Vodík
Izotop
H
D
T
99,844 %
0,0156 %
atomová hmotnost
1,007825
2,014102
3,016049
jaderná stabilita
stabilní
stabilní
T1/2=12,35 let
teplota tání °C
-259,193
-254,65
-252,53
teplota varu °C
-252,76
-249,48
-248,11
disociační teplo [kJ/mol]
435,88
443,35
446,9
Výskyt: 89 % vesmír;
0,88 % Země (tj. 15,4 at. %), Zemská kůra 0,15 %
Pozn.: 2H º D ; 3H º T

Deuterium a tritium
Deuterium se získává elektrolýzou vody
Jaderné reakce vedoucí ke vzniku tritia
používá se k výrobě tritia
Skladování plynného tritia: ve formě UT3
Jeho tepelný rozklad při 400 °C vede k uvolnění plynného tritia
2 UT3   ®  2 U    +   3 T2

Vyskytuje se u sloučenin, kde došlo k náhradě izotopu prvku izotopem jiné hmotnosti – změna
hmotnosti částice pak má vliv na fyzikální vlastnosti sloučeniny, např. změny frekvence vibrace
vazeb, změna rychlosti chemických reakcí, změny t.v. a t.t. apod.
Právě u vodíku jsou izotopové efekty nejvýraznější (největší změna hmotnosti při přechodu od
lehkého vodíku k deuteriu, příp. tritiu).
Izotopový efekt

Značení sloučenin deuteriem nebo tritiem
Značení (ať specifické či nespecifické) sloučenin těžšími izotopy vodíku vede ke vzniku sloučenin,
které umožňuje sledovat osud tohoto izotopu v reakcích či nejrůznějších procesech a poznat tak
jejich mechanismus.
Provádí se nejčastěji stykem dané sloučeniny se sloučeninou, která obsahuje těžší izotop vodíku –
izotopická výměna.
Toto značení bývá často nespecifické
Specifické značení (izotop vodíku se u organické sloučeniny s více atomy vodíku nachází na žádaném
místě)
Þ vyžaduje speciální a cílené syntetické přístupy.
CH3OH    +  D2O    ®    CH3OD     +     HDO

Jaderné izomery izotopů vodíku
Pozn. Přeměna ortho ® para je mírně exotermická Þ problémy s uskladněním kapalného vodíku


Příprava vodíku
vodík :”in statu nascendi”


Výroba vodíku
(rozklad sodíkového amalgámu při výrobě hydroxidu sodného)


Chemický (neektrolytický) rozklad vody na její komponenty jako potenciální zdroj vodíku



Použití vodíku



Vztah mezi vazbou iontovou, kovovou a kovalentní



Vazebné možnosti vodíku
a) Tvorba molekulárních částic: H2 H2- H2 +
b) Tvorba atomových částic:
(1,5.10-3 pm, pro srovnání běžné rozměry atomů jsou 50 - 220 pm)
H+   např. jako důsledek disociace kyselin, je velmi reaktivní a zpravidla hledá partnera pro
stabilizaci

HA  ®  H+    +    A-
H+    +    H2O   ®    H30+
H-   vyskytuje se v procesu disociace iontových hydridů v tavenině,           např. NaH

c)  Tvorba vodíkových můstků:                     mají energii 10 – 60 kJ.mol-1
intermolekulární
intramolekulární

Teplota varu některých binárních sloučenin vodíku jako důsledek existence vodíkových můstků






Reaktivita vodíku
a) Redukční vlastnosti  (typické)
b) Oxidační vlastnosti (pouze při vzniku iontových hydridů)
2Na   +   H2     ®   2 NaH

Binární sloučeniny vodíku (hydridy)
 Iontové hydridy mají výrazné redukční vlastnosti (podobně jako samotný sodík)
     H-   +   H2O                  OH-    +   H2    hydridy sodný, vápenatý, apod.