คุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจน: คุณสมบัติและการประยุกต์ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบพิเศษที่ครอบครองเซลล์สองเซลล์พร้อมกันในตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ ตั้งอยู่ในองค์ประกอบสองกลุ่มที่มีคุณสมบัติตรงกันข้าม และคุณลักษณะนี้ทำให้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ไฮโดรเจนเป็นสารที่เรียบง่ายและเป็นส่วนสำคัญของสารประกอบเชิงซ้อนหลายชนิด เป็นองค์ประกอบที่เป็นสารอินทรีย์และทางชีวภาพ ควรทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติและคุณสมบัติหลักโดยละเอียด
ไฮโดรเจนในตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ
คุณสมบัติหลักของไฮโดรเจนระบุไว้ใน:
- หมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบคือ 1 (มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน)
- มวลอะตอมคือ 1.00795;
- ไฮโดรเจนมีสามไอโซโทป ซึ่งแต่ละไอโซโทปมีคุณสมบัติพิเศษ
- เนื่องจากมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว ไฮโดรเจนจึงสามารถแสดงคุณสมบัติรีดิวซ์และออกซิไดซ์ได้ และหลังจากการบริจาคอิเล็กตรอน ไฮโดรเจนจะมีวงโคจรอิสระที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมีตามกลไกของผู้บริจาคและผู้รับ
- ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบเบาที่มีความหนาแน่นต่ำ
- ไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งโดยจะเปิดกลุ่มของโลหะอัลคาไลในกลุ่มแรกไปยังกลุ่มย่อยหลัก
- เมื่อไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับโลหะและสารรีดิวซ์อย่างแรงอื่นๆ มันจะรับอิเล็กตรอนและกลายเป็นสารออกซิไดซ์ สารประกอบดังกล่าวเรียกว่าไฮไดรด์ ตามลักษณะนี้ไฮโดรเจนตามอัตภาพอยู่ในกลุ่มของฮาโลเจน (ในตารางแสดงไว้เหนือฟลูออรีนในวงเล็บ) ซึ่งคล้ายกัน
ไฮโดรเจนเป็นสารธรรมดา
ไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่มีโมเลกุลประกอบด้วยสองโมเลกุล สารนี้ถูกค้นพบในปี 1766 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Henry Cavendish เขาพิสูจน์ว่าไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่ระเบิดเมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจน หลังจากศึกษาไฮโดรเจน นักเคมีพบว่าสารนี้เบาที่สุดที่มนุษย์รู้จัก
นักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งชื่อ Lavoisier ตั้งชื่อธาตุนี้ว่า "ไฮโดรเจน" ซึ่งแปลมาจากภาษาละตินแปลว่า "การให้กำเนิดน้ำ" ในปี ค.ศ. 1781 เฮนรี คาเวนดิชได้พิสูจน์ว่าน้ำประกอบด้วยออกซิเจนและไฮโดรเจน กล่าวอีกนัยหนึ่ง น้ำเป็นผลจากปฏิกิริยาของไฮโดรเจนกับออกซิเจน นักวิทยาศาสตร์โบราณทราบคุณสมบัติติดไฟของไฮโดรเจน: บันทึกที่เกี่ยวข้องถูกทิ้งไว้โดย Paracelsus ซึ่งอาศัยอยู่ในศตวรรษที่ 16
โมเลกุลไฮโดรเจนเป็นสารประกอบก๊าซที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ ซึ่งประกอบด้วยอะตอม 2 อะตอม และเมื่อถูกนำไปที่พื้นผิวของเศษที่ลุกไหม้ โมเลกุลไฮโดรเจนสามารถสลายตัวเป็นอะตอมที่กลายเป็นนิวเคลียสของฮีเลียมได้ เนื่องจากสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ กระบวนการดังกล่าวมักเกิดขึ้นในอวกาศและบนดวงอาทิตย์
ไฮโดรเจนและคุณสมบัติทางกายภาพของมัน
ไฮโดรเจนมีพารามิเตอร์ทางกายภาพดังต่อไปนี้:
- เดือดที่อุณหภูมิ -252.76 °C;
- ละลายที่อุณหภูมิ -259.14 °C; *ภายในขีดจำกัดอุณหภูมิที่กำหนด ไฮโดรเจนเป็นของเหลวไม่มีกลิ่นไม่มีสี
- ไฮโดรเจนละลายได้ในน้ำเล็กน้อย
- ไฮโดรเจนสามารถเปลี่ยนเป็นสถานะโลหะได้ในทางทฤษฎีหากมีเงื่อนไขพิเศษ (อุณหภูมิต่ำและแรงดันสูง)
- ไฮโดรเจนบริสุทธิ์เป็นสารที่ระเบิดได้และติดไฟได้
- ไฮโดรเจนสามารถแพร่กระจายผ่านความหนาของโลหะได้ดังนั้นจึงละลายได้ดี
- ไฮโดรเจนเบากว่าอากาศ 14.5 เท่า
- ที่ความดันสูง สามารถรับผลึกไฮโดรเจนแข็งที่มีลักษณะคล้ายหิมะได้
คุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจน
วิธีการทางห้องปฏิบัติการ:
- ปฏิกิริยาของกรดเจือจางกับโลหะแอคทีฟและโลหะที่มีฤทธิ์ขั้นกลาง
- การไฮโดรไลซิสของโลหะไฮไดรด์
- ปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทกับน้ำ
สารประกอบไฮโดรเจน:
ไฮโดรเจนเฮไลด์; สารประกอบไฮโดรเจนระเหยง่ายของอโลหะ
ไฮไดรด์;
ในการทดสอบความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจน คุณจะต้องถือไม้ขีดไฟไว้ที่คอของหลอดทดลอง หากเกิดเสียงดังทื่อและเงียบ ก๊าซจะสะอาดและมีสิ่งสกปรกในอากาศน้อยที่สุด หากสำลีดังและผิวปาก แสดงว่าก๊าซในหลอดทดลองสกปรกและมีส่วนประกอบแปลกปลอมอยู่ในสัดส่วนมาก
ความสนใจ! อย่าพยายามทำการทดลองเหล่านี้ซ้ำด้วยตัวเอง!
มาดูกันว่าไฮโดรเจนคืออะไร มีการศึกษาคุณสมบัติทางเคมีและการผลิตอโลหะในหลักสูตรเคมีอนินทรีย์ที่โรงเรียน เป็นองค์ประกอบนี้ที่เป็นหัวหน้าตารางธาตุของ Mendeleev และดังนั้นจึงสมควรได้รับคำอธิบายโดยละเอียด
ข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับการเปิดองค์ประกอบ
ก่อนที่จะดูคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของไฮโดรเจน เรามาดูกันว่าองค์ประกอบสำคัญนี้ค้นพบได้อย่างไร
นักเคมีที่ทำงานในศตวรรษที่ 16 และ 17 กล่าวถึงก๊าซไวไฟที่ถูกปล่อยออกมาเมื่อกรดสัมผัสกับโลหะแอคทีฟซ้ำแล้วซ้ำเล่าในงานเขียนของพวกเขา ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 18 จี. คาเวนดิชสามารถรวบรวมและวิเคราะห์ก๊าซนี้ ได้ชื่อว่า "ก๊าซที่ติดไฟได้"
ในเวลานั้นยังไม่มีการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของไฮโดรเจน เฉพาะตอนปลายศตวรรษที่ 18 เท่านั้น A. Lavoisier สามารถสร้างผ่านการวิเคราะห์ได้ว่าก๊าซนี้สามารถหาได้จากการวิเคราะห์น้ำ หลังจากนั้นไม่นานเขาก็เริ่มเรียกธาตุใหม่ว่าไฮโดรเจน ซึ่งแปลว่า "ให้กำเนิดน้ำ" ไฮโดรเจนเป็นหนี้ชื่อรัสเซียสมัยใหม่ของ M.F. Solovyov
อยู่ในธรรมชาติ
คุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจนสามารถวิเคราะห์ได้โดยอาศัยการเกิดขึ้นตามธรรมชาติเท่านั้น องค์ประกอบนี้มีอยู่ในน้ำและเปลือกโลก และยังเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุด้วย เช่น ก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่เกี่ยวข้อง พีท น้ำมัน ถ่านหิน หินน้ำมัน เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงผู้ใหญ่ที่ไม่รู้ว่าไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบของน้ำ
นอกจากนี้ อโลหะนี้ยังพบในร่างกายของสัตว์ในรูปของกรดนิวคลีอิก โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน บนโลกของเรา ธาตุนี้ไม่ค่อยพบในรูปแบบอิสระ อาจพบได้ในก๊าซธรรมชาติและภูเขาไฟเท่านั้น
ในรูปของพลาสมา ไฮโดรเจนมีมวลประมาณครึ่งหนึ่งของดาวฤกษ์และดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของก๊าซระหว่างดาวอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ในรูปแบบอิสระ เช่นเดียวกับในรูปของมีเทนและแอมโมเนีย อโลหะนี้มีอยู่ในดาวหางและแม้แต่ดาวเคราะห์บางดวง
คุณสมบัติทางกายภาพ
ก่อนที่จะพิจารณาคุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจน เราสังเกตว่าภายใต้สภาวะปกติ ไฮโดรเจนจะเป็นสารที่เบากว่าอากาศ โดยมีไอโซโทปหลายรูปแบบ แทบไม่ละลายในน้ำและมีค่าการนำความร้อนสูง โปรเทียมซึ่งมีเลขมวล 1 ถือเป็นรูปแบบที่เบาที่สุด ทริเทียมซึ่งมีคุณสมบัติกัมมันตภาพรังสีนั้นถูกสร้างขึ้นในธรรมชาติจากไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศเมื่อเซลล์ประสาทสัมผัสกับรังสียูวี
คุณสมบัติของโครงสร้างของโมเลกุล
ในการพิจารณาคุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจนและลักษณะปฏิกิริยาของมัน ให้เราพิจารณาคุณสมบัติของโครงสร้างของไฮโดรเจนก่อน โมเลกุลไดอะตอมมิกนี้มีพันธะเคมีโควาเลนต์ไม่มีขั้ว การก่อตัวของอะตอมไฮโดรเจนเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาระหว่างโลหะแอคทีฟกับสารละลายกรด แต่ในรูปแบบนี้ อโลหะนี้สามารถดำรงอยู่ได้เพียงช่วงระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้น และเกือบจะในทันทีที่มันจะรวมตัวกันอีกครั้งในรูปแบบโมเลกุล
คุณสมบัติทางเคมี
พิจารณาคุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจน ในสารประกอบส่วนใหญ่ที่องค์ประกอบทางเคมีนี้ก่อตัวขึ้น จะมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 ซึ่งทำให้คล้ายกับโลหะแอคทีฟ (อัลคาไล) คุณสมบัติทางเคมีหลักของไฮโดรเจนที่มีลักษณะเป็นโลหะ:
- อันตรกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างน้ำ
- ปฏิกิริยากับฮาโลเจนพร้อมกับการก่อตัวของไฮโดรเจนเฮไลด์
- ผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์โดยการรวมกับกำมะถัน
ด้านล่างนี้คือสมการของปฏิกิริยาที่แสดงคุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจน โปรดทราบว่าเนื่องจากไม่ใช่โลหะ (ที่มีสถานะออกซิเดชัน -1) มันจะทำหน้าที่เฉพาะในการทำปฏิกิริยากับโลหะที่ใช้งานอยู่เท่านั้น จึงเกิดไฮไดรด์ที่สอดคล้องกับโลหะเหล่านั้น
ไฮโดรเจนที่อุณหภูมิปกติจะทำปฏิกิริยาโดยไม่ใช้งานกับสารอื่นๆ ดังนั้นปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นหลังจากการอุ่นเครื่องเท่านั้น
ให้เราดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิกิริยาทางเคมีขององค์ประกอบที่เป็นหัวหน้าระบบองค์ประกอบทางเคมีเป็นระยะของ Mendeleev
ปฏิกิริยาของการก่อตัวของน้ำจะมาพร้อมกับการปล่อยพลังงาน 285.937 กิโลจูล ที่อุณหภูมิสูงขึ้น (มากกว่า 550 องศาเซลเซียส) กระบวนการนี้จะมาพร้อมกับการระเบิดที่รุนแรง
ในบรรดาคุณสมบัติทางเคมีของก๊าซไฮโดรเจนที่พบการใช้งานที่สำคัญในอุตสาหกรรม การมีปฏิสัมพันธ์กับออกไซด์ของโลหะเป็นที่สนใจ โดยการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โลหะออกไซด์จะถูกประมวลผล ตัวอย่างเช่น โลหะบริสุทธิ์จะถูกแยกออกจากเกล็ดเหล็ก (เหล็กออกไซด์ผสม) วิธีนี้ช่วยให้สามารถรีไซเคิลเศษโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การสังเคราะห์แอมโมเนียซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนกับไนโตรเจนในอากาศ ก็เป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมเคมีสมัยใหม่เช่นกัน ในบรรดาเงื่อนไขของปฏิกิริยาทางเคมีนี้ เราสังเกตความดันและอุณหภูมิ
บทสรุป
เป็นไฮโดรเจนที่เป็นสารเคมีออกฤทธิ์ต่ำภายใต้สภาวะปกติ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น กิจกรรมของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก สารนี้เป็นที่ต้องการในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ตัวอย่างเช่น ไฮโดรจิเนชันสามารถลดคีโตนให้เป็นแอลกอฮอล์ทุติยภูมิ และเปลี่ยนอัลดีไฮด์เป็นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิได้ นอกจากนี้โดยไฮโดรจิเนชันยังสามารถแปลงไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวของคลาสเอทิลีนและอะเซทิลีนให้เป็นสารประกอบอิ่มตัวของซีรีย์มีเทน ไฮโดรเจนถือเป็นสารธรรมดาที่เป็นที่ต้องการในการผลิตสารเคมีสมัยใหม่อย่างถูกต้อง
ลักษณะขององค์ประกอบ s
บล็อกขององค์ประกอบ s ประกอบด้วย 13 องค์ประกอบ โดยทั่วไปคือการสร้างระดับพลังงานภายนอกในอะตอมระดับย่อย s
แม้ว่าไฮโดรเจนและฮีเลียมจะถูกจัดเป็นองค์ประกอบ s เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของพวกมัน จึงควรพิจารณาแยกกัน ไฮโดรเจน โซเดียม โพแทสเซียม แมกนีเซียม แคลเซียม เป็นองค์ประกอบที่สำคัญ
สารประกอบขององค์ประกอบ s มีรูปแบบทั่วไปในสมบัติของมัน ซึ่งอธิบายได้จากความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม อิเล็กตรอนชั้นนอกทั้งหมดเป็นเวเลนซ์อิเล็กตรอนและมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี ดังนั้นสถานะออกซิเดชันสูงสุดขององค์ประกอบเหล่านี้ในสารประกอบจึงเท่ากับ ตัวเลขอิเล็กตรอนในชั้นนอกจึงเท่ากับจำนวนหมู่ที่ธาตุนั้นตั้งอยู่ สถานะออกซิเดชันของโลหะองค์ประกอบ s จะเป็นค่าบวกเสมอ คุณลักษณะอีกประการหนึ่งคือหลังจากที่อิเล็กตรอนของชั้นนอกถูกแยกออก ไอออนที่มีเปลือกก๊าซมีตระกูลจะยังคงอยู่ เมื่อเลขอะตอมขององค์ประกอบหรือรัศมีอะตอมเพิ่มขึ้น พลังงานไอออไนเซชันจะลดลง (จาก 5.39 eV y Li เป็น 3.83 eV y Fr) และกิจกรรมการลดขององค์ประกอบต่างๆ จะเพิ่มขึ้น
สารประกอบขององค์ประกอบ s ส่วนใหญ่ไม่มีสี (ต่างจากสารประกอบขององค์ประกอบ d) เนื่องจากไม่รวมการเปลี่ยนผ่านของดีอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานต่ำไปเป็นระดับพลังงานที่สูงขึ้นซึ่งทำให้เกิดสี
สารประกอบของกลุ่ม IA - IIA เป็นเกลือทั่วไปในสารละลายที่เป็นน้ำพวกมันเกือบจะแยกตัวออกเป็นไอออนโดยสิ้นเชิงและไม่ผ่านการไฮโดรไลซิสของไอออนบวก (ยกเว้นเกลือ Be 2+ และ Mg 2+)
ไฮโดรเจนไฮไดรด์ไอออนิกโควาเลนต์
การเกิดภาวะเชิงซ้อนไม่ใช่เรื่องปกติสำหรับไอออนขององค์ประกอบ s คอมเพล็กซ์ผลึกของ s - องค์ประกอบที่มีลิแกนด์ H 2 O-crystalline ไฮเดรตเป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณเช่น Na 2 B 4 O 7 10H 2 O-borax, KAl (SO 4) 2 12H 2 O-alum โมเลกุลของน้ำในผลึกไฮเดรตจะถูกจัดกลุ่มไว้รอบๆ ไอออนบวก แต่บางครั้งก็ล้อมรอบประจุลบทั้งหมด เนื่องจากมีประจุไอออนน้อยและมีรัศมีไอออนสูง โลหะอัลคาไลจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดสารเชิงซ้อนน้อยที่สุด รวมถึงสารเชิงซ้อนของน้ำด้วย ลิเธียม เบริลเลียม และแมกนีเซียมไอออนทำหน้าที่เป็นสารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนในสารประกอบเชิงซ้อนที่มีความคงตัวต่ำ
ไฮโดรเจน คุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนเป็นธาตุ S ที่เบาที่สุด การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ในสถานะกราวด์คือ 1S 1 อะตอมไฮโดรเจนประกอบด้วยโปรตอนหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ลักษณะเฉพาะของไฮโดรเจนคือวาเลนซ์อิเล็กตรอนของมันตั้งอยู่โดยตรงในทรงกลมของการกระทำของนิวเคลียสของอะตอม ไฮโดรเจนไม่มีชั้นอิเล็กตรอนที่อยู่ตรงกลาง ดังนั้นไฮโดรเจนจึงไม่ถือเป็นอะนาล็อกทางอิเล็กทรอนิกส์ของโลหะอัลคาไล
เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไล ไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์และมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 สเปกตรัมของไฮโดรเจนนั้นคล้ายคลึงกับสเปกตรัมของโลหะอัลคาไล สิ่งที่ทำให้ไฮโดรเจนคล้ายกับโลหะอัลคาไลคือความสามารถในการผลิตไอออน H + ที่มีประจุบวกและมีไฮเดรตในสารละลาย
เช่นเดียวกับฮาโลเจน อะตอมไฮโดรเจนขาดอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัว สิ่งนี้จะกำหนดการมีอยู่ของไอออน H - ไฮไดรด์
นอกจากนี้ อะตอมไฮโดรเจนยังมีพลังงานไอออไนเซชันสูง (1312 กิโลจูล/โมล) เช่นเดียวกับอะตอมฮาโลเจน ดังนั้นไฮโดรเจนจึงมีตำแหน่งพิเศษในตารางธาตุ
ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในจักรวาล โดยมีมวลมากถึงครึ่งหนึ่งของมวลดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ส่วนใหญ่
บนดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ไฮโดรเจนอยู่ในสถานะอะตอม ในตัวกลางระหว่างดาวในรูปแบบของโมเลกุลไดอะตอมมิกที่แตกตัวเป็นไอออนบางส่วน
ไฮโดรเจนมีสามไอโซโทป โปรเทียม 1 H, ดิวทีเรียม 2 D และทริเทียม 3 T และทริเทียมเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี
โมเลกุลไฮโดรเจนมีความโดดเด่นด้วยความแข็งแรงสูงและความสามารถในการโพลาไรซ์ต่ำ ขนาดเล็กและมวลต่ำ และมีความคล่องตัวสูง ดังนั้นไฮโดรเจนจึงมีจุดหลอมเหลวต่ำมาก (-259.2 o C) และจุดเดือด (-252.8 o C) เนื่องจากพลังงานการแยกตัวสูง (436 กิโลจูล/โมล) การสลายตัวของโมเลกุลออกเป็นอะตอมจึงเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 2000 o C ไฮโดรเจนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และรสจืด มีความหนาแน่นต่ำ - 8.99·10 -5 กรัม/ซม. ที่ความดันสูงมาก ไฮโดรเจนจะเปลี่ยนสถานะเป็นโลหะ เชื่อกันว่าบนดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลของระบบสุริยะ - ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ไฮโดรเจนอยู่ในสถานะโลหะ มีข้อสันนิษฐานว่าองค์ประกอบของแกนกลางโลกยังรวมถึงไฮโดรเจนที่เป็นโลหะด้วย ซึ่งพบได้ที่ความดันสูงพิเศษที่สร้างขึ้นโดยเนื้อโลก
คุณสมบัติทางเคมี ที่อุณหภูมิห้องโมเลกุลไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนเท่านั้นเมื่อถูกฉายรังสีด้วยแสง - กับคลอรีนและโบรมีนและเมื่อถูกความร้อนด้วย O 2, S, Se, N 2, C, I 2
ปฏิกิริยาของไฮโดรเจนกับออกซิเจนและฮาโลเจนเกิดขึ้นโดยกลไกที่รุนแรง
อันตรกิริยากับคลอรีนเป็นตัวอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาแบบไม่แยกส่วนเมื่อถูกฉายรังสีด้วยแสง (การกระตุ้นด้วยแสง (การกระตุ้นด้วยแสง) หรือเมื่อถูกความร้อน (กระตุ้นด้วยความร้อน)
Сl+ H2 = HCl + H (การพัฒนาลูกโซ่)
H+ Cl 2 = HCl + Cl
การระเบิดของก๊าซระเบิด - ส่วนผสมไฮโดรเจน - ออกซิเจน - เป็นตัวอย่างของกระบวนการลูกโซ่แบบแยกแขนงเมื่อการเริ่มต้นของลูกโซ่ไม่ได้มีเพียงขั้นตอนเดียว แต่มีหลายขั้นตอน:
เอช 2 + โอ 2 = 2OH
H+ O 2 = OH+O
O+ ชม. 2 = โอ้+ ชม
OH + H 2 = H 2 O + H
กระบวนการระเบิดสามารถหลีกเลี่ยงได้หากคุณใช้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์
เนื่องจากไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก (+1) และลบ (-1) ไฮโดรเจนจึงสามารถแสดงคุณสมบัติทั้งรีดิวซ์และออกซิไดซ์ได้
คุณสมบัติการลดของไฮโดรเจนจะแสดงออกมาเมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะ:
H 2 (g) + Cl 2 (g) = 2HCl (g)
2H 2 (ก.) + O 2 (ก.) = 2H 2 O (ก.)
ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก ซึ่งบ่งบอกถึงพลังงาน (ความแรง) สูงของพันธะ H-Cl, H-O ดังนั้นไฮโดรเจนจึงแสดงคุณสมบัติการลดออกไซด์และเฮไลด์หลายชนิด ตัวอย่างเช่น:
นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์สำหรับการผลิตสารอย่างง่ายจากเฮไลด์ออกไซด์
ตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นคืออะตอมไฮโดรเจน มันเกิดขึ้นจากการคายประจุของโมเลกุลอิเล็กตรอนภายใต้สภาวะความดันต่ำ
ไฮโดรเจนมีฤทธิ์รีดิวซ์สูงในขณะที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับกรด ไฮโดรเจนนี้ลด CrCl 3 เป็น CrCl 2:
2CrCl 3 + 2HCl + 2Zn = 2CrCl 2 + 2ZnCl 2 +H 2 ^
ปฏิกิริยาของไฮโดรเจนกับไนโตรเจนออกไซด์ (II) มีความสำคัญ:
2NO + 2H2 = N2 + H2O
ใช้ในระบบการทำให้บริสุทธิ์เพื่อการผลิตกรดไนตริก
ในฐานะที่เป็นสารออกซิไดซ์ ไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากับโลหะที่แอคทีฟ:
ในกรณีนี้ ไฮโดรเจนมีพฤติกรรมเหมือนฮาโลเจนซึ่งก่อตัวคล้ายกับเฮไลด์ ไฮไดรด์.
ไฮไดรด์ขององค์ประกอบ s ของกลุ่ม ฉันมีโครงสร้างไอออนิกประเภท NaCl ในทางเคมี ไอออนิกไฮไดรด์มีพฤติกรรมเหมือนสารประกอบพื้นฐาน
โควาเลนต์ไฮไดรด์รวมถึงไฮไดรด์ขององค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะซึ่งมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีน้อยกว่าไฮโดรเจนเองเช่นไฮไดรด์ขององค์ประกอบ SiH 4, BH 3, CH 4 โดยธรรมชาติของสารเคมี ไฮไดรด์ที่ไม่ใช่โลหะเป็นสารประกอบที่เป็นกรด
คุณลักษณะเฉพาะของการไฮโดรไลซิสของไฮไดรด์คือการปลดปล่อยไฮโดรเจน ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นผ่านกลไกรีดอกซ์
ไฮไดรด์พื้นฐาน
แอซิดไฮไดรด์
เนื่องจากการปล่อยไฮโดรเจน การไฮโดรไลซิสจึงเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์และไม่สามารถย้อนกลับได้ (?H<0, ?S>0) ในกรณีนี้ ไฮไดรด์พื้นฐานจะเกิดเป็นอัลคาไล และไฮไดรด์ที่เป็นกรดจะเกิดเป็นกรด
ศักยภาพมาตรฐานของระบบคือ B ดังนั้น ไอออน H จึงเป็นสารรีดิวซ์ที่รุนแรง
ในห้องปฏิบัติการ ไฮโดรเจนผลิตโดยการทำปฏิกิริยาสังกะสีกับกรดซัลฟิวริก 20% ในอุปกรณ์ Kipp
สังกะสีทางเทคนิคมักประกอบด้วยสารหนูและพลวงเจือปนเล็กน้อย ซึ่งจะถูกรีดิวซ์โดยไฮโดรเจน ณ เวลาที่ปล่อยออกสู่ก๊าซพิษ: อาร์ซีน SbH 3 และสเตบีน SbH ไฮโดรเจนนี้อาจทำให้เป็นพิษได้ ด้วยสังกะสีบริสุทธิ์ทางเคมี ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างช้าๆ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกิน และไม่สามารถรับกระแสไฮโดรเจนที่ดีได้ อัตราของปฏิกิริยานี้เพิ่มขึ้นโดยการเติมผลึกของคอปเปอร์ซัลเฟต ปฏิกิริยาจะถูกเร่งเนื่องจากการก่อตัวของคู่กัลวานิก Cu-Zn
ไฮโดรเจนบริสุทธิ์มากขึ้นเกิดขึ้นจากการกระทำของอัลคาไลบนซิลิคอนหรืออะลูมิเนียมเมื่อถูกความร้อน:
ในอุตสาหกรรม ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิสของน้ำที่มีอิเล็กโทรไลต์ (Na 2 SO 4, Ba (OH) 2)
ไฮโดรเจนจำนวนมากถูกผลิตเป็นผลพลอยได้ในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ในน้ำโดยมีไดอะแฟรมแยกช่องว่างแคโทดและแอโนด
ไฮโดรเจนปริมาณมากที่สุดได้มาจากการแปรสภาพเป็นแก๊สของเชื้อเพลิงแข็ง (แอนทราไซต์) ด้วยไอน้ำร้อนยวดยิ่ง:
หรือโดยการแปลงก๊าซธรรมชาติ (มีเทน) เป็นไอน้ำร้อนยวดยิ่ง:
ส่วนผสมที่เกิดขึ้น (ก๊าซสังเคราะห์) ใช้ในการผลิตสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด ผลผลิตของไฮโดรเจนสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการส่งก๊าซสังเคราะห์ไปเหนือตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งจะแปลง CO ให้เป็น CO 2
แอปพลิเคชัน.มีการใช้ไฮโดรเจนจำนวนมากในการสังเคราะห์แอมโมเนีย สำหรับการผลิตไฮโดรเจนคลอไรด์และกรดไฮโดรคลอริก สำหรับไฮโดรจิเนชันของไขมันพืช สำหรับการนำโลหะ (Mo, W, Fe) กลับมาจากออกไซด์ เปลวไฟไฮโดรเจน-ออกซิเจนใช้สำหรับการเชื่อม การตัด และการหลอมโลหะ
ไฮโดรเจนเหลวถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวด เชื้อเพลิงไฮโดรเจนคือ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและใช้พลังงานมากกว่าน้ำมันเบนซินจึงสามารถทดแทนผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมได้ในอนาคต ปัจจุบันมีรถยนต์หลายร้อยคันในโลกที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน ปัญหาของพลังงานไฮโดรเจนเกี่ยวข้องกับการจัดเก็บและการขนส่งไฮโดรเจน ไฮโดรเจนจะถูกเก็บไว้ในเรือบรรทุกใต้ดินในสถานะของเหลวภายใต้ความดัน 100 atm การขนส่งไฮโดรเจนเหลวปริมาณมากก่อให้เกิดความเสี่ยงร้ายแรง
ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลก เมื่อรวมกับไนโตรเจนและก๊าซอื่น ๆ จำนวนเล็กน้อย ออกซิเจนอิสระจะก่อตัวเป็นชั้นบรรยากาศของโลก ปริมาณในอากาศอยู่ที่ 20.95% โดยปริมาตร หรือ 23.15% โดยมวล ในเปลือกโลก 58% ของอะตอมมีพันธะกับอะตอมออกซิเจน (47% โดยมวล) ออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของน้ำ (ปริมาณสำรองของออกซิเจนที่ถูกพันธะในไฮโดรสเฟียร์มีขนาดใหญ่มาก) หิน แร่ธาตุและเกลือหลายชนิด และพบได้ในไขมัน โปรตีน และคาร์โบไฮเดรตที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิต ออกซิเจนอิสระของโลกเกือบทั้งหมดถูกสร้างขึ้นและเก็บรักษาไว้อันเป็นผลมาจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
คุณสมบัติทางกายภาพ
ออกซิเจนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีรส และไม่มีกลิ่น หนักกว่าอากาศเล็กน้อย สามารถละลายได้ในน้ำเล็กน้อย (ออกซิเจน 31 มล. ละลายในน้ำ 1 ลิตรที่ 20 องศา) แต่ก็ยังดีกว่าก๊าซในบรรยากาศอื่น ๆ ดังนั้นน้ำจึงอุดมไปด้วยออกซิเจน ความหนาแน่นของออกซิเจนภายใต้สภาวะปกติคือ 1.429 กรัม/ลิตร ที่อุณหภูมิ -183 0 C และความดัน 101.325 kPa ออกซิเจนจะเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลว ออกซิเจนเหลวมีสีฟ้า ถูกดึงเข้าไปในสนามแม่เหล็ก และที่อุณหภูมิ -218.7 ° C จะเกิดเป็นผลึกสีน้ำเงิน
ออกซิเจนธรรมชาติมีสามไอโซโทป O 16, O 17, O 18
จัดสรร- ความสามารถขององค์ประกอบทางเคมีที่จะมีอยู่ในรูปของสารธรรมดาสองชนิดขึ้นไปที่แตกต่างกันเพียงจำนวนอะตอมในโมเลกุลหรือในโครงสร้างเท่านั้น
โอโซน O 3 – มีอยู่ในชั้นบนของบรรยากาศที่ระดับความสูง 20-25 กม. จากพื้นผิวโลกและก่อตัวที่เรียกว่า "ชั้นโอโซน" ซึ่งปกป้องโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์ สีม่วงซีด ก๊าซพิษในปริมาณมาก มีกลิ่นเฉพาะตัว ฉุน แต่น่าพึงพอใจ จุดหลอมเหลวคือ -192.7 0 C จุดเดือดคือ 111.9 0 C เราละลายออกซิเจนในน้ำได้ดีกว่า
โอโซนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง กิจกรรมออกซิเดชันขึ้นอยู่กับความสามารถของโมเลกุลในการสลายตัวด้วยการปล่อยออกซิเจนอะตอมมิก:
มันออกซิไดซ์สารที่เรียบง่ายและซับซ้อนหลายชนิด โลหะบางชนิดจะเกิดเป็นโอโซน เช่น โพแทสเซียมโอโซไนด์:
K + O 3 = เกาะ 3
โอโซนผลิตในอุปกรณ์พิเศษ - โอโซน ภายใต้อิทธิพลของการปล่อยกระแสไฟฟ้า ออกซิเจนโมเลกุลจะถูกแปลงเป็นโอโซน:
ปฏิกิริยาที่คล้ายกันเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการปล่อยฟ้าผ่า
การใช้โอโซนเกิดจากคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรง โดยใช้ในการฟอกผ้า ฆ่าเชื้อในน้ำดื่ม และใช้เป็นยาฆ่าเชื้อในทางการแพทย์
การสูดดมโอโซนในปริมาณมากเป็นอันตราย: ทำให้เยื่อเมือกของดวงตาและอวัยวะทางเดินหายใจระคายเคือง
คุณสมบัติทางเคมี
ในปฏิกิริยาเคมีกับอะตอมของธาตุอื่นๆ (ยกเว้นฟลูออรีน) ออกซิเจนจะแสดงคุณสมบัติในการออกซิไดซ์โดยเฉพาะ
คุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญที่สุดคือความสามารถในการสร้างออกไซด์ที่มีองค์ประกอบเกือบทั้งหมด ในขณะเดียวกัน ออกซิเจนจะทำปฏิกิริยาโดยตรงกับสารส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อถูกความร้อน
จากปฏิกิริยาเหล่านี้ตามกฎแล้วจะเกิดออกไซด์ซึ่งมักเป็นเปอร์ออกไซด์น้อยกว่า:
2Ca + O 2 = 2CaO
2บา + โอ 2 = 2บาโอ
2นา + โอ 2 = นา 2 โอ 2
ออกซิเจนไม่มีปฏิกิริยาโดยตรงกับฮาโลเจน ทองคำ และแพลตตินัม ออกไซด์ของพวกมันได้มาทางอ้อม เมื่อถูกความร้อน ซัลเฟอร์ คาร์บอน และฟอสฟอรัสจะเผาไหม้ในออกซิเจน
ปฏิกิริยาของออกซิเจนกับไนโตรเจนเริ่มต้นที่อุณหภูมิ 1200 0 C เท่านั้นหรือในการปล่อยกระแสไฟฟ้า:
ไม่มี 2 + O 2 = 2NO
ด้วยไฮโดรเจน ออกซิเจนจะก่อตัวเป็นน้ำ:
2H 2 + O 2 = 2H 2 O
ในระหว่างปฏิกิริยานี้ ความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา
ส่วนผสมของไฮโดรเจนสองปริมาตรกับออกซิเจนหนึ่งปริมาตรจะระเบิดเมื่อจุดติดไฟ มันถูกเรียกว่าก๊าซระเบิด
โลหะหลายชนิดเมื่อสัมผัสกับออกซิเจนในบรรยากาศอาจถูกทำลาย - การกัดกร่อน โลหะบางชนิดภายใต้สภาวะปกติจะถูกออกซิไดซ์จากพื้นผิวเท่านั้น (เช่น อลูมิเนียม โครเมียม) ฟิล์มออกไซด์ที่ได้จะช่วยป้องกันปฏิกิริยาเพิ่มเติม
4อัล + 3O 2 = 2อัล 2 O 3
ภายใต้เงื่อนไขบางประการ สารเชิงซ้อนก็มีปฏิกิริยากับออกซิเจนเช่นกัน ในกรณีนี้จะเกิดออกไซด์และในบางกรณีจะเกิดออกไซด์และสารธรรมดา
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
H 2 S + O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O
4NH 3 +ЗО 2 =2N 2 +6Н 2 О
4CH 3 NH 2 + 9O 2 = 4CO 2 + 2N 2 + 10H 2 O
เมื่อทำปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อน ออกซิเจนจะทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ คุณสมบัติที่สำคัญคือความสามารถในการบำรุงรักษา การเผาไหม้สาร
ออกซิเจนยังก่อให้เกิดสารประกอบที่มีไฮโดรเจน - ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H 2 O 2 ซึ่งเป็นของเหลวใสไม่มีสีมีรสฝาดฉุนละลายได้สูงในน้ำ ในทางเคมี ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นสารประกอบที่น่าสนใจมาก มีความเสถียรต่ำ เมื่อยืน จะค่อยๆ สลายตัวเป็นน้ำและออกซิเจน:
เอช 2 โอ 2 = เอช 2 โอ + โอ 2
แสง ความร้อน การมีด่าง และการสัมผัสกับสารออกซิไดซ์หรือตัวรีดิวซ์จะเร่งกระบวนการสลายตัว สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ = - 1 เช่น มีค่ากลางระหว่างสถานะออกซิเดชันของออกซิเจนในน้ำ (-2) และในโมเลกุลออกซิเจน (0) ดังนั้นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จึงแสดงปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นคู่ คุณสมบัติการออกซิไดซ์ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์นั้นเด่นชัดกว่าคุณสมบัติรีดิวซ์มากและพวกมันแสดงออกมาในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด, ด่างและเป็นกลาง
H 2 O 2 + 2KI + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + ฉัน 2 + 2H 2 O
ไฮโดรเจนเป็นอันดับหนึ่งในตารางธาตุ ในกลุ่ม I และ VII ในคราวเดียว สัญลักษณ์ของไฮโดรเจนคือ H (lat. ไฮโดรเจน) เป็นก๊าซเบามาก ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น ไฮโดรเจนมีสามไอโซโทป: 1H - โปรเทียม, 2H - ดิวทีเรียม และ 3H - ไอโซโทป (กัมมันตภาพรังสี) อากาศหรือออกซิเจนที่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน H₂ อย่างง่ายเป็นสารไวไฟสูงและยังระเบิดได้ ไฮโดรเจนไม่ปล่อยสารพิษออกมา ละลายได้ในเอทานอลและโลหะหลายชนิด (โดยเฉพาะกลุ่มย่อยด้านข้าง)
ความอุดมสมบูรณ์ของไฮโดรเจนบนโลก
เช่นเดียวกับออกซิเจน ไฮโดรเจนมีความสำคัญอย่างยิ่ง แต่ไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดต่างจากออกซิเจนตรงที่จับกับสารอื่น พบได้ในสภาวะอิสระในชั้นบรรยากาศเท่านั้น แต่ปริมาณของมันไม่มีนัยสำคัญอย่างยิ่ง ไฮโดรเจนเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอินทรีย์และสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ส่วนใหญ่มักพบในรูปของน้ำออกไซด์
คุณสมบัติทางเคมีกายภาพ
ไฮโดรเจนไม่ทำงาน และเมื่อถูกความร้อนหรือมีตัวเร่งปฏิกิริยา ไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบทางเคมีที่เรียบง่ายและซับซ้อนเกือบทั้งหมด
ปฏิกิริยาของไฮโดรเจนกับองค์ประกอบทางเคมีอย่างง่าย
ที่อุณหภูมิสูง ไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ซัลเฟอร์ คลอรีน และไนโตรเจน คุณจะได้เรียนรู้ว่าการทดลองกับก๊าซใดบ้างที่สามารถทำได้ที่บ้าน
ประสบการณ์ปฏิสัมพันธ์ของไฮโดรเจนกับออกซิเจนในสภาพห้องปฏิบัติการ
ลองใช้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ ซึ่งไหลผ่านท่อจ่ายก๊าซ แล้วจุดไฟ มันจะเผาไหม้ด้วยเปลวไฟที่แทบจะมองไม่เห็น หากคุณวางท่อไฮโดรเจนไว้ในภาชนะใดๆ ท่อจะยังคงเผาไหม้ต่อไป และจะมีหยดน้ำก่อตัวขึ้นบนผนัง ออกซิเจนนี้ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน:
2Н₂ + О₂ = 2Н₂О + Q
เมื่อไฮโดรเจนเผาไหม้ จะเกิดพลังงานความร้อนจำนวนมาก อุณหภูมิของออกซิเจนและไฮโดรเจนรวมกันสูงถึง 2,000 °C ออกซิเจนออกซิไดซ์ไฮโดรเจน ดังนั้นปฏิกิริยานี้จึงเรียกว่าปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ภายใต้สภาวะปกติ (โดยไม่ให้ความร้อน) ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างช้าๆ และที่อุณหภูมิสูงกว่า 550 ° C จะเกิดการระเบิด (เรียกว่าก๊าซระเบิดเกิดขึ้น) ในอดีตมักใช้ไฮโดรเจนในลูกโป่ง แต่ก็มีอุบัติเหตุมากมายเนื่องจากการก่อตัวของก๊าซระเบิด ความสมบูรณ์ของลูกบอลถูกละเมิดและเกิดการระเบิด: ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ดังนั้นจึงใช้ฮีเลียมซึ่งถูกให้ความร้อนด้วยเปลวไฟเป็นระยะ
คลอรีนทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเพื่อสร้างไฮโดรเจนคลอไรด์ (เฉพาะเมื่อมีแสงและความร้อน) ปฏิกิริยาเคมีของไฮโดรเจนและคลอรีนมีลักษณะดังนี้:
H₂ + Cl₂ = 2HCl
ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: ปฏิกิริยาของฟลูออรีนกับไฮโดรเจนทำให้เกิดการระเบิดแม้ในความมืดและอุณหภูมิต่ำกว่า 0 ° C
ปฏิกิริยาระหว่างไนโตรเจนกับไฮโดรเจนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อถูกความร้อนและมีตัวเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดแอมโมเนีย สมการปฏิกิริยา:
ЗН₂ + N₂ = 2NN₃
ปฏิกิริยาของซัลเฟอร์และไฮโดรเจนเกิดขึ้นจนเกิดก๊าซ - ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ผลที่ได้คือกลิ่นไข่เน่า:
H₂ + S = H₂S
ไฮโดรเจนไม่เพียงแต่ละลายในโลหะเท่านั้น แต่ยังสามารถทำปฏิกิริยากับพวกมันได้อีกด้วย เป็นผลให้เกิดสารประกอบที่เรียกว่าไฮไดรด์ ไฮไดรด์บางชนิดถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในจรวด พวกมันยังใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์อีกด้วย
ปฏิกิริยากับองค์ประกอบทางเคมีที่ซับซ้อน
ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนกับคอปเปอร์ออกไซด์ ลองใช้หลอดไฮโดรเจนแล้วส่งผ่านผงคอปเปอร์ออกไซด์ ปฏิกิริยาทั้งหมดเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน ผงทองแดงสีดำจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแดง (สีทองแดงธรรมดา) หยดของเหลวจะปรากฏขึ้นในบริเวณที่ไม่ได้รับความร้อนของขวดซึ่งสิ่งนี้ได้ก่อตัวขึ้น
ปฏิกิริยาเคมี:
CuO + H₂ = Cu + H₂O
ดังที่เราเห็น ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับออกไซด์และทำให้ทองแดงลดลง
ปฏิกิริยาการฟื้นตัว
ถ้าสารกำจัดออกไซด์ออกไปในระหว่างปฏิกิริยา สารนั้นจะเป็นตัวรีดิวซ์ จากตัวอย่างปฏิกิริยาของคอปเปอร์ออกไซด์ เราจะเห็นว่าไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์ นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับออกไซด์อื่นๆ เช่น HgO, MoO₃ และ PbO ในปฏิกิริยาใดๆ หากองค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่งเป็นตัวออกซิไดซ์ อีกองค์ประกอบหนึ่งจะเป็นตัวรีดิวซ์
สารประกอบไฮโดรเจนทั้งหมด
สารประกอบไฮโดรเจนกับอโลหะ- ก๊าซระเหยและเป็นพิษมาก (เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไซเลน มีเทน)
ไฮโดรเจนเฮไลด์- ไฮโดรเจนคลอไรด์มักใช้กันมากที่สุด เมื่อละลายจะเกิดกรดไฮโดรคลอริก กลุ่มนี้ยังรวมถึง: ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ ไฮโดรเจนไอโอไดด์ และไฮโดรเจนโบรไมด์ สารประกอบทั้งหมดนี้ส่งผลให้เกิดกรดที่สอดคล้องกัน
ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์(สูตรทางเคมีH₂O₂) มีคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่แรง
ไฮโดรเจนไฮดรอกไซด์หรือน้ำ H₂O
ไฮไดรด์- เป็นสารประกอบที่มีโลหะ
ไฮดรอกไซด์- ได้แก่ กรด เบส และสารประกอบอื่นๆ ที่มีไฮโดรเจน
สารประกอบอินทรีย์: โปรตีน ไขมัน ไขมัน ฮอร์โมน และอื่นๆ