Hemijsko jedinjenje koje sadrži vodonik. Vodonik u prirodi (0,9% u Zemljinoj kori)
vodonik - specijalni element, koji zauzimaju dvije ćelije odjednom u periodičnom sistemu Mendeljejeva. Nalazi se u dvije grupe elemenata sa suprotnim svojstvima, a ova karakteristika ga čini jedinstvenim. Vodonik je jednostavna supstanca i sastavni dio mnogi složene veze, to je organogeni i biogeni element. Vrijedi se detaljno upoznati s njegovim glavnim karakteristikama i svojstvima.
Vodonik u Mendeljejevom periodičnom sistemu
Glavne karakteristike vodonika navedene u:
- serijski broj elementa je 1 (postoji isti broj protona i elektrona);
- atomska masa je 1,00795;
- vodonik ima tri izotopa, od kojih svaki ima posebna svojstva;
- zbog sadržaja samo jednog elektrona, vodonik je u stanju da ispoljava redukciona i oksidaciona svojstva, a nakon doniranja elektrona, vodonik ima slobodnu orbitalu, koja učestvuje u formiranju hemijskih veza prema mehanizmu donor-akceptor;
- vodonik je lagani element male gustine;
- vodonik je jako redukciono sredstvo, otvara grupu alkalnih metala u prvoj grupi glavne podgrupe;
- kada vodik reaguje s metalima i drugim jakim redukcijskim agensima, on prihvaća njihov elektron i postaje oksidacijski agens. Takva jedinjenja nazivaju se hidridi. By naznačeni znak vodonik uslovno spada u grupu halogena (u tabeli je dat iznad fluora u zagradi), sa kojima ima sličnosti.
Vodonik kao jednostavna supstanca
Vodonik je gas čija se molekula sastoji od dva. Ovu supstancu je 1766. godine otkrio britanski naučnik Henry Cavendish. Dokazao je da je vodonik plin koji eksplodira u interakciji s kisikom. Nakon proučavanja vodonika, hemičari su otkrili da je ova supstanca najlakša od svih poznatih čovjeku.
Drugi naučnik, Lavoisier, dao je elementu ime "hidrogenijum", što na latinskom znači "rađanje vode". Henry Cavendish je 1781. godine dokazao da je voda kombinacija kisika i vodonika. Drugim riječima, voda je proizvod reakcije vodonika s kisikom. Zapaljiva svojstva vodonika bila su poznata čak i drevnim naučnicima: odgovarajuće zapise ostavio je Paracelzus, koji je živeo u 16. veku.
Molekularni vodonik je prirodno plinovito jedinjenje uobičajeno u prirodi, koje se sastoji od dva atoma i kada se iznese gorući komadić. Molekula vodika može se raspasti na atome koji se pretvaraju u jezgre helija, budući da su u stanju sudjelovati u nuklearnim reakcijama. Takvi se procesi redovno dešavaju u svemiru i na Suncu.
Vodik i njegova fizička svojstva
Vodik ima sljedeće fizičke parametre:
- ključa na -252,76 °C;
- topi se na -259,14 °C; *unutar navedenih temperaturnih granica vodonik je bezbojna tečnost bez mirisa;
- vodonik je slabo rastvorljiv u vodi;
- vodonik se teoretski može transformisati u metalno stanje pod posebnim uslovima (niske temperature i visoki pritisak);
- čisti vodonik je eksplozivna i zapaljiva supstanca;
- vodonik može difundirati kroz debljinu metala, stoga se dobro otapa u njima;
- vodonik je 14,5 puta lakši od vazduha;
- at visokog pritiska mogu se dobiti kristali čvrstog vodonika nalik snijegu.
Hemijska svojstva vodonika
Laboratorijske metode:
- interakcija razrijeđenih kiselina sa aktivni metali i metali srednje aktivnosti;
- hidroliza metalnih hidrida;
- reakcija sa vodom alkalnih i zemnoalkalnih metala.
Jedinjenja vodonika:
Halogenidi vodika; hlapljiva vodikova jedinjenja nemetala; hidridi; hidroksidi; vodonik hidroksid (voda); vodikov peroksid; organska jedinjenja (proteini, masti, ugljeni hidrati, vitamini, lipidi, esencijalna ulja, hormoni). Kliknite da vidite sigurne eksperimente o proučavanju svojstava proteina, masti i ugljikohidrata.
Da biste prikupili rezultirajući vodonik, morate držati epruvetu okrenutu naopako. Vodik se ne može sakupljati kao ugljični dioksid, jer je mnogo lakši od zraka. Vodonik brzo isparava, a kada se pomiješa sa zrakom (ili u velikoj akumulaciji) eksplodira. Stoga je potrebno invertirati cijev. Odmah nakon punjenja epruveta se zatvara gumenim čepom.
Da biste provjerili čistoću vodonika, potrebno je prinijeti upaljenu šibicu na vrat epruvete. Ako dođe do gluhog i tihog pucanja, plin je čist, a nečistoće zraka minimalne. Ako je pucanje glasno i zviždanje, plin u epruveti je prljav, sadrži veliki udio stranih komponenti.
Pažnja! Ne pokušavajte sami ponoviti ove eksperimente!
Vodonik(lat. Hydrogenium), H, hemijski element, prvi po serijskom broju u Mendeljejevljevom periodičnom sistemu; atomska masa 1,0079. U normalnim uslovima vodonik je gas; nema boju, miris i ukus.
Rasprostranjenost vodonika u prirodi. Vodonik je široko rasprostranjen u prirodi, njegov sadržaj u zemljinoj kori (litosferi i hidrosferi) iznosi 1% po masi, a 16% po broju atoma. Vodik je deo najzastupljenije supstance na Zemlji - vode (11,19% vodonika po masi), u jedinjenjima koja čine ugalj, naftu, prirodne gasove, glinu, kao i životinjske i biljne organizme (odnosno u sastavu proteini, nukleinske kiseline, masti, ugljeni hidrati itd.). Vodik je izuzetno rijedak u slobodnom stanju; nalazi se u malim količinama u vulkanskim i drugim prirodnim plinovima. Zanemarljive količine slobodnog vodonika (0,0001% po broju atoma) su prisutne u atmosferi. U svemiru blizu Zemlje, vodonik u obliku struje protona formira unutrašnji ("protonski") radijacijski pojas Zemlje. Vodonik je najzastupljeniji element u svemiru. U obliku plazme, čini oko polovinu mase Sunca i većine zvijezda, najveći dio plinova međuzvjezdanog medija i plinovitih maglina. Vodonik je prisutan u atmosferi brojnih planeta i u kometama u obliku slobodnog H 2 , metana CH 4 , amonijaka NH 3 , vode H 2 O, radikala kao što su CH, NH, OH, SiH, PH itd. Vodik ulazi u obliku protonskog fluksa u korpuskularno zračenje Sunca i kosmičke zrake.
Izotopi, atom i molekula vodika. Obični vodonik se sastoji od mješavine 2 stabilna izotopa: lakog vodonika, ili protijuma (1 H), i teškog vodonika, ili deuterijuma (2 H, ili D). U prirodnim vodikovim jedinjenjima ima u prosjeku 6800 atoma 1 H po 1 atomu 2 H. Radioaktivni izotop s masenim brojem 3 naziva se superteški vodik, ili tricij (3 H, ili T), sa mekim β-zračenjem i poluživot T ½ = 12,262 godine. U prirodi, tricij nastaje, na primjer, iz atmosferskog dušika pod djelovanjem neutrona kosmičkih zraka; zanemarljiv je u atmosferi (4·10 -15% od ukupnog broja atoma vodonika). Dobijen je izuzetno nestabilan izotop 4 H. Maseni brojevi izotopa 1 H, 2 H, 3 H i 4 H, odnosno 1, 2, 3 i 4, ukazuju da jezgro atoma protijuma sadrži samo jedan proton, deuterijum - jedan proton i jedan neutron, tricijum - jedan proton i 2 neutrona, 4 H - jedan proton i 3 neutrona. Velika razlika u masama izotopa vodika uzrokuje uočljiviju razliku u njihovim fizičkim i hemijskim svojstvima nego u slučaju izotopa drugih elemenata.
Atom vodika ima najjednostavniju strukturu među atomima svih ostalih elemenata: sastoji se od jezgre i jednog elektrona. Energija vezivanja elektrona sa jezgrom (jonizacioni potencijal) je 13,595 eV. Neutralni atom Vodik također može vezati drugi elektron, formirajući negativni ion H - u ovom slučaju, energija vezivanja drugog elektrona sa neutralnim atomom (afinitet elektrona) je 0,78 eV. Kvantna mehanika omogućava izračunavanje svih mogućih energetskih nivoa atoma vodika i, shodno tome, davanje kompletne interpretacije njegovog atomskog spektra. Atom vodonika se koristi kao model atoma u kvantnim mehaničkim proračunima energetskih nivoa drugih, složenijih atoma.
Molekul vodonika H 2 sastoji se od dva atoma povezana kovalentom hemijska veza. Energija disocijacije (tj. raspadanja na atome) je 4,776 eV. Međuatomska udaljenost na ravnotežnom položaju jezgara je 0,7414Å. At visoke temperature molekularni Vodik disocira na atome (stepen disocijacije na 2000°C 0,0013, na 5000°C 0,95). Atomic Hydrogen takođe formirana u raznim hemijske reakcije(na primjer, djelovanjem Zn na hlorovodonične kiseline). Međutim, postojanje vodika u atomskom stanju traje samo kratko vrijeme, atomi se rekombinuju u H 2 molekule.
Fizička svojstva vodonika. Vodonik je najlakša od svih poznatih tvari (14,4 puta lakša od zraka), gustine 0,0899 g/l na 0°C i 1 atm. Vodik ključa (ukapljuje) i topi se (učvršćuje) na -252,8°C i -259,1°C, respektivno (samo helijum ima više niske temperature topljenje i ključanje). Kritična temperatura vodonika je vrlo niska (-240°C), pa je njegovo ukapljivanje povezano sa velikim poteškoćama; kritični pritisak 12,8 kgf / cm 2 (12,8 atm), kritična gustina 0,0312 g / cm 3. Vodonik ima najveću toplotnu provodljivost od svih gasova, jednaku 0,174 W/(m·K) na 0°C i 1 atm, odnosno 4,16·10 -4 cal/(s·cm·°S). Specifična toplota Vodonik na 0°C i 1 atm C p 14,208 kJ/(kg K), odnosno 3,394 cal/(g°C). Vodik je slabo rastvorljiv u vodi (0,0182 ml / g na 20 ° C i 1 atm), ali dobro - u mnogim metalima (Ni, Pt, Pa i drugi), posebno u paladiju (850 zapremina na 1 zapreminu Pd). Rastvorljivost vodonika u metalima povezana je sa njegovom sposobnošću da difundira kroz njih; difuzija kroz leguru ugljika (na primjer, čelik) ponekad je praćena uništenjem legure zbog interakcije vodika s ugljikom (tzv. dekarbonizacija). Tečni vodonik je vrlo lagan (gustina na -253°C 0,0708 g/cm3) i fluidan (viskozitet na -253°C 13,8 centipoise).
Hemijska svojstva Vodonik. U većini jedinjenja, vodik pokazuje valenciju (tačnije, oksidaciono stanje) +1, poput natrijuma i drugih alkalni metali; obično se smatra analogom ovih metala, naslovna grupa I Mendeljejevskog sistema. Međutim, u metalnim hidridima, vodikov ion je negativno nabijen (oksidacijsko stanje -1), odnosno Na + H - hidrid je građen kao Na + Cl - hlorid. Ova i neke druge činjenice (blizina fizičkih svojstava vodonika i halogena, sposobnost halogena da zamjene vodonik u organskim jedinjenjima) daju osnovu da se vodonik uvrsti i u VII grupu periodnog sistema. U normalnim uslovima, molekularni vodonik je relativno neaktivan, direktno se kombinujući samo sa najaktivnijim nemetalima (sa fluorom, a na svetlosti i sa hlorom). Međutim, kada se zagrije, reagira s mnogim elementima. Atomski vodonik ima povećanu hemijsku aktivnost u odnosu na molekularni vodonik. Vodik se spaja sa kiseonikom i formira vodu:
H 2 + 1/2 O 2 \u003d H 2 O
s oslobađanjem od 285,937 kJ / mol, odnosno 68,3174 kcal / mol topline (na 25 ° C i 1 atm). Na uobičajenim temperaturama, reakcija se odvija izuzetno sporo, iznad 550 ° C - uz eksploziju. Granice eksplozivnosti smeše vodonik-kiseonik su (po zapremini) od 4 do 94% H 2, a mešavine vodonika i vazduha - od 4 do 74% H 2 (mešavina 2 zapremine H 2 i 1 zapremine O 2 naziva se eksplozivni gas). Vodik se koristi za redukciju mnogih metala, jer oduzima kisik njihovim oksidima:
CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O,
Fe 3 O 4 + 4H 2 \u003d 3Fe + 4H 2 O, itd.
Sa halogenima Vodik stvara vodonik halogenide, na primjer:
H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl.
Vodonik eksplodira sa fluorom (čak i u mraku i na -252°C), sa hlorom i bromom reaguje samo kada se osvetli ili zagreje, a sa jodom samo kada se zagreje. Vodik reaguje sa azotom i nastaje amonijak:
ZN 2 + N 2 \u003d 2NH 3
samo na katalizatoru i na povišenim temperaturama i pritiscima. Kada se zagrije, vodik snažno reagira sa sumporom:
H 2 + S \u003d H 2 S (vodonik sulfid),
mnogo teže sa selenom i telurom. Vodik može reagirati s čistim ugljikom bez katalizatora samo na visokim temperaturama:
2H 2 + C (amorfni) = CH 4 (metan).
Vodik direktno reaguje sa nekim metalima (alkalijski, zemnoalkalni i drugi), formirajući hidride:
H 2 + 2Li = 2LiH.
Bitan praktična vrijednost imaju reakcije vodonika sa ugljičnim monoksidom (II), u kojima, ovisno o temperaturi, tlaku i katalizatoru, nastaju različita organska jedinjenja, na primjer HCHO, CH 3 OH i drugi. Nezasićeni ugljikovodici reagiraju s vodikom kako bi postali zasićeni, na primjer:
C n H 2n + H 2 \u003d C n H 2n + 2.
Uloga vodonika i njegovih spojeva u hemiji je izuzetno velika. Uslovi vodonika kiselinska svojstva takozvane protonske kiseline. Vodik ima tendenciju da sa nekim elementima formira takozvanu vodikovu vezu, koja ima odlučujući uticaj na svojstva mnogih organskih i neorganskih jedinjenja.
Dobivanje vodonika. Glavne vrste sirovina za industrijska proizvodnja Vodonik - prirodni zapaljivi gasovi, gas iz koksnih peći i gasovi za preradu nafte. Vodonik se takođe dobija iz vode elektrolizom (na mestima sa jeftinom strujom). Najvažnije metode za proizvodnju vodonika iz prirodni gas su katalitička interakcija ugljikovodika, uglavnom metana, s vodenom parom (konverzija):
CH 4 + H 2 O \u003d CO + ZH 2,
i nepotpuna oksidacija ugljikovodika kisikom:
CH 4 + 1/2 O 2 \u003d CO + 2H 2
Nastali ugljen monoksid (II) je takođe podvrgnut konverziji:
CO + H 2 O \u003d CO 2 + H 2.
Vodik proizveden iz prirodnog gasa je najjeftiniji.
Vodonik se izoluje iz koksnog gasa i rafinerijskih gasova uklanjanjem preostalih komponenti gasne mešavine, koje se lakše ukapljuju od vodonika, nakon dubokog hlađenja. Elektroliza vode se provodi jednosmjernom strujom, propuštajući je kroz otopinu KOH ili NaOH (kiseline se ne koriste da bi se izbjegla korozija čelične opreme). Vodik se proizvodi u laboratorijama elektrolizom vode, kao i reakcijom između cinka i hlorovodonične kiseline. Međutim, češće koriste gotov vodonik u cilindrima.
Primjena vodonika. Vodonik se počeo proizvoditi u industrijskim razmjerima krajem 18. stoljeća za punjenje baloni. Trenutno se vodonik široko koristi u hemijska industrija, uglavnom za proizvodnju amonijaka. Veliki potrošač vodonika je i proizvodnja metilnih i drugih alkohola, sintetičkog benzina i drugih proizvoda dobijenih sintezom iz vodonika i ugljičnog monoksida (II). Vodik se koristi za hidrogenaciju čvrstih i teških tečnih goriva, masti i drugih, za sintezu HCl, za hidrotretman naftnih derivata, u zavarivanju i rezanju metala kiseonik-vodikovim plamenom (temperatura do 2800°C) i kod atomskog vodoničnog zavarivanja (do 4000°C). Visoko važna aplikacija Izotopi vodika, deuterijum i tricij, pronađeni su u nuklearnoj energiji.
Fenoli
Struktura
Hidroksilna grupa u molekulima organskih jedinjenja može biti direktno povezana sa aromatičnom jezgrom, ili se može odvojiti od nje jednim ili više atoma ugljenika. Može se očekivati da će se, ovisno o tome, svojstva tvari međusobno značajno razlikovati zbog međusobnog utjecaja grupa atoma (sjetite se jedne od odredbi Butlerovljeve teorije). Zaista, organska jedinjenja koja sadrže aromatični fenil C 6 H 5 - radikal direktno vezan za hidroksilnu grupu pokazuju posebna svojstva koja se razlikuju od onih kod alkohola. Takva jedinjenja nazivaju se fenoli.
fenoli - organske tvari čije molekule sadrže fenilni radikal povezan s jednom ili više hidroksilnih grupa.
Kao i alkoholi, fenoli se klasifikuju po atomizmu, odnosno po broju hidroksilnih grupa.Monatomski fenoli sadrže jednu hidroksilnu grupu u molekulu:
Postoje i druge poliatomske fenola koji sadrže tri ili više hidroksilnih grupa u benzenskom prstenu.
Hajde da se detaljnije upoznamo sa strukturom i svojstvima najjednostavnijeg predstavnika ove klase - fenola C6H50H. Naziv ove supstance bio je osnova za naziv cijele klase - fenola.
Fizička svojstva
Čvrsta bezbojna kristalna supstanca, tºpl = 43 °C, tº bp = °C, sa oštrim karakterističnim mirisom. Otrovno. Fenol je slabo rastvorljiv u vodi na sobnoj temperaturi. Vodena otopina fenola naziva se karbolna kiselina. U dodiru s kožom izaziva opekotine, pa se s fenolom treba pažljivo rukovati.
Struktura molekula fenola
U molekuli fenola, hidroksil je direktno vezan za atom ugljika aromatičnog jezgra benzena.
Prisjetimo se strukture grupa atoma koje formiraju molekul fenola.
Aromatični prsten se sastoji od šest atoma ugljika koji formiraju pravilan šesterokut zbog sp 2 hibridizacije elektronskih orbitala šest atoma ugljika. Ovi atomi su povezani z-vezama. P-elektroni svakog atoma ugljika koji ne učestvuju u formiranju st-veza, preklapaju se u različite strane ravni z-veze, čine dva dijela jednog šestoelektronskog P- oblak koji prekriva cijeli benzenski prsten (aromatično jezgro). U molekuli benzena C6H6, aromatično jezgro je apsolutno simetrično, jedno elektronsko P-oblak ravnomjerno prekriva prsten ugljikovih atoma ispod i iznad ravni molekula (slika 24). Kovalentna veza između atoma kiseonika i vodika hidroksilnog radikala je jako polarna, uobičajeni elektronski oblak O-N konekcije pomaknut prema atomu kisika, na kojem postoji djelomični negativni naboj, a na atomu vodika - djelomični pozitivan naboj. Osim toga, atom kisika u hidroksilnoj grupi ima dva nepodijeljena elektronska para koja pripadaju samo njemu.
U molekulu fenola, hidroksilni radikal je u interakciji sa aromatičnim jezgrom, dok usamljeni elektronski parovi atoma kiseonika interaguju sa jednim TC oblakom benzenskog prstena, formirajući jedan elektronski sistem. Ova interakcija je nepodijeljena elektronski parovi a oblaci r-veza se nazivaju konjugacija. Kao rezultat konjugacije usamljenog elektronskog para atoma kiseonika hidroksilne grupe sa elektronski sistem benzenskog prstena, elektronska gustina na atomu kiseonika se smanjuje. Ovo smanjenje je nadoknađeno većom polarizacijom O–N veze, što zauzvrat dovodi do povećanja pozitivnog naboja na atomu vodika. Stoga, vodonik hidroksilne grupe u molekulu fenola ima "kiseli" karakter.
Logično je pretpostaviti da konjugacija elektrona benzenskog prstena i hidroksilne grupe utiče ne samo na njegova svojstva, već i na reaktivnost benzenskog prstena.
Zapravo, kao što se sjećate, konjugacija usamljenih parova atoma kisika s n-oblakom benzenskog prstena dovodi do preraspodjele elektronske gustoće u njemu. Smanjuje se na atomu ugljika koji je povezan s OH grupom (utječe utjecaj elektronskih parova atoma kisika) i povećava se na atomima ugljika koji su uz njega (tj. pozicije 2 i 6, ili orto položaji). Očigledno, povećanje elektronske gustoće na ovim atomima ugljika benzenskog prstena dovodi do lokalizacije (koncentracije) negativnog naboja na njima. Pod uticajem ovog naboja dolazi do dalje preraspodele elektronske gustine u aromatičnom jezgru – njegovog pomeranja sa 3. i 5. atoma (.meta-pozicija) na 4. (orto-pozicija). Ovi procesi se mogu izraziti shemom:
Dakle, prisustvo hidroksilnog radikala u molekuli fenola dovodi do promjene n-oblaka benzenskog prstena, povećanja gustine elektrona na 2, 4 i 6 atoma ugljika (orto-, dara-položaji) i smanjenje elektronske gustine na 3. i 5. atomu ugljika (meta pozicije).
Lokalizacija elektronske gustine u orto i para položajima čini da će biti najvjerovatnije napadnuti elektrofilnim česticama kada su u interakciji s drugim supstancama.
Posljedično, utjecaj radikala koji čine molekul fenola je obostran i određuje njegova karakteristična svojstva.
Hemijska svojstva fenola
Svojstva kiselina
Kao što je već spomenuto, atom vodika hidroksilne grupe fenola ima kiseli karakter. Kisela svojstva fenola su izraženija od one vode i alkohola. Za razliku od alkohola i vode, fenol reaguje ne samo sa alkalnim metalima, već i sa alkalijama i formira fenolate.
Međutim, kisela svojstva fenola su manje izražena od onih neorganskih i karboksilnih kiselina. Tako su, na primjer, kisela svojstva fenola otprilike 3000 puta manja od onih ugljične kiseline. Dakle, propuštanjem ugljičnog dioksida kroz vodenu otopinu natrijevog fenolata može se izolirati slobodni fenol:
Dodavanje hlorovodonične ili sumporne kiseline u vodenu otopinu natrijevog fenolata također dovodi do stvaranja fenola.
Kvalitativna reakcija na fenol
Fenol reaguje sa gvožđe(III) hloridom da bi se formirao intenzivno obojen ljubičasta složena veza.
Ova reakcija omogućava otkrivanje čak iu vrlo malim količinama. Drugi fenoli koji sadrže jednu ili više hidroksilnih grupa na benzenskom prstenu također daju svijetlu plavo-ljubičastu boju kada reagiraju sa željeznim(III) hloridom.
Reakcije benzenskog prstena
Prisustvo hidroksilnog supstituenta uvelike olakšava tok reakcija elektrofilne supstitucije u benzenskom prstenu.
1. Bromiranje fenola. Za razliku od benzena, bromiranje fenola ne zahtijeva dodavanje katalizatora (gvožđe(III) bromid).
Osim toga, interakcija s fenolom se odvija selektivno (selektivno): atomi broma se šalju na orto i para položaje, zamjenjujući atome vodika koji se tamo nalaze. Selektivnost supstitucije se objašnjava karakteristikama elektronske strukture molekula fenola o kojima je bilo reči. Dakle, kada fenol reaguje sa bromnom vodom, formira se bijeli talog 2,4,6-tribromofenola.
Ova reakcija, kao i reakcija sa gvožđe(III) hloridom, služi za kvalitativnu detekciju fenola.
2. Nitracija fenola je takođe lakša od nitriranja benzena. Reakcija s razrijeđenom dušičnom kiselinom se odvija na sobnoj temperaturi. Kao rezultat, nastaje mješavina orto- i para-izomera nitrofenola: 
3. Hidrogenacija aromatičnog prstena fenola u prisustvu katalizatora je laka.
4. Polikondenzacija fenola s aldehidima, posebno s formaldehidom, nastaje stvaranjem produkta reakcije - fenol-formaldehidnih smola i čvrstih polimera.
Interakcija fenola s formaldehidom može se opisati shemom: 
Vjerovatno ste primijetili da su u molekuli dimera sačuvani “pokretni” atomi vodika, što znači da se reakcija može nastaviti dalje s dovoljnom količinom reagensa.
Reakcija polikondenzacije, odnosno reakcija dobivanja polimera, koja se nastavlja oslobađanjem nusproizvoda male molekularne težine (vode), može se nastaviti dalje (dok se jedan od reagensa potpuno ne potroši) s formiranjem ogromnih makromolekula. Proces se može opisati opštom jednačinom: 
Formiranje linearnih molekula događa se na običnoj temperaturi. Provođenje ove reakcije pri zagrijavanju dovodi do činjenice da rezultirajući proizvod ima razgranatu strukturu, čvrst je i netopiv u vodi. Kao rezultat zagrijavanja fenol-formaldehidne smole linearne strukture s viškom aldehida, dobivaju se čvrste plastične mase sa jedinstvena svojstva. Polimeri na bazi fenol-formaldehidnih smola koriste se za proizvodnju lakova i boja, plastičnih proizvoda koji su otporni na zagrijavanje, hlađenje, vodu, alkalije i kiseline, imaju visoka dielektrična svojstva. Od polimera na bazi fenol-formaldehidnih smola, najodgovorniji i važne detalje električni aparati, kućišta agregata i mašinskih delova, polimerne osnove štampanih ploča za radio uređaje.
Ljepila na bazi fenol-formaldehidnih smola mogu pouzdano povezati dijelove različite prirode, održavajući najveću čvrstoću veze u vrlo širokom temperaturnom rasponu. Takvo ljepilo se koristi za pričvršćivanje metalne baze rasvjetnih lampi na staklenu sijalicu. Sada vam je postalo jasno zašto se fenol i proizvodi na bazi njega široko koriste (Shema 8).
Vodonik (paus papir od latinskog: lat. Hydrogenium - hydro = "voda", gen = "generisanje"; hydrogenium - "generisanje vode"; označeno simbolom H) - prvi element periodnog sistema elemenata. Široko rasprostranjen u prirodi. Kation (i jezgro) najčešćeg izotopa vodonika 1 H je proton. Svojstva 1 H jezgra omogućavaju široku upotrebu NMR spektroskopije u analizi organska materija.
Tri izotopa vodonika imaju svoja imena: 1 H - protij (H), 2 H - deuterijum (D) i 3 H - tricijum (radioaktivan) (T).
Jednostavna tvar vodonik - H 2 - je lagani bezbojni plin. U mešavini sa vazduhom ili kiseonikom, zapaljiv je i eksplozivan. Netoksičan. Otopimo u etanolu i niz metala: gvožđe, nikl, paladijum, platina.
Priča
Oslobađanje zapaljivog gasa tokom interakcije kiselina i metala primećeno je u 16. XVII vijeka u zoru formiranja hemije kao nauke. Mihail Vasiljevič Lomonosov je takođe direktno ukazao na njegovu izolaciju, ali već definitivno shvatajući da to nije flogiston. Engleski fizičar i hemičar Henry Cavendish proučavao je ovaj gas 1766. godine i nazvao ga "zapaljivim vazduhom". Kada je sagoreo, "zapaljivi vazduh" proizvodio je vodu, ali Cavendisheva privrženost teoriji flogistona ga je sprečila da izvuče ispravne zaključke. Francuski hemičar Antoine Lavoisier, zajedno sa inženjerom J. Meunierom, pomoću specijalnih gasometara je 1783. godine izvršio sintezu vode, a potom i njenu analizu, razlažući vodenu paru usijanim gvožđem. Tako je ustanovio da je "zapaljivi vazduh" deo vode i da se iz nje može dobiti.
porijeklo imena
Lavoisier je vodiku dao ime hydrogène (od drugih grčkih ὕδωρ - voda i γεννάω - rađam) - "rađanje vode". Ruski naziv "vodonik" predložio je hemičar M.F. Solovjov 1824. godine - po analogiji sa "kiseonikom" M.V. Lomonosova.
Prevalencija
U Univerzumu
Vodonik je najzastupljeniji element u svemiru. On čini oko 92% svih atoma (8% su atomi helija, udio svih ostalih elemenata zajedno je manji od 0,1%). Dakle, vodonik je glavna komponenta zvijezda i međuzvjezdanog plina. U uslovima zvjezdanih temperatura (na primjer, površinska temperatura Sunca je ~ 6000 °C), vodik postoji u obliku plazme; u međuzvjezdanom prostoru ovaj element postoji u obliku pojedinačnih molekula, atoma i jona i može formiraju molekularne oblake koji se značajno razlikuju po veličini, gustoći i temperaturi.
Zemljina kora i živi organizmi
Maseni udio vodonika u zemljinoj kori je 1% - ovo je deseti najčešći element. Međutim, njegova uloga u prirodi nije određena masom, već brojem atoma, čiji je udio među ostalim elementima 17% (drugo mjesto nakon kisika, čiji je udio atoma ~ 52%). Dakle, vrijednost vodonika u hemijski procesi koji se dešava na Zemlji je skoro jednako velik kao kiseonik. Za razliku od kiseonika, koji na Zemlji postoji iu vezanom iu slobodnom stanju, praktično sav vodonik na Zemlji je u obliku jedinjenja; samo vrlo mala količina vodonika u obliku jednostavne supstance nalazi se u atmosferi (0,00005% zapremine).
Vodik je sastavni dio gotovo svih organskih tvari i prisutan je u svim živim stanicama. U živim ćelijama, po broju atoma, vodonik čini skoro 50%.
Potvrda
Industrijske metode za dobijanje jednostavnih supstanci zavise od oblika u kojem se odgovarajući element nalazi u prirodi, odnosno šta može biti sirovina za njegovu proizvodnju. Tako se dobija kiseonik, dostupan u slobodnom stanju na fizički način- oslobađanje od tečnog vazduha. Vodik je, s druge strane, skoro sav u obliku jedinjenja, stoga, da bi se dobio, hemijske metode. Posebno se mogu koristiti reakcije razlaganja. Jedan od načina proizvodnje vodika je reakcija razlaganja vode električnom strujom.
Glavna industrijska metoda za proizvodnju vodika je reakcija metana s vodom, koji je dio prirodnog plina. Izvodi se na visokoj temperaturi:
CH 4 + 2H 2 O \u003d CO 2 + 4H 2 −165 kJ
Jedna od laboratorijskih metoda za proizvodnju vodika, koja se ponekad koristi u industriji, je razlaganje vode električnom strujom. Vodik se obično proizvodi u laboratoriji reakcijom cinka sa hlorovodoničnom kiselinom.
DEFINICIJA
Vodonik- prvi element Periodični sistem hemijski elementi D.I. Mendeljejev. Simbol je N.
Atomska masa - 1 am.u. Molekul vodonika je dvoatomski - H 2.
Elektronska konfiguracija atom vodonika - 1s 1. Vodonik pripada porodici s-elemenata. U svojim jedinjenjima pokazuje oksidaciona stanja -1, 0, +1. Prirodni vodonik se sastoji od dva stabilna izotopa - protijuma 1 H (99,98%) i deuterijuma 2 H (D) (0,015%) - i radioaktivnog izotopa tricijuma 3 H (T) (količine u tragovima, poluživot - 12,5 godina).
Hemijska svojstva vodonika
U normalnim uslovima, molekularni vodonik pokazuje relativno nisku reaktivnost, što se objašnjava velikom snagom veze u molekulu. Kada se zagreje, stupa u interakciju sa skoro svim jednostavne supstance formiran od elemenata glavnih podgrupa (osim plemenitih gasova, B, Si, P, Al). U kemijskim reakcijama može djelovati i kao redukcijsko sredstvo (češće) i kao oksidacijsko sredstvo (rjeđe).
Vodonik se manifestuje svojstva redukujućeg agensa(H 2 0 -2e → 2H +) u sljedećim reakcijama:
1. Reakcije interakcije sa jednostavnim supstancama - nemetalima. Vodonik reaguje sa halogenima, štaviše, reakcija interakcije sa fluorom u normalnim uslovima, u mraku, sa eksplozijom, sa hlorom - pod osvetljenjem (ili UV zračenjem) lančanim mehanizmom, sa bromom i jodom samo kada se zagreju; kiseonik(mješavina kisika i vodonika u volumnom omjeru 2:1 naziva se "eksplozivni plin"), siva, nitrogen i ugljenik:
H 2 + Hal 2 \u003d 2HHal;
2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O + Q (t);
H 2 + S \u003d H 2 S (t = 150 - 300C);
3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3 (t = 500C, p, kat = Fe, Pt);
2H 2 + C ↔ CH 4 (t, p, kat).
2. Reakcije interakcije sa složenim supstancama. Vodonik reaguje sa oksidima niskoaktivnih metala, a može reducirati samo metale koji se nalaze u nizu aktivnosti desno od cinka:
CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O (t);
Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O (t);
WO 3 + 3H 2 \u003d W + 3H 2 O (t).
Vodonik reaguje sa nemetalnim oksidima:
H 2 + CO 2 ↔ CO + H 2 O (t);
2H 2 + CO ↔ CH 3 OH (t = 300C, p = 250 - 300 atm., kat = ZnO, Cr 2 O 3).
Vodik ulazi u reakcije hidrogenacije sa organska jedinjenja klasa cikloalkana, alkena, arena, aldehida i ketona itd. Sve ove reakcije se odvijaju pod zagrevanjem, pod pritiskom, platina ili nikl se koristi kao katalizatori:
CH 2 \u003d CH 2 + H 2 ↔ CH 3 -CH 3;
C 6 H 6 + 3H 2 ↔ C 6 H 12;
C 3 H 6 + H 2 ↔ C 3 H 8;
CH 3 CHO + H 2 ↔ CH 3 -CH 2 -OH;
CH 3 -CO-CH 3 + H 2 ↔ CH 3 -CH (OH) -CH 3.
Vodonik kao oksidaciono sredstvo(H 2 + 2e → 2H -) djeluje u reakcijama sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima. U tom slučaju nastaju hidridi - kristalna jonska jedinjenja u kojima vodik pokazuje oksidaciono stanje -1.
2Na + H 2 ↔ 2NaH (t, p).
Ca + H 2 ↔ CaH 2 (t, p).
Fizička svojstva vodonika
Vodonik je lagan gas bez boje, bez mirisa, gustine na n.o. - 0,09 g / l, 14,5 puta lakši od zraka, t bala = -252,8 C, t pl = - 259,2 C. Vodonik je slabo rastvorljiv u vodi i organskim rastvaračima, veoma je rastvorljiv u nekim metalima: nikal, paladijum, platina.
Prema modernoj kosmohemiji, vodonik je najzastupljeniji element u svemiru. Glavni oblik postojanja vodonika u svemiru su pojedinačni atomi. Vodonik je 9. najzastupljeniji element na Zemlji. Glavna količina vodonika na Zemlji je u vezanom stanju - u sastavu vode, nafte, prirodnog gasa, uglja itd. U obliku jednostavne tvari, vodonik se rijetko nalazi - u sastavu vulkanskih plinova.
Dobivanje vodonika
Postoje laboratorijske i industrijske metode za proizvodnju vodonika. Laboratorijske metode uključuju interakciju metala sa kiselinama (1), kao i interakciju aluminijuma sa vodenim rastvorima alkalija (2). Među industrijskim putevima elektroliza vodenih rastvora alkalija i soli (3) i konverzija metana (4) igraju važnu ulogu u proizvodnji vodika:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (1);
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na +3 H 2 (2);
2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH (3);
CH 4 + H 2 O ↔ CO + H 2 (4).
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
| Vježbajte | Kada je 23,8 g metalnog kalaja stupilo u interakciju sa viškom hlorovodonične kiseline, oslobodio se vodonik, u količini dovoljnoj da se dobije 12,8 g metalnog bakra Odrediti stepen oksidacije kalaja u nastalom jedinjenju. |
| Rješenje | Na osnovu elektronske strukture atoma kalaja (...5s 2 5p 2), možemo zaključiti da kalaj karakterišu dva oksidaciona stanja - +2, +4. Na osnovu toga ćemo sastaviti jednadžbe mogućih reakcija: Sn + 2HCl = H 2 + SnCl 2 (1); Sn + 4HCl = 2H 2 + SnCl 4 (2); CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O (3). Pronađite količinu bakrene supstance: v (Cu) = m (Cu) / M (Cu) = 12,8 / 64 = 0,2 mol. Prema jednačini 3, količina vodonikove supstance: v (H 2) = v (Cu) = 0,2 mol. Znajući masu kalaja, nalazimo njegovu količinu supstance: v (Sn) = m (Sn) / M (Sn) = 23,8 / 119 = 0,2 mol. Uporedimo količine kalaja i vodonika prema jednadžbi 1 i 2 i prema uslovu zadatka: v 1 (Sn): v 1 (H 2) = 1:1 (jednačina 1); v 2 (Sn): v 2 (H 2) = 1:2 (jednačina 2); v(Sn): v(H 2) = 0,2:0,2 = 1:1 (problemski uvjet). Prema tome, kositar reaguje sa hlorovodoničnom kiselinom prema jednačini 1 i oksidaciono stanje kositra je +2. |
| Odgovori | Oksidacijsko stanje kalaja je +2. |
PRIMJER 2
| Vježbajte | Gas oslobođen djelovanjem 2,0 g cinka na 18,7 ml 14,6% hlorovodonične kiseline (gustina rastvora 1,07 g/ml) propušta se zagrijavanjem preko 4,0 g bakar (II) oksida. Kolika je masa dobivene čvrste smjese? |
| Rješenje | Kada cink reaguje sa hlorovodoničnom kiselinom, oslobađa se vodik: Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2 (1), koji, kada se zagrije, reducira bakrov (II) oksid u bakar (2): CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O. Pronađite količinu tvari u prvoj reakciji: m (p-ra Hcl) = 18,7. 1,07 = 20,0 g; m(HCl) = 20,0. 0,146 = 2,92 g; v (HCl) = 2,92 / 36,5 = 0,08 mol; v(Zn) = 2,0/65 = 0,031 mol. Cink nedostaje, pa je količina vodonika koja se oslobađa je: v (H 2) = v (Zn) = 0,031 mol. U drugoj reakciji, vodik nedostaje jer: v (CuO) = 4,0 / 80 = 0,05 mol. Kao rezultat reakcije, 0,031 mol CuO će se pretvoriti u 0,031 mol Cu, a gubitak mase će biti: m (SuO) - m (Su) \u003d 0,031 × 80 - 0,031 × 64 \u003d 0,50 g. Masa čvrste mešavine CuO sa Cu nakon prolaska vodonika biće: 4,0-0,5 = 3,5 g |
| Odgovori | Masa čvrste mešavine CuO sa Cu je 3,5 g. |
Atom vodonika ima elektronsku formulu vanjskog (i jedinog) elektronskog nivoa 1 s jedan . S jedne strane, prisustvom jednog elektrona na vanjskom elektronskom nivou, atom vodonika je sličan atomima alkalnog metala. Međutim, kao i halogenima, nedostaje mu samo jedan elektron da popuni eksterni elektronski nivo, jer se na prvom elektronskom nivou ne mogu nalaziti više od 2 elektrona. Ispostavilo se da se vodonik može istovremeno smjestiti i u prvu i u pretposljednju (sedmu) grupu periodnog sistema, što se ponekad radi u različitim verzijama periodnog sistema:
Sa stanovišta svojstava vodika kao jednostavne supstance, on ipak ima više zajedničkog sa halogenima. Vodik, kao i halogeni, je nemetal i tvori dvoatomske molekule (H 2) slično njima.
U normalnim uslovima, vodonik je gasovita, neaktivna supstanca. Niska aktivnost vodika objašnjava se visokom čvrstoćom veze između atoma vodika u molekuli, koja zahtijeva ili snažno zagrijavanje ili korištenje katalizatora, ili oboje u isto vrijeme, da bi se prekinula.
Interakcija vodika sa jednostavnim supstancama
sa metalima
Od metala, vodonik reaguje samo sa alkalnom i zemnoalkalnom! Alkalni metali su metali glavne podgrupe I-ta grupa(Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), a za zemnoalkalne - metale glavne podgrupe II grupe, osim berilija i magnezijuma (Ca, Sr, Ba, Ra)
U interakciji s aktivnim metalima, vodik pokazuje oksidirajuća svojstva, tj. smanjuje njegovo oksidacijsko stanje. U ovom slučaju nastaju hidridi alkalnih i zemnoalkalnih metala, koji imaju ionsku strukturu. Reakcija se nastavlja kada se zagrije:
Treba napomenuti da je interakcija sa aktivnim metalima jedini slučaj kada je molekularni vodonik H2 oksidant.
sa nemetalima
Od nemetala, vodonik reaguje samo sa ugljenikom, azotom, kiseonikom, sumporom, selenom i halogenima!
Ugljik treba shvatiti kao grafit ili amorfni ugljik, budući da je dijamant izuzetno inertna alotropna modifikacija ugljika.
U interakciji s nemetalima, vodik može obavljati samo funkciju redukcijskog agensa, odnosno može samo povećati svoje oksidacijsko stanje:
Interakcija vodika sa složenim supstancama
sa metalnim oksidima
Vodik ne reagira s metalnim oksidima koji su u nizu aktivnosti metala do aluminija (uključivo), međutim, on je u stanju reducirati mnoge metalne okside desno od aluminija kada se zagrijava:
sa nemetalnim oksidima
Od nemetalnih oksida, vodik reagira kada se zagrije s oksidima dušika, halogenima i ugljikom. Od svih interakcija vodika sa oksidima nemetala, njegova reakcija sa ugljen monoksid CO.
Smjesa CO i H 2 čak ima i svoje ime - "sintetski plin", jer se, ovisno o uvjetima, iz nje mogu dobiti tako traženi industrijski proizvodi kao što su metanol, formaldehid, pa čak i sintetički ugljovodonici:
sa kiselinama
Vodonik ne reaguje sa neorganskim kiselinama!
Od organske kiseline vodonik reaguje samo sa nezasićenim, kao i sa kiselinama koje sadrže funkcionalne grupe koje se mogu redukovati vodonikom, posebno aldehidne, keto ili nitro grupe.
sa solima
U slučaju vodenih rastvora soli ne dolazi do njihove interakcije sa vodonikom. Međutim, kada se vodik propušta preko čvrstih soli nekih metala srednje i niske aktivnosti, moguća je njihova djelomična ili potpuna redukcija, na primjer:
Hemijska svojstva halogena
Halogeni se nazivaju hemijski elementi VIIA grupe (F, Cl, Br, I, At), kao i jednostavne supstance koje formiraju. U daljnjem tekstu, osim ako nije drugačije navedeno, halogeni će se smatrati jednostavnim tvarima.
Svi halogeni imaju molekularnu strukturu, što dovodi do niskih tačaka topljenja i ključanja ovih supstanci. Molekuli halogena su dvoatomni, tj. njihova formula se može upisati opšti pogled kao Hal 2.
Treba napomenuti tako specifično fizičko svojstvo joda kao što je njegova sposobnost sublimacija ili, drugim riječima, sublimacija. sublimacija, oni nazivaju fenomen u kojem se supstanca u čvrstom stanju ne topi kada se zagrije, već, zaobilazeći tečnu fazu, odmah prelazi u plinovito stanje.
Elektronska struktura vanjskog energetskog nivoa atoma bilo kojeg halogena ima oblik ns 2 np 5, gdje je n broj perioda periodnog sistema u kojem se halogen nalazi. Kao što vidite, samo jedan elektron nedostaje u vanjskoj ljusci atoma halogena od osam elektrona. Iz ovoga je logično pretpostaviti pretežno oksidaciona svojstva slobodnih halogena, što se potvrđuje i u praksi. Kao što znate, elektronegativnost nemetala opada kada se kreće niz podgrupu, pa se aktivnost halogena smanjuje u nizu:
F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2
Interakcija halogena sa jednostavnim supstancama
Svi halogeni su visoki aktivne supstance i reaguju sa većinom jednostavnih supstanci. Međutim, treba napomenuti da fluor, zbog svoje izuzetno visoke reaktivnosti, može reagirati čak i s onim jednostavnim tvarima s kojima drugi halogeni ne mogu reagirati. Takve jednostavne tvari uključuju kisik, ugljik (dijamant), dušik, platinu, zlato i neke plemenite plinove (ksenon i kripton). One. zapravo, fluor ne reaguje samo sa nekim plemenitim gasovima.
Preostali halogeni, tj. hlor, brom i jod su takođe aktivne supstance, ali manje aktivne od fluora. Reaguju s gotovo svim jednostavnim tvarima osim kisika, dušika, ugljika u obliku dijamanta, platine, zlata i plemenitih plinova.
Interakcija halogena sa nemetalima
vodonik
Svi halogeni reaguju sa vodonikom i nastaju vodonik halogenidi With opšta formula H Hal. Istovremeno, reakcija fluora sa vodikom počinje spontano čak i u mraku i nastavlja se eksplozijom u skladu sa jednadžbom:
Reakcija hlora sa vodonikom može se pokrenuti intenzivnom ultraljubičasto zračenje ili grijanje. Također curi uz eksploziju:
Brom i jod reaguju sa vodikom samo kada se zagreju, a u isto vreme reakcija sa jodom je reverzibilna:
fosfor
Interakcija fluora sa fosforom dovodi do oksidacije fosfora do najvišeg oksidacionog stanja (+5). U ovom slučaju dolazi do stvaranja fosfor pentafluorida:
Kada klor i brom stupaju u interakciju s fosforom, moguće je dobiti fosforne halogenide i u oksidacijskom stanju + 3 i u oksidacijskom stanju + 5, što ovisi o proporcijama reaktanata:
U slučaju bijelog fosfora u atmosferi fluora, hlora ili tekućeg broma, reakcija počinje spontano.
Interakcija fosfora s jodom može dovesti do stvaranja samo fosfornog trijodida zbog znatno niže oksidacijske sposobnosti od ostalih halogena:
siva
Fluor oksidira sumpor do najvišeg oksidacionog stanja +6, formirajući sumpor heksafluorid:
Klor i brom reagiraju sa sumporom, formirajući spojeve koji sadrže sumpor u oksidacijskim stanjima koja su za njega izuzetno neuobičajena +1 i +2. Ove interakcije su vrlo specifične i za polaganje ispita u hemiji, sposobnost zapisivanja jednadžbi ovih interakcija nije neophodna. Stoga su sljedeće tri jednadžbe date radije kao smjernica:
Interakcija halogena sa metalima
Kao što je gore spomenuto, fluor može reagirati sa svim metalima, čak i sa neaktivnim kao što su platina i zlato:
Preostali halogeni reagiraju sa svim metalima osim platine i zlata:
Reakcije halogena sa složenim supstancama
Reakcije supstitucije sa halogenima
Aktivniji halogeni, tj. hemijski elementi koji se nalaze više u periodnom sistemu, u stanju su da istisnu manje aktivne halogene iz halogenovodoničnih kiselina i metalnih halogenida koje formiraju:
Slično, brom i jod istiskuju sumpor iz rastvora sulfida i/ili vodonik sulfida:
Klor je jači oksidant i oksidira sumporovodik u svojoj vodenoj otopini ne u sumpor, već u sumpornu kiselinu:
Interakcija halogena sa vodom
Voda gori u fluoru s plavim plamenom u skladu s jednačinom reakcije:
Brom i hlor drugačije reaguju sa vodom nego fluor. Ako je fluor djelovao kao oksidacijsko sredstvo, tada su klor i brom nesrazmjerni u vodi, formirajući mješavinu kiselina. U ovom slučaju, reakcije su reverzibilne:
Interakcija joda sa vodom ide do toliko beznačajnog stepena da se može zanemariti i smatrati da se reakcija uopšte ne odvija.
Interakcija halogena sa alkalnim rastvorima
Fluor u interakciji sa vodeni rastvor lužina opet djeluje kao oksidant:
Sposobnost pisanja ove jednačine nije potrebna za polaganje ispita. Dovoljno je znati činjenicu o mogućnosti takve interakcije i oksidirajućoj ulozi fluora u ovoj reakciji.
Za razliku od fluora, preostali halogeni su nesrazmjerni u alkalnim otopinama, odnosno istovremeno povećavaju i smanjuju svoje oksidacijsko stanje. Istovremeno, u slučaju hlora i broma, u zavisnosti od temperature, moguće je strujanje u dva različita smera. Konkretno, na hladnoći, reakcije se odvijaju na sljedeći način:
a kada se zagrije:
Jod sa alkalijama reaguje isključivo po drugoj opciji, tj. sa stvaranjem jodata, jer hipojodit je nestabilan ne samo kada se zagrije, već i na uobičajenim temperaturama, pa čak i na hladnoći.