Je na prvním místě periodické soustavy prvků, nedá se přesně zařadit do žádné určité skupiny prvků.Má výjimečné postavení, protože má ve svém el.obalu pouze 1 elektron, v důsledku čehož se podobá alkalickým kovům, protože mu ale současně chybí 1 elektron k dosažení konfigurace vzácných plynů (el.obalu helia); podobá se halogenům.

Objev a název prvku 1671 – Boyle – uvolnění vodíku rozpouštěním Fe v HCl, H2SO4 18st. – Stahl - flogistonová teorie 1766 – Cavendish – objev + podrobný popis vlastností 1783 – Lavoisier – návrh názvu hydrogen (z řeckého hydor geinomai –vodu tvořící) 1878 – Lockyer – spektrální důkaz H 1920 – Latimer – popis H-vazby 1924 – Mecke – objev ortho- a para- vodíku 1932 – Urey – objev deuteria 1934 – Oliphant, Harteck a Rutherford tritium bombardováním deuteria

Výskyt vodíku  volný (nepatrné množství) - exhalace sopek - vysoké vrstvy atmosféry  ve sloučeninách (H2O,mnoho anorganických sloučenin a téměř ve všech organických sloučeninách) - tvoří nejvíce sloučenin ze všech prvků  v zemské kůře asi 0, 81% hmotnosti (10. místo)  ve vesmíru tvoří vodík asi ¾, a spolu s heliem 99, 9 % veškeré hmoty  biogenní prvek

Izotopy vodíku 11H - prothium (lehký vodík), 99, 985 % 1p+, 1e- 21H - deuterium, 0, 015 % 1p+, 1e-, 1n0 31H - trithium, stopové množství 1p+, 1e-, 2n0

Vazebné možnosti vodíku  jednoduchá kovalentní vazba H2 H – H nejstabilnější sloučeniny tvoří vodík s C, N, O  vznik kationtu H+ H ◄ Cl(g) + aq  H+(aq) + Cl-(aq) v přítomnosti vody vzniká oxoniový kation H◄ + H+  + ▼ H

Reakcí s amoniakem amonný kation NH4+ ▲ H◄ + H+  ▼ H

 vznik aniontu H- hydridový anion H- vzniká reakcí vodíku s nejelektropozitivnějšími kovy H + e-  H- (1s2) NaH, CaH2  vznik vodíkové vazby ….H◄ …. H◄ …. H◄ ▼ ▼ ▼ H H H

Fyzikální vlastnosti ■ plynná látka ■ prvek s nejmenší známou hustotou ■ po heliu nejhůře zkapalnitelný molární hmotnost H2, g mol-1 2, 016 molární objem, cm3 mol-1 13, 2 hustota, kg m-3 0, 087 teplota tání, °C - 259 teplota varu, °C - 253 Standardní potenciál E0, V ±0, 0

Chemické vlastnosti vybrané chemické reakce vodíku H2 + X2  2 HX (X-halogeny) 2 H2 + O2  2 H2O H2 + S  H2S 3 H2 + N2  2 NH3

 reakce kovu a kyseliny Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2 Laboratorní příprava  reakce kovu a kyseliny Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2 Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 Příprava a důkaz H2 1 - HCl 2 - Zn 3 - H2SO4 (kon.) 4 - H2O 5 - H2

 reakce prvků I.A s vodou 2 Na + 2 H2O  H2 + 2 NaOH  elektrolýza vody v Hoffmanově přístroji katoda: 4 H3O+ + 4 e-  4 H2O + 2 H2 anoda: 4 OH-  2 H2O + O2 + 4 e-

Průmyslová výroba CH4 (g)  C(s) + 2H2(g) Termickým rozkladem methanu (nebo zemního plynu) CH4 (g)  C(s) + 2H2(g) Reakce vodního plynu s vodní párou CO + H2 + H2O(g)  CO2 + 2H2(g) Reakce vodní páry s rozžhaveným koksem C(s) + 2 H2O(g)  CO(s) + 2H2(g) C(s) + 2 H2O(g)  CO2 + H2 (g) Jako vedlejší produkt při výrobě NaOH 2NaHgn + 2H2O  2NaOH + H2 + 2nHg V budoucnu bakteriálním rozkladem organických látek 1200oC 300oC Cr2O3, Fe2O3 1000oC 300oC

Použití  ocelové lahve s vodíkem se označují červeným pruhem  syntéza NH3, HCl, CH3OH  hydrogenace nenasycených org.sloučenin (ztužování kapalných tuků)  redukční činidlo (získávání kovů z oxidů)  výroba kovů z jejich těžko redukovatelných oxidů ( W, Mo)  sváření a řezání kovů  plnění meteorologických balónů

Sloučeniny  hydridy jsou dvouprvkové sloučeniny s kovem (oxidační číslo vodíku H-1) ▲ iontové hydridy(tvoří je nejelektropozitivnější kovy) např. NaH, CaH2, BaH2 ▲ hydridy kovového typu(intersticiální-vmezeřené, tvoří je se všemi přechodnými kovy) např. AgH, FeH3, CuH2 ▲ kovalentní hydridy(tvoří je všechny nekovy, polokovy, některé nepřechodné kovy) např. H2S, PH3, SiH4

VODA Sum. Vzorec H2O Molární hmot. 18,1759 g/mol Teplota tání 0 °C Teplota varu 100 °C Měrná tepelná kapacita 4217 J/kg.K Hustota 0,99997 g/cm3 (4 °C)

Vzniká prudkým slučováním vodíku s kyslíkem (exotermická reakce) Základní podmínkou pro existenci života na Zemi Bezbarvá kapalina bez zápachu, v silnější vrstvě namodralá 3 skupenství: v pevném - led, v kapalném - voda ,a v plynném - vodní pára Největší hustotu má tekutá voda při 3,95 °C Vodivá, pouze destilovaná voda je nevodivá Dobré rozpouštědlo Všechny formy života závisejí na vodě.

Výskyt:  Většina povrchu Země (71%)+ atmosféra  Ve vesmíru v molekulárních mračnech a v mezihvězdném prostoru + v různých skupenství na některých planetách

Význam a použití Je základní podmínkou života Nejdůležitější surovina všech prům.odvětví,používá se k výrobě elektrické energie ve formě páry a v potravinářství k výrobě nápojů atd. Je základní podmínkou rostlinné a živočišné výroby Vodní toky a plochy hrají významnou roli v dopravě Přítomnost vodních ploch má vliv na klimakrajiny Minerální voda má léčivé účinky

Struktura kapalné vody

Struktura ledu

Peroxid vodíku – H2O2  Bezbarvá tekutina, sirupovitá, mírně vazčejší než voda  Silné oxidační vlastnosti  Rozkládá se světlem světlo 2 H2O2 (aq) → 2 H2O (l) + O2(g) nebo krví  V bezvodém stavu - výbušnina  Dobré polární rozpouštědlo  S vodou se neomezeně mísí  3% roztok - v lékárnictví dezinfekce - bělicí činidlo Sumární vzorec H2O2 Teplota tání -11 °C Teplota varu 141 °C Hustota 1,4 g/cm3

Amoniak – NH3  Bezbarvý, velmi štiplavý plyn  Toxická, nebezpečná látka zásadité povahy  Při vdechování poškozuje sliznici Vzniká reakcí amonných solí se silnými hydroxidy, případně tepelným rozkladem uhličitanu amonného  Průmyslově se vyrábí katalytickým slučováním dusíku a vodíku

Dobře rozpustný ve vodě za vzniku zásaditého roztoku = čpavek Obsažen v atmosférách velkých planet Sluneční soustavy, v kometách a i v mezihvězdném prostoru Je klíčovým meziproduktem při výrobě HNO3, umělých hnojiv, výbušnin a organických barviv Sumární vzorec NH3 Molární hmotnost 17,0307 g/mol Teplota tání -77,75 °C (tlak 1013 hPa) Teplota varu -33,35 °C (tlak 1013 hPa)

Sulfan - H2S Vlastnosti Bezbarvý plyn zapáchající po zkažených vejcích Silně jedovatý Těžší než vzduch, snadno se zkapalňuje Dobře rozpustný v kapalinách 2 druhy spalování: - dokonalé -dobrý přístup vzduchu 2 H2S + 3 O2 → 2 H2O + 2 SO2 - nedostatečné-nedokonalý přístup vzduchu 2 H2S + O2 → 2 S + H2O