Výskyt vodíku

je to nejrozšířenější prvek ve vesmíru
na Zemi se vyskytuje pouze ve sloučeninách
- největší množství je vázáno ve vodě
tvoří základ veškeré živé hmoty
v přírodě je vodík směsí tří izotopů
- lehký vodík - $_{1}^{1} H$ (protium)
- těžký vodík - $_{1}^{2} H$ ( $D$ ) (deuterium)
  - v přírodě se vyskytuje ve formě oxidu $D_{2} O$
    - těžká voda
    - oproti vodě má vyšší bod tání a varu
    - uplatňuje se v jaderných reaktorech jako moderátor
- supertěžký vodík - $_{1}^{3} H$ ( $T$ ) (tritium)
  - vyskytuje se v horních vrstvách atmosféry
    - vzniká jadernou reakcí $^{14} N + n ⟶^{3} H +^{12} C$
    - jeho koncentrace se po testech jaderných bomb zestonásobila
      - od jejich zákazu klesla zpět na původní úroveň

Příprava vodíku

nejčastěji reakcí zředěné $H_{2} S O_{4}$ se zinkem
- $Z n + H_{2} S O_{4} ⟶ Z n S O_{4} + H_{2}$
dalším způsobem je reakce amfoterního kovu s roztokem hydroxidu alkalického kovu
- $Z n + 2 N a O H + 2 H_{2} O ⟶ N a_{2} [Z n (O H)_{4}] + H_{2}$
průmyslově se získává přeháněním vodní páry přes rozžhavený koks
- v první fázi dojde ke vzniku směsi vodíku a oxidu uhelnatého
  - $H_{2} O + C ⟶ C O + H_{2}$
  - vzniklá směs se nazývá _ vodní plyn_
    - používá se jako palivo a je významný i pro další chemické procesy
- vzniklý oxid uhelnatý zreaguje s další vodní párou
  - $H_{2} O + C O ⟶ C O_{2} + H_{2}$
jiným průmyslovým způsobem je reakce methanu s vodní párou za vysoké teploty a přítomnosti katalyzátoru ve formě rozptýleného niklu na povrchu oxidu hlinitého
- $C H_{4} + H_{2} O ⟶ C O + 3 H_{2} O$
velmi čisýt vodík lze připravit elektrolýzou vody okyselené třeba $H_{2} S O_{4}$

je to plyn
za normálních podmínek je lehčí než vzduch
teplota varu je -252.8°C a bod tání je -259.2°C
patří mezi nekovy
- má podstatně vyšší hodnotu elektronegativity od ostatních prvků I.A skupiny
ve většině reakcí vystupuje jako redukční činidlo

v elektronovém obalu má pouze jeden elektron
tvoří dvouatomové molekuly $H_{2}$ , ve kterých má jednoduchou vazbu
- síla vazby je relativně vysoká, coý vysvětluje nevelkou reaktivitu vodíku

vodík reaguje se všemi halogeny
- produktem je halogenovodík
- reakci lze zjednodušeně vyjádřit jako $H_{2} + X_{2} ⟶ 2 H X$
- s fluorem reaguje explozivně i za nízkých teplot
- s chlorem reaguje explozivně za laboratorních podmínek
- s jodem a bromem je potřeba reakci provádět za vyšších teplot a přítomnosti katalyzátoru
v přítomnosti kyslíku hoří
- hoření sám vodík nepodporuje
- směs vodíku a kyslíku je při teplotě 600°C nebo po iniciaci jiskrou extrémně výbušná
  - produktem je voda
    - reakce probíhá radikálově
      - iniciací je homolýza molekuly vodíku
        $H - H ⟶ H \cdot \cdot H$
      - v propagační fázi dochází ke vzniku dalších radikálů a prduktu
        $H \cdot + O_{2} ⟶ \cdot O H + \cdot O \cdot$
        $\cdot O \cdot + H_{2} ⟶ \cdot O H + H \cdot$
        $\cdot O H + H_{2} ⟶ H_{2} O + H \cdot$
      - terminací je zánik všech radikálů
        $\cdot O H + H O_{2} \cdot ⟶ O_{2} + H_{2} O$
  - za laboratorní teploty probíhá reakce mnohem pomaleji
- plynový hořák funguje na principu mísení kyslíku a vodíku
  - k míchání dochází poze na povrchu kužele plynu vystupujícího z trubky
velmi významnou reakcí je hydrogenace, která nalézá upplatnění hlavně v organické syntéze

jsou to binární sloučeniny vodíku
podle typu vazebné interakce mezi vodíkeme a dalším atomem rozlišujeme několi druhů hydridů

jsou to slouřeniny vodíku s nejelektropozitivnějšími kovy
jsou to reaktivní, termicky málo stabilní, bezbarvé, krystalické látky
vodík v nich vystupuje v oxidačním čísle $- I$
připravují se přímou reakcí vodíku s alkalickými kovy nebo kovy alkalických zemin
- vodík v nich vystupuje jako oxidační činidlo

tvoří je prvky podskupin skandia, titanu, vanadu a některých lanthanoidů a aktinoidů
jejich stechiometrie není přesně definovaná
- mají charakter bethollidů
  - jsou to struktury s četnými deformacemi
jejich vazby nejsou také přesně definované
- jsou na pomezí kovalentních a iontových vazeb
jsou to třeba $T i H_{1.75}$ nebo $V H_{0.71}$

tvoří je prvky skupin IV., V., VI. a VII.
s rostoucím atomovým číslem klesá jejich celková stabilita
- v rámci period ale roste zleva doprava

tvoří ji prvky beryllium, hořčík, zinek, kadmium, bor, hliník, a kovy skupiny trielů
hydridy boru a gallia jsou většinou kapalné, ostatní jsou pevné vné