Фізичні властивості
Водень має молекулярну будову. Його молекула складається з двох атомів Гідрогену, сполучених ковалентним неполярним зв'язком.
При нормальних умовах водень — газ без кольору, запаху і смаку. Це найлегша речовина на Землі. Його густина дорівнює приблизно \(0,9\) г/дм³. Водень у \(14,5\) разів легший за повітря.
У воді водень розчиняється погано (приблизно \(2\) об'єми на \(100\) об'ємів води), але може поглинатися деякими металами. Наприклад, \(1\) об'єм паладію може розчинити до \(900\) об'ємів водню.
Температура кипіння водню є низькою. Вона дорівнює \(—253\) °С. Нижче температура кипіння лише у гелію.
Молекули водню завдяки своїй малій масі і розмірам можуть проникати крізь стінки посудини, в якій він міститься. Заповнена воднем кулька через деякий час здувається. При температурі \(300\) — \(600\) °С водень здатен дифундувати крізь стінки скляного або металевого посуду.
Хімічні властивості
При кімнатній температурі хімічна активність водню є низькою. Вона значно підвищується при нагріванні.
1. Взаємодія з простими речовинами-неметалами (крім фосфору, силіцію, інертних газів).
- Водень реагує з киснем. При цьому утворюється вода:
.
Суміш водню з киснем або з повітрям є вибухонебезпечною.
- При освітленні або нагріванні відбувається реакція з хлором, і утворюється гідроген хлорид (хлороводень):
.
Подібним чином водень реагує і з іншими галогенами: фтором, бромом, йодом.
- Якщо водень пропускати над підігрітою сіркою, то утворюється гідроген сульфід (сірководень):
.
- У присутності каталізатора при підвищеному тиску водень реагує з азотом з утворенням амоніаку:
.
Зверни увагу!
У реакціях з неметалами водень є відновником.
2. Взаємодія з простими речовинами-металами.
При нагріванні водень реагує з лужними і лужноземельними металами з утворенням гідридів:
,
.
Зверни увагу!
У реакціях з металами водень є окисником.
3. Взаємодія зі складними речовинами.
- Водень здатний реагувати з оксидами металів (крім оксидів лужних і лужноземельних металів, берилію, магнію, алюмінію):
,
.
- Водень реагує з чадним газом з утворенням метилового спирту:
.
- Водень вступає в реакції з багатьма органічними речовинами:
.