Wodór stanowi najczęściej spotykany pierwiastek we wszechświecie ($89\%$). Tworzy on dwuskładnikowe (binarne) związki chemiczne z wieloma pierwiastkami. Jednak nie wszystkie wodorkiwodorkiwodorki są scharakteryzowane.

Wodorki metali grup $1.$ i $2.$ mają budowę jonową (z wyjątkiem wodorku berylu), są zbudowane z kationów metalu i anionów wodorkowych ${\text{H}}^{-}$. W temperaturze pokojowej wodorki te są ciałami stałymi o wysokich temperaturach topnienia. Przykładem wodorku metalu grupy $2.$ układu okresowego jest wodorek baru o wzorzewzór sumarycznywzorze ${\text{BaH}}_2$.

R1Ck10sSL7Kom

Ilustracja dotyczy reakcji powstawania wodorku baru. Po lewej stronie ilustracji znajduje się jeden atom baru, B a, z dwoma elektronami w formie kropek po prawej stronie symbolu. Od każdego z elektronów odchodzi jedna strzałka (jedna w górę druga w dół), które prowadzą do atomów wodoru, H, posiadających jeden elektron. Dalej znajduje się strzałka symbolizująca reakcję, a po prawej stronie umieszczono kation ${\text{Ba}}^{2+}$ oraz 2 aniony ${\text{H}}^{-}$. Poniżej znajduje się równanie, prezentujące stosunek liczby moli kationów baru do liczby moli anionów wodorkowych, który wynosi jeden do dwóch.

Wodorki niemetali, w większości przypadków, w warunkach normalnych są gazami (wyjątek: woda i fluorowodór – ze względu na tworzenie wiązań wodorowych pomiędzy cząsteczkami). Większość z nich ma charakterystyczny, drażniący zapach. W ciele stałym wodorki niemetali tworzą kryształy molekularne.

Wodorki grupy $16.$ i $17.$, rozpuszczone w wodzie, tworzą kwasy beztlenowe, amoniak (azan) zaś wykazuje właściwości zasadowe. Właściwości zasadowe amoniaku są konsekwencją wolnej pary elektronowej na atomie azotu – dzięki niej dochodzi do utworzenia wiązania donorowo–akceptorowego.

RQBjtx8uJ4LBB

Ilustracja dotyczy reakcji amoniaku z kationem wodoru. Cząsteczkę amoniaku przedstawiono wzorem strukturalnym: do atomu amoniaku przyłączone są trzy atomy wodoru znajdujące się po lewej stronie atomu azotu, a po prawej stronie literki N znajduje się pojedyncza czerwona pionowa kreska, symbolizująca wolną parę elektronową. Dalej umieszczono znak plus oraz kation wodoru: ${\text{H}}^{+}$. po prawej stronie strzałki, symbolizującej reakcję chemiczną, znajduje się wzór kationu amonowego ${{\text{NH}}_4}^{+}$ w nawiasie kwadratowym. Jedno z wiązań N H jest zaznaczone czerwoną strzałką z grotem skierowanym w stronę atomu wodoru. Poza nawiasem w indeksie górnym umieszczono ładunek dodatni: plus.

Przykład 1

Wodorki metali aktywnych, takie jak $\text{NaH}$ czy ${\text{BaH}}_2$, reagują z wodą z wytworzeniem zasad.

R1ZxhScPSVuf7

Ilustracja przedstawia probówkę z malinowo—różową cieczą. Ciecz jest podpisana jako woda plus fenoloftaleina, a u wlotu probówki umieszczono strzałkę, przy której znajduje się napis: ${\text{NaH}}_{\left(\text{s}\right)}$.

Obserwacje: Ciało stałe uległo roztworzeniu, wydzielił się bezbarwny gaz, a roztwór przyjął malinowe zabarwienie.

Wnioski: Wodorek sodu reaguje z wodą z wytworzeniem zasady, dodatkowym produktem reakcji jest wodór.

Równanie reakcji w formie cząsteczkowej:

$\text{NaH}+{\text{H}}_2\text{O}\to \text{NaOH}+{\text{H}}_2$

Równanie reakcji w formie jonowej:

$\text{NaH}+{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{Na}}^{+}+{\text{OH}}^{-}+{\text{H}}_2$

Wodorki niemetali względem wody wykazują często przeciwstawne zachowania. Większość z nich nie wchodzi z wodą w reakcje, a tylko rozpuszcza się w niej, tworząc kwasy beztlenowe, bądź – jak to ma miejsce w przypadku amoniaku – zasadę amonową.

Wodorki, podobnie jak tlenki i inne związki chemiczne, możemy podzielić ze względu na charakter chemiczny.

Wodorki dzielimy na:

• kwasowe;

• zasadowe;

• obojętne.

Więcej o tym podziale dowiesz się z kolejnych lekcji.

Przykładem wodorków obojętnych są węglowodory – najprostszy przedstawiciel to metan ${\text{CH}}_4$. Cechy pozostałych dwóch grup przedstawiono w tabeli:

Słownik

Bibliografia

Bielański A., Podstawy Chemii nieorganicznej, t. $1—2$, Warszawa $2010$.

Jones L., Atkins P., Chemia ogólna Cząsteczki materia reakcje, Warszawa $2016$.

Pac B., Zegar A., Podstawy klasyfikacji związków nieorganicznych w teorii i zadaniach, Kraków $2019$.