Wodór jest szczególnym pierwiastkiem w układzie okresowym, znajdującym się w pierwszej grupie układu okresowego, jednakże posiada również właściwości zbliżone do pierwiastków grupy $17.$ – fluorowców. Z pozostałymi pierwiastkami $1.$ grupy układu okresowego wiąże go ta sama liczba elektronów walencyjnych. Podobnie jak metale, zajmujące kolejne miejsca w $1.$ grupie układu okresowego, może oddawać jedyny elektron walencyjny, przyjmując w związkach $+\text{I}$ stopień utlenienia. Z fluorowcami łączy go z kolei to, że może przyjąć jeden elektron, w wyniku czego uzyska trwałą konfigurację gazu szlachetnego. W takiej sytuacji wodór osiągnie formalny stopnień utlenienia wynoszący $-\text{I}$.

ElektroujemnośćelektroujemnośćElektroujemność wodoru według skali Paulinga jest równa około $\mathrm{2,1}$-$\mathrm{2,2}$. Jest to jedna z najniższych elektroujemności wykazywanych przez niemetale. Jednocześnie wartość ta jest wyższa w porównaniu do elektroujemności przekazywanej przez większość metali.

R1RjcKE6GO9nL

Ilustracja przedstawiająca zestaw prostopadłościanów. Ujęcie z góry. Na ich górnych podstawach naniesione są symbole pierwiastków bloków s oraz p uszeregowane analogicznie jak w układzie okresowym pierwiastków z wyłączeniem szóstego i siódmego okresu. W pierwszej grupie znajdują się wodór, lit, sód, potas oraz rubid. W drugiej grupie znajdują się kolejno beryl, magnez, wapń oraz stront. W grupie trzynastej bor, glin, gal oraz ind. W grupie czternastej węgiel, krzem, german i cyna. W grupie piętnastej znajduje się azot, fosfor, arsen i antymon. W grupie szesnastej tlen, siarka, selen oraz tellur. W grupie siedemnastej znajdują się fluor, chlor, brom i jod.

Ze względu na w pewnym sensie pośrednią wartość elektroujemności pomiędzy metalami i niemetalami, wodór może reagować zarówno z pierwiastkami o wyższej elektroujemności, przyjmując w powstających związkach $+\text{I}$ stopień utlenienia, jak i z pierwiastkami o niższej elektroujemności, przyjmując $-\text{I}$ stopień utlenienia.

Doświadczenie. Spalanie wodoru w tlenie z powietrza.

RE2apq2TTVPYU

Sprzęt i odczynniki: probówka szklana; szczypce; zapałka; łapa do probówek; statyw; sód; woda destylowana. Instrukcja wykonania doświadczenia: Do probówki nalej około 5 cm3 wody destylowanej. Następnie, przy pomocy szczypiec, wrzuć mały kawałek sodu (około 14 wielkości ziarna grochu) do probówki. Do wylotu probówki przyłóż płonącą zapałkę.

Schemat doświadczenia:

RBEaZUvXfgn3k

Schemat doświadczenia przedstawiający probówkę wypełnioną w dwóch trzecich objętości wodą destylowaną. Do wnętrza probówki skierowana jest strzałka, nad którą znajduje się symbol sodu $\text{Na}$.

RE0Ac0VrHtnFf

Problem badawczy: (Uzupełnij). Hipoteza: (Uzupełnij). Obserwacje: (Uzupełnij). Równanie reakcji: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).

Rggl7CPCxfnIl

Problem badawczy: (Uzupełnij) Hipoteza: (Uzupełnij) Obserwacje: (Uzupełnij) Wnioski: (Uzupełnij). Równania reakcji: (Uzupełnij).

RCXU005g9hv901

Obserwacje Po wprowadzeniu sodu do wody zaczyna wydzielać się bezbarwny i bezwonny gaz. Po przyłożeniu płonącej zapałki słychać charakterystyczny dźwięk (szczeknięcie)., Wnioski Wodór reaguje z tlenem, tworząc tlenek wodoru (wodę, oksydan). Reakcja ta jest inicjowana poprzez ciepło z płonącej zapałki. W reakcji sodu z wodą powstaje gazowy wodór., Równania reakcji

• Równanie reakcji sodu po wrzuceniu do wody:
  $2 \text{Na}+2 {\text{H}}_2\text{O}\to 2 \text{NaOH}+{\text{H}}_2\uparrow$
• Równanie reakcji spalania wodoru powstającego w reakcji sodu z wodą na powietrzu:
  $2 {\text{H}}_2+{\text{O}}_2\to 2 {\text{H}}_2\text{O}$

Obserwacje Po wprowadzeniu sodu do wody zaczyna wydzielać się bezbarwny i bezwonny gaz. Po przyłożeniu płonącej zapałki słychać charakterystyczny dźwięk (szczeknięcie)., Wnioski Wodór reaguje z tlenem, tworząc tlenek wodoru (wodę, oksydan). Reakcja ta jest inicjowana poprzez ciepło z płonącej zapałki. W reakcji sodu z wodą powstaje gazowy wodór., Równania reakcji

• Równanie reakcji sodu po wrzuceniu do wody:
  $2 \text{Na}+2 {\text{H}}_2\text{O}\to 2 \text{NaOH}+{\text{H}}_2\uparrow$
• Równanie reakcji spalania wodoru powstającego w reakcji sodu z wodą na powietrzu:
  $2 {\text{H}}_2+{\text{O}}_2\to 2 {\text{H}}_2\text{O}$

Analizując powyższy eksperyment, możemy zauważyć, że w temperaturze pokojowej wodór nie reaguje z tlenem, a reakcja ta zachodzi pod wpływem ciepła. W temperaturze powyżej $720 \text{K}$ reakcja ta jest wybuchowa. Mieszanina tlenu i wodoru w stosunku objętościowym $1:2$ nosi nazwę mieszaniny piorunującej – do zainicjowania reakcji wystarczy nawet pojedyncza iskra.

W reakcjach z mniej elektroujemnymi pierwiastkami grupy $1.$ i $2.$, pod wpływem podwyższonej temperatury, wodór tworzy wodorki typu soli. W związkach tych przyjmuje $-\text{I}$ stopień utlenienia. Na przykład reakcja otrzymywania wodorku sodu:

czy wodorku wapnia:

W wodorkach typu soli dominującą formą wiązania jest wiązanie jonowe. W podwyższonych temperaturach wodór wykazuje silne właściwości redukujące. Wykorzystuje się to do redukcji tlenków metali do tlenków metali na niższych stopniach utlenienia lub do wolnego metalu. Korzystając z wodoru, można zredukować na przykład tlenek żelaza($\text{III}$):

W odpowiednich warunkach wysokiego ciśnienia i podwyższonej temperatury wodór może reagować z azotem, tworząc amoniak (azan), będący jednym z najważniejszych związków chemicznych na świecie.

Reaktywność wodoru możemy przedstawić na poniższym grafie: