

1.La acción de los ácidos diluidos sobre los metales. Para llevar a cabo tal reacción, el zinc y el ácido clorhídrico diluido se usan con mayor frecuencia:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.Interacción del calcio con el agua:

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

3.Hidrólisis de hidruros:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.La acción de los álcalis sobre el zinc o el aluminio:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.Por electrólisis. Durante la electrólisis de soluciones acuosas de álcalis o ácidos, se desprende hidrógeno en el cátodo, por ejemplo:

2H 3 O + + 2e - → H 2 + 2H 2 O

Propiedades físicas

El hidrógeno puede existir en dos formas (modificaciones): en forma de orto y parahidrógeno. Molécula de ortohidrógeno o-H 2 (m.p. -259.10 ° C, bp. -252.56 ° C) los espines nucleares se dirigen de la misma manera (en paralelo), pag-H 2 (p.f. -259,32 ° C, pb. -252,89 ° C) - opuestos entre sí (antiparalelo). Mezcla de equilibrio o-H 2 y pag-H 2 a una temperatura dada se llama hidrógeno de equilibrio mi-H 2.

Las modificaciones de hidrógeno se pueden separar por adsorción sobre carbón activo a la temperatura del nitrógeno líquido. Con muy temperaturas bajas el equilibrio entre ortohidrógeno y parahidrógeno se desplaza casi por completo hacia este último. A 80 K, la proporción de formas es aproximadamente 1: 1. El parahidrógeno desorbido al calentar se convierte en ortohidrógeno hasta que se forma un equilibrio de mezcla a temperatura ambiente (ortopares: 75:25). Sin un catalizador, la transformación se produce lentamente (en condiciones del medio interestelar, con tiempos característicos hasta cosmológicos), lo que permite estudiar las propiedades de las modificaciones individuales.

El hidrógeno es el gas más ligero; es 14,5 veces más ligero que el aire. Es obvio que cuanto menor es la masa de las moléculas, mayor es su velocidad a la misma temperatura. Como las más ligeras, las moléculas de hidrógeno se mueven más rápido que las moléculas cualquier otro gas y, por lo tanto, puede transferir calor de un cuerpo a otro más rápidamente. De ello se deduce que el hidrógeno tiene la conductividad térmica más alta entre sustancias gaseosas... Su conductividad térmica es aproximadamente siete veces mayor que la conductividad térmica del aire.

La molécula de hidrógeno es diatómica - Н 2. En condiciones normales, es un gas incoloro, inodoro e insípido. Densidad 0,08987 g / l (n.o.), punto de ebullición −252,76 ° C, calor especifico combustión 120,9 × 10 6 J / kg, ligeramente soluble en agua - 18,8 ml / l. El hidrógeno es fácilmente soluble en muchos metales (Ni, Pt, Pd, etc.), especialmente en paladio (850 volúmenes por 1 volumen de Pd). La solubilidad del hidrógeno en los metales está asociada con su capacidad para difundirse a través de ellos; La difusión a través de una aleación carbonosa (por ejemplo, acero) a veces se acompaña de la destrucción de la aleación debido a la interacción del hidrógeno con el carbono (la denominada descarbonización). Prácticamente insoluble en plata.

Hidrógeno líquido existe en un rango de temperatura muy estrecho de -252,76 a -259,2 ° C. Es un líquido incoloro, muy ligero (densidad a -253 ° C 0,0708 g / cm 3) y fluido (viscosidad a -253 ° C 13,8 cpoise). Los parámetros críticos del hidrógeno son muy bajos: la temperatura es de -240,2 ° C y la presión de 12,8 atm. Esto explica las dificultades para licuar el hidrógeno. En estado líquido, el hidrógeno de equilibrio consiste en 99,79% de para-H 2, 0,21% de orto-H 2.

Hidrógeno sólido, punto de fusión -259,2 ° C, densidad 0,0807 g / cm 3 (a -262 ° C) - masa similar a la nieve, cristales de sistema hexagonal, grupo espacial P6 / mmc, parámetros de celda a=3,75 C= 6,12. A alta presión, el hidrógeno se transforma en un estado metálico.

Isótopos

El hidrógeno se encuentra en la forma de tres isótopos que tienen nombres individuales: 1 H - protio (H), 2 H - deuterio (D), 3 H - tritio (radiactivo) (T).

El protio y el deuterio son isótopos estables con números de masa 1 y 2. Su contenido en la naturaleza es, respectivamente, 99,9885 ± 0,0070% y 0,0115 ± 0,0070%. Esta relación puede variar ligeramente según la fuente y el método de producción de hidrógeno.

El isótopo de hidrógeno 3 H (tritio) es inestable. Su vida media es de 12,32 años. El tritio se encuentra en la naturaleza en cantidades muy pequeñas.

La literatura también proporciona datos sobre isótopos de hidrógeno con números de masa de 4 a 7 y vidas medias de 10 a 22 a 10 a 23 s.

El hidrógeno natural consta de moléculas de H 2 y HD (deuteruro de hidrógeno) en una proporción de 3200: 1. El contenido de hidrógeno deuterio puro D 2 es aún menor. La relación de las concentraciones de HD y D 2 es aproximadamente 6400: 1.

De todos los isótopos de elementos químicos, las propiedades físicas y químicas de los isótopos de hidrógeno son las que más difieren entre sí. Esto se debe al mayor cambio relativo en las masas atómicas.

	Temperatura derritiendo, K	Temperatura hirviendo, K	Triple punto, K / kPa	Crítico punto, K / kPa	Densidad Gas líquido, kg / m³

El deuterio y el tritio también tienen modificaciones orto y para: pag-D 2, o-D 2, pag-T 2, o-T 2. El hidrógeno heteroisotópico (HD, HT, DT) no tiene modificaciones orto y para.

Propiedades químicas

Fracción de moléculas de hidrógeno disociadas

Las moléculas de hidrógeno H 2 son bastante fuertes y se debe gastar mucha energía para que reaccione el hidrógeno:

H 2 = 2H - 432 kJ

Por lo tanto, a temperaturas ordinarias, el hidrógeno reacciona solo con metales muy activos, por ejemplo con calcio, formando hidruro de calcio:

Ca + H 2 = CaH 2

y con el único no metálico - flúor, formando fluoruro de hidrógeno:

Con la mayoría de los metales y no metales, el hidrógeno reacciona a temperaturas elevadas o bajo otras influencias, por ejemplo, bajo iluminación:

О 2 + 2Н 2 = 2Н 2 О

Puede "tomar" oxígeno de algunos óxidos, por ejemplo:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

La ecuación escrita refleja las propiedades reductoras del hidrógeno.

N 2 + 3H 2 → 2NH 3

Forma haluros de hidrógeno con halógenos:

F 2 + H 2 → 2HF, la reacción procede con una explosión en la oscuridad y a cualquier temperatura,

Cl 2 + H 2 → 2HCl, la reacción procede con una explosión, solo a la luz.

Reacciona con el hollín bajo un fuerte calentamiento:

C + 2H 2 → CH 4

Interacción con metales alcalinos y alcalinotérreos

Al interactuar con metales activos, el hidrógeno forma hidruros:

2Na + H 2 → 2NaH

Ca + H 2 → CaH 2

Mg + H 2 → MgH 2

Hidruros- sustancias sólidas, saladas, fácilmente hidrolizadas:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + 2H 2

Interacción con óxidos metálicos (generalmente elementos d)

Los óxidos se reducen a metales:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2 O

WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

Hidrogenación de compuestos orgánicos

El hidrógeno molecular se usa ampliamente en síntesis orgánica para la reducción de compuestos orgánicos. Estos procesos se llaman reacciones de hidrogenación... Estas reacciones se llevan a cabo en presencia de un catalizador a Alta presión sanguínea y temperatura. El catalizador puede ser homogéneo (por ejemplo, catalizador de Wilkinson) o heterogéneo (por ejemplo, níquel Raney, paladio-carbono).

Entonces, en particular, durante la hidrogenación catalítica de compuestos insaturados como alquenos y alquinos, se forman compuestos saturados: alcanos.

Geoquímica del hidrógeno

El hidrógeno libre H 2 es relativamente raro en los gases terrestres, pero en forma de agua juega un papel extremadamente importante en los procesos geoquímicos.

El hidrógeno puede formar parte de minerales en forma de ión amonio, ión hidroxilo y agua cristalina.

En la atmósfera, el hidrógeno se forma continuamente como resultado de la descomposición del agua. radiación solar... Al tener una masa pequeña, las moléculas de hidrógeno tienen una alta velocidad de movimiento de difusión (está cerca de la segunda velocidad cósmica) y, al caer a las capas superiores de la atmósfera, pueden volar al espacio.

Características del tratamiento

Cuando se mezcla con aire, el hidrógeno forma una mezcla explosiva, el llamado gas explosivo. Este gas es más explosivo cuando la relación de volumen de hidrógeno y oxígeno es 2: 1, o hidrógeno y aire es aproximadamente 2: 5, ya que el aire contiene aproximadamente 21% de oxígeno. Además, el hidrógeno es peligroso para el fuego. El hidrógeno líquido puede causar graves quemaduras por congelación si entra en contacto con la piel.

Las concentraciones explosivas de hidrógeno con oxígeno se encuentran entre el 4% y el 96% en volumen. Cuando se mezcla con aire del 4% al 75 (74)% en volumen.

Economía

El costo del hidrógeno para suministros al por mayor a gran escala fluctúa en el rango de $ 2-5 por kg.

Solicitud

El hidrógeno atómico se utiliza para la soldadura con hidrógeno atómico.

Industria química

• En la producción de amoniaco, metanol, jabón y plásticos
• En la producción de margarina a partir de aceites vegetales líquidos.
• Registrado como aditivo alimentario E949(gas de empaque)

Industria de alimentos

Industria de aviación

El hidrógeno es muy ligero y siempre se eleva en el aire. Una vez dirigibles y Globos lleno de hidrógeno. Pero en los años 30. Siglo XX. hubo varios desastres, durante los cuales las aeronaves explotaron y se incendiaron. Hoy en día, los dirigibles están llenos de helio, a pesar de su costo significativamente más alto.

Combustible

El hidrógeno se utiliza como propulsor.

Se están realizando investigaciones sobre el uso de hidrógeno como combustible para automóviles y camiones. Los motores de hidrógeno no contaminan el entorno y emiten solo vapor de agua.

Las pilas de combustible de hidrógeno-oxígeno utilizan hidrógeno para convertir directamente la energía reacción química en eléctrico.

"Hidrógeno líquido"("LH") es un estado líquido agregado de hidrógeno, con una baja densidad específica de 0,07 g / cm³ y propiedades criogénicas con un punto de congelación de 14,01 K (−259,14 ° C) y un punto de ebullición de 20,28 K (−252,87 ° C). Es un líquido incoloro e inodoro que, cuando se mezcla con el aire, se clasifica como explosivo con un rango de inflamabilidad del 4 al 75%. La relación de giro de los isómeros en el hidrógeno líquido es: 99,79% - parahidrógeno; 0,21% - ortohidrógeno. El coeficiente de expansión del hidrógeno al cambiar el estado de agregación a gaseoso es 848: 1 a 20 ° C.

Como ocurre con cualquier otro gas, la licuefacción del hidrógeno conduce a una disminución de su volumen. Después de la licuefacción, "LH" se almacena en contenedores térmicamente aislados bajo presión. Hidrógeno líquido (rus. Hidrógeno líquido, LH2, LH 2) se utiliza activamente en la industria, como forma de almacenamiento de gas, y en la industria espacial, como combustible para cohetes.

Historia

El primer uso documentado de enfriamiento artificial en 1756 lo llevó a cabo el científico inglés William Cullen, Gaspard Monge fue el primero en obtener el estado líquido del óxido de azufre en 1784, Michael Faraday fue el primero en obtener amoníaco licuado, el inventor estadounidense Oliver Evans fue el primero en desarrollar un compresor de refrigeración en 1805, Jacob Perkins fue el primero en patentar una máquina de enfriamiento en 1834, y John Gorey fue el primero en patentar un acondicionador de aire en los Estados Unidos en 1851. Werner Siemens propuso el concepto de enfriamiento regenerativo en 1857, Karl Linde patentó un equipo para producir aire líquido utilizando el efecto de expansión en cascada de Joule-Thomson y el enfriamiento regenerativo en 1876. En 1885, el físico y químico polaco Zygmund Wrobblewski publicó una temperatura crítica de 33 K para el hidrógeno y una presión crítica de 13,3 atm. y un punto de ebullición de 23 K. El hidrógeno fue licuado por primera vez por James Dewar en 1898 utilizando refrigeración regenerativa y su invento, el matraz Dewar. La primera síntesis del isómero estable del hidrógeno líquido, el parahidrógeno, fue realizada por Paul Hartek y Karl Bonhoeffer en 1929.

Spin isómeros de hidrógeno

El hidrógeno a temperatura ambiente consiste principalmente en el isómero de espín, ortohidrógeno. Después de la producción, el hidrógeno líquido se encuentra en un estado metaestable y debe convertirse a una forma parahidrogénica para evitar la reacción exotérmica explosiva que ocurre cuando cambia a bajas temperaturas. La conversión a la fase parahidrógeno se lleva a cabo habitualmente utilizando catalizadores como óxido de hierro, óxido de cromo, Carbón activado amianto recubierto de platino, metales de tierras raras o mediante el uso de aditivos de uranio o níquel.

Uso

El hidrógeno líquido se puede utilizar como forma de almacenamiento de combustible para motores. Combustión interna y pilas de combustible. Se han creado varios submarinos (proyectos 212A y 214, Alemania) y conceptos de transporte de hidrógeno utilizando esta forma agregada de hidrógeno (ver, por ejemplo, "DeepC" o "BMW H2R"). Debido a la proximidad de las estructuras, los creadores de los equipos en "ZhV" pueden utilizar o solo modificar los sistemas que utilizan gas natural licuado ("LNG"). Sin embargo, debido a la menor densidad de energía volumétrica, la combustión requiere un mayor volumen de hidrógeno que el gas natural. Si se utiliza hidrógeno líquido en lugar de "GNL" en motores de pistón, normalmente se requiere un sistema de combustible más voluminoso. Con la inyección directa, las mayores pérdidas de admisión reducen el llenado del cilindro.

El hidrógeno líquido también se utiliza para enfriar neutrones en experimentos de dispersión de neutrones. Las masas del neutrón y del núcleo de hidrógeno son prácticamente iguales; por lo tanto, el intercambio de energía en una colisión elástica es más efectivo.

Ventajas

La ventaja de utilizar hidrógeno es la "emisión cero" de su uso. El producto de su interacción con el aire es el agua.

Obstáculos

Un litro de "ZhV" pesa solo 0,07 kg. Es decir, su gravedad específica es de 70,99 g / la 20 K. El hidrógeno líquido requiere tecnología de almacenamiento criogénico, como contenedores especiales con aislamiento térmico, y requiere un manejo especial, que es típico de todos los materiales criogénicos. A este respecto, está cerca del oxígeno líquido, pero requiere más precaución debido al peligro de incendio. Incluso con recipientes con aislamiento térmico, es difícil mantenerlo a la baja temperatura requerida para mantenerlo líquido (generalmente se evapora a una tasa del 1% por día). Al manipularlo, también debe seguir las precauciones de seguridad habituales al trabajar con hidrógeno: es lo suficientemente frío como para licuar el aire, que es explosivo.

Combustible para cohetes

El hidrógeno líquido es un ingrediente común combustibles para cohetes que se utiliza para la aceleración a reacción de vehículos de lanzamiento y astronave... En la mayoría de los líquidos motores de cohetes hidrógeno, primero se utiliza para el enfriamiento regenerativo de la boquilla y otras partes del motor, antes de mezclarlo con un oxidante y quemarlo para obtener empuje. Los motores modernos de H 2 / O 2 usados ​​consumen una mezcla de combustible enriquecida, lo que da como resultado algo de hidrógeno no quemado en el escape. Además de aumentar el impulso específico del motor al reducir el peso molecular, reduce aún más la erosión de la boquilla y la cámara de combustión.

Tales obstáculos para el uso de "LH" en otras áreas, como la naturaleza criogénica y la baja densidad, también son un factor limitante para su uso en este caso. Para 2009, solo hay un vehículo de lanzamiento (LV "Delta-4"), que es completamente un cohete de hidrógeno. Básicamente, "ZhV" se usa en escalones superiores cohetes, o en bloques, que realizan una parte significativa del trabajo en la salida de la carga útil al espacio en el vacío. Como una de las medidas para incrementar la densidad de este tipo de combustible, se propone utilizar hidrógeno fangoso, es decir, la forma semicongelada de "ZhV".

§3. La ecuación de reacción y cómo componerla.

Interacción hidrógeno con oxígeno, como fue establecido por Sir Henry Cavendish, conduce a la formación de agua. Sigamos con esto ejemplo simple aprender a componer ecuaciones de reacción química.
Lo que sale de hidrógeno y oxígeno, Ya sabemos:

H 2 + O 2 → H 2 O

Ahora tengamos en cuenta que los átomos de los elementos químicos en las reacciones químicas no desaparecen y no aparecen de la nada, no se convierten entre sí, sino conectar en nuevas combinaciones formando nuevas moléculas. Esto significa que en la ecuación de la reacción química de los átomos de cada tipo debería haber el mismo numero antes de reacciones izquierda del signo igual) y después el final de la reacción a la derecha del signo igual), así:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O

Eso es lo que es ecuación de reacción - notación condicional de la reacción química en curso mediante fórmulas de sustancias y coeficientes.

Esto significa que en la reacción dada dos rezando hidrógeno debería reaccionar con uno reza oxígeno, y el resultado será dos rezando agua.

Interacción hidrógeno con oxígeno no es un proceso fácil en absoluto. Conduce a un cambio en los estados de oxidación de estos elementos. Para seleccionar los coeficientes en tales ecuaciones, usualmente use el método " balance electrónico".

Cuando el agua se forma a partir de hidrógeno y oxígeno, esto significa que hidrógeno cambió su estado de oxidación de 0 antes de + Yo, a oxígeno- de 0 antes de −II... En este caso, varios (norte) electrones:

El hidrógeno donante de electrones sirve aquí agente reductor y electrones que aceptan oxígeno - agente oxidante.

Agentes oxidantes y reductores

Veamos ahora cómo se ven por separado los procesos de dar y recibir electrones. Hidrógeno, habiéndose encontrado con el "ladrón" - oxígeno, pierde todas sus propiedades - dos electrones, y su estado de oxidación se vuelve igual + Yo:

H 2 0 - 2 mi- = 2H + I

Sucedió ecuación de semirreacción de oxidación hidrógeno.

Y el bandido oxígeno Sobre 2 habiendo quitado los últimos electrones del desafortunado hidrógeno, está muy satisfecho con su nuevo estado de oxidación -II:

O 2 + 4 mi- = 2O −II

eso ecuación de semirreacción de recuperación oxígeno.

Queda por añadir que tanto el "bandido" como su "víctima" han perdido su identidad química a partir de sustancias simples: gases con moléculas diatómicas. H 2 y Sobre 2 se convirtió en parte de la nueva químico - agua H 2 O.

Además, argumentaremos de la siguiente manera: cuántos electrones dio el reductor al oxidante bandido, recibió tantos. El número de electrones donados por el agente reductor debe ser igual al número de electrones donados por el agente oxidante.

Por lo que es necesaria igualar el número de electrones en la primera y segunda semirreacciones. En química, se adopta la siguiente forma condicional de escribir las ecuaciones de semirreacciones:

	2 H 2 0 - 2 mi- = 2H + I
	1 O 2 0 + 4 mi- = 2O −II

Aquí están los números 2 y 1 a la izquierda de corsé rizado son factores que ayudarán a asegurar que la cantidad de electrones donados y recibidos sea igual. Tengamos en cuenta que en las ecuaciones de semirreacciones se dan 2 electrones y se aceptan 4. Para igualar el número de electrones recibidos y regalados, se encuentran el mínimo común múltiplo y factores adicionales. En nuestro caso, el mínimo común múltiplo es 4. Los factores adicionales serán 2 para el hidrógeno (4: 2 = 2) y para el oxígeno - 1 (4: 4 = 1)
Los factores resultantes servirán como coeficientes de la futura ecuación de reacción:

2H 2 0 + O 2 0 = 2H 2 + I O −II

Hidrógeno oxida no solo al reunirse con oxígeno... El efecto sobre el hidrógeno es aproximadamente el mismo. flúor F 2, halógeno y famoso "ladrón", y aparentemente inofensivo nitrógeno N 2:

H 2 0 + F 2 0 = 2H + I F −I

3H 2 0 + N 2 0 = 2N −III H 3 + I

Así resulta fluoruro de hidrógeno HF o amoníaco NH 3.

En ambos compuestos, el estado de oxidación es hidrógeno se vuelve igual + Yo, debido a que los socios de una molécula se vuelven "codiciosos" por el bien electrónico de otra persona, con alta electronegatividad - flúor F y nitrógeno norte... Tengo nitrógeno el valor de la electronegatividad se considera igual a tres unidades convencionales, y en flúor en general, la electronegatividad más alta entre todos los elementos químicos es de cuatro unidades. Así que no es de extrañar que dejen al pobre, un átomo de hidrógeno, sin ningún entorno electrónico.

Pero hidrógeno quizás restaurar- aceptar electrones. Esto sucede si los metales alcalinos o el calcio, que tienen menos electronegatividad que el hidrógeno, participarán en la reacción con él.