Vodík je první a nejjednodušší prvek periodické soustavy.
infoZÁKLADNÍ INFORMACE
- značka: H
- protonové číslo: 1
- skupina: 1.A
- oxidační číslo: I, -I
- typ: nekov
- skupenství za STP: plynné
- relativní atomová hmotnost: 1,008
- elektronová konfigurace: 1s1
Vodík se vyskytuje ve třech izotopech:
- Protium (lehký vodík) 1H má jeden proton a jeden elektron a jde o nejjednodušší existující atom.
- Deuterium (těžký vodík) 2H má dva nukleony (to se pozná z čísla vlevo nahoře) – nukleon je buď proton nebo neutron. Deuterium má konkrétně jeden proton, jeden neutron, a jeden elektron, takže má prakticky dvojnásobnou hmotnost oproti běžnému vodíku (elektron skoro nic neváží). Občas se značí D.
- Tritium 3H má tři nukleony – dva neutrony a jeden proton. Je slabě radioaktivní, ale dokud ho nepozřete, je neškodné. Jeho beta záření se totiž zastaví už o šestimilimetrovou vrstvu vzduchu. Používá se jako zdroj slabého světla (viz obrázek).
Vlastnosti a reaktivita
Vodík je bez barvy, bez chuti, bez zápachu a je 14x lehčí než vzduch.
Nejstabilnější je v elektronové konfiguraci 1s2, do které se dostane buďto vytvořením vazby (třeba při vzniku H2 nebo HCl), přijetím elektronu (přičemž vznikne anion H-) anebo odevzdáním elektronu (to vznikne kation H+). Na naší planetě se proto vyskytuje nejčastěji v té dvouatomové molekule H2, ale ve vesmíru je nejvíce toho „atomárního“ vodíku H.
Slučuje se s elektronegativními prvky a tvoří při tom vodíkové můstky – třeba s kyslíkem za vzniku vody. Atomární vodík (také se mu říká „vodík ve stavu zrodu“) reaguje už za nízkých teplot a skoro se vším, takže v té původní podobě dlouho nevydrží. Reakce vodíku jsou většinou exotermické (uvolňuje se při nich teplo) a často se projevují hořením. Stabilnější molekula H2 reaguje až při vyšších teplotách nebo za použití katalyzátoru.
Příprava vodíku
První možností jak vytvořit vodík je reakce kovu s kyselinou nebo hydroxidem. Vodík se kovem z kyseliny či hydroxidu vytěsní:
infoVODA
Voda je celkově taková divná a chová se nevypočitatelně, proto o ní máme samostatnou kapitolu: Voda.
Kovové hydridy jsou sloučeniny vodíku s přechodnými kovy. Jsou to prapodivné sloučeniny – vodíky se totiž vlastně vmezeří do struktury kovu a netvoří úplně pravidelné vazby. Vmezeřeným vodíkům se říká „intersticiální“. Kvůli této nepravidelnosti nejsou poměry mezi počtem vodíků a kovů celá čísla, takže vzorec pak může vypadat třeba takhle: TiH1,7. Dodnes není zcela objasněno, jak to vlastně funguje.
Hydridové komplexy jsou komplexní sloučeniny, ve kterých je anion vodíku H- vázán koordinační (donor-akceptorovou) vazbou na iont kovu.