Взаимодействие кальция с водой окислительно восстановительные

Эти реакции начинаются при комнатной температуре (говорят, что комнатная температура у многих англичан зимой +13), а у нас это обычно от +18 до +25 о С. Это экзотермические реакции, то есть, по определению, идут с выделением тепла.

Модель реакции: атомы водорода в молекуле воды, степень окисления которых +1, присоединяют электроны и превращаются в атомы водорода, атомы водорода соединяются, при этом образуются молекулы водорода. Это можно записать следующим образом:

H(+1) + e — = H Не забывайте, что степень окисления надо указывать НАД символом элемента, а не рядом, как на сайте.

2H = H₂

А откуда берутся электроны? Их отдают атомы металла. Например, при реакции кальция с водой атомы кальция теряют свои электроны: Ca — 2e = Ca 2+ . Окислительно-восстановительную модель реакции кальция с водой можно записать так:

2H(+1) = H₂ Не забывайте, что степень окисления надо указывать НАД символом элемента, а не рядом, как на сайте.

Ca — 2e — = Ca(+2) или так: Ca — 2e — = Ca 2+

Можно предложить более информативную модель этой реакции:

1. Атом кальция «теряет» два своих электрона:

Ca — 2e — = Ca 2+ (*)

2. Две молекулы воды присоединяют два электрона (те, котрые потерял атом кальция) и при этом образуется молекула водорода и образуются два гидроксид-иона:

2H₂O + 2e — = H₂ + 2 OH — (**)

3. Сложим реакции (*) и (**):

Ca — 2e — = Ca 2+ (*)

2H₂O + 2e — = H₂ + 2 OH —

и получим уравнение реакции кальция с водой в ионно-молекулярной форме:

Ca + 2H₂O = H₂ + Ca 2+ + 2OH — .

Это уравнение (как и любое химическое уравнение) не что иное как знаковая модель реакции кальция с водой. Какая качественная (неколичественная) информация содержится в этом уравнении, в этой знаковой модели реакции? А вот такая: кальций взаимодействует с водой, при этом образуется молекулярный водород (он уходит из раствора), а в растворе остаются ионы кальция и гидроксид-ионы. Как видим, выполняется закон сохранения электрических зарядов: алгебраическая сумма зарядов всех частиц до реакции равна алгебраической сумме зарядов всех части, образующихся в результате реакции. В реакции кальция с водой: исходные частицы — атомы кальция и молекулы воды — электронейтральные (незаряженные) частицы, то есть их заряд равен нулю. В результате реакции образуются ионы кальция и гидроксид-ионы, алгебраическая сумма зарядов образующихся частиц (Ca 2+ и 2OH — ) равна: (+2) + 2(-1), то есть тоже равна нулю.

Уравнение реакции кальция с водой в молекулярной форме:

Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

Какая качественная (неколичественная) информация содержится в этом уравнении, в этой знаковой модели реакции? Из этого уравнения следует, что в реакции кальция с водой образуется два вещества: гидроксид кальция и водород. Но из этого уравнения не видно, что гидроксид кальция — щелочь, поскольку не указано, что гидроксид кальция распадается в растворе на ионы кальция и гидроксид-ионы. Гидроксид кальция мало растворим, и поэтому при взаимодействии кальция с водой значительная часть образующегося в реакции гидроксида кальция может оказаться в осадке. Поэтому для описание системы можно использовать два уравнения:

Ca + 2H₂O = H₂ + Ca 2+ (раствор) + 2OH — (раствор)

Ca + 2H₂O = H₂ + Ca(OH)₂(осадок)

Важно понимать, что уравнения химических реакций — это модели процессов (знаковые модели). И как всякие модели, они намного проще, чем объект или процесс, моделью которого они являются. Сравните автомобиль и его модель — детскую игрушку. Однако как модели, так и, следовательно, детские игрушки могут быть разными. Например, моделью вертолета («настоящего») является как пластмассовая игрушка с невращающимся винтом, так и «продвинутая» игрушка — вертолет, который летает и может управляться с помощью пульта. Эта игрушка имеет много общего с «настоящим» вертолетом. И дешевая пластмассовая игрушка и дорогой управляемый на расстоянии вертолет — это модели вертолетов, но это разные игрушки, это разные модели. В школе обсуждаются простые модели веществ и процессов («простые игрушки»), в науке — гораздо более сложные модели («продвинутые игрушки»).

Важные замечания . Степень окисления надо указывать над символом элемента, но на этом сайте это сделать невозможно, и поэтому записываем так: H(+1). Здесь, на сайте, запись H(+1) означает: атом водорода в степени окисления +1. Степень окисления, согласно определению, это УСЛОВНЫЙ заряд атома в соединении. Степень окисления (условный заряд атома) надо отличать от реального заряда. Например, в растворах кислот существуют ионы водорода. Это атомы водорода, «потерявшие» электроны, они обозначаются H + .

Поскольку атом водорода (точнее, изотопа водорода протия) состоит из протона и электрона, то ион водорода это не что иное, как протон. Исследования растворов, содержащих ионы водорода, показали, что в водных растворах протон образует очень прочную связь с молекулой H₂O, в результате образуется ион гидроксония H₃O + . Эта частица имеет «свиту»: окружена несколькими молекулами воды. Но в школьном курсе химии можно не учитывать гидратацию иона водорода (протона) и обозначать его просто: H + .

Со многими другими металлами вода реагирует только при высоких температурах. Например, с железом, в зависимости от температуры и других условий реакций образуются оксиды железа FeO, или Fe₃O₄ или Fe₂O₃, например:

Эта реакция обратимая; эту информацию я выразил двумя стрелками, но не так как в учебнике (по другому на моем сайте не получается).

Если в прочный сосуд положить железные опилки, налить воду, закрыть и достаточно долго выдерживать при высокой температуре, то в сосуде наступит химическое равновесие, то есть, по определению, скорость прямой реакции окажется равной скорости обратной реакции. После быстрого охлаждения (чтобы равновесие не успело сместиться) и химического анализа продуктов реакции мы убедимся, что в сосуде находятся несколько веществ: железо, вода, молекулярный водород (или просто – водород) и оксиды железа.

Вы наверное, удивились, узнав, что вода может быть окислителем. Но это так, и в этом вы сами убедились.

2.1.2. Вода – восстановитель

Как мы ранее убедились, в состав молекулы воды входят атомы кислорода со степенью окисления -2. В качестве постулата примем, что степень окисления кислорода может быть -1 или -2, но не может быть степени окисления -3, -4 и так далее. Иначе говоря, атомы килорода в степени окисления — 2 не могут принимать («отбирать») электроны, то есть не могут быть окислителелем. Атомы кислорода в степени окисления -2 могут только отдавать электроны, то есть могут быть только восстановителями. Следовательно, вода может проявлять восстановительные свойства. Наиболее характерная реакция – это реакция со фтором:

В этой реакции у двух атомов кислорода в степени окисления -2 отобрали 4 электрона и при этом образовалась одна молекула кислорода. А кто отобрал? Отобрал очень сильный окислитель по имени молекулярный фтор, или просто фтор (простое вещество), при этом образовалось 4 атома фтора в степени окисления -1, они входят в состав фтороводорода HF. Отметим, что степень окисления атомов водорода в этой реакции не изменяется! В системе нет активных металлов (сильных восстановителей) и, следовательно, поэтому нет и возможности у атомов водорода (в степени окисления +1), входящих в состав молекул воды, «приватизировать» электроны.

2.1.3. Электролиз воды

Чтобы провести электролиз воды, нужно растворить в воде какой-нибудь немного электролита, например сульфата натрия, чтобы образовался разбавленный раствор. Опустим две платиновые пластинки в полученный раствор. Одну пластинку подсоединим к положительному электроду источника тока и будем ее называть анодом. Другую пластинку подсоединим к отрицательному электроду и будем называть ее катодом. Как показывает опыт, электролиз воды идет при разности электрических потенциалов (напряжении), равном 2 вольта.

Какие частицы у нас есть в растворе? Сульфат натрия (сильный электролит) и распадается в воде в воде на ионы натрия и сульфат-ионы:

Nа₂SO₄ 2Na + + SO₄ 2- Две стрелки в этом уравнении показывает, что диссоциация сульфата натрия — обратимый процесс.

Поскольку сульфат натрия — сильный электролит, то электролитическую диссоциацию можно записать так:

Nа₂SO₄ = 2Na + + SO₄ 2- Это уравнение можно интерпретировать так: сульфат натрия распадается полностью (на 100 %) на ионы натрия и сульфат-ионы.

Возникает вопрос: сульфат натрия — ионное соединение, его кристаллическая решетка состоит из ионов натрия и сульфат-ионов. Тогда о каком распаде на ионы может идти речь?

И тем не менее можно говорить о распаде. В кристалле сульфата натрия ионы натрия и сульфат-ионы находятся вблизи друг друга и ограничены в свободе передвижения: не могут «гулять» по кристаллу: диффузия частиц в кристалле происходит в значительной мере обычно только при температурах, близких к температуре плавления кристалла и, конечно, в расплаве. А в водном растворе сульфата натрия полная в этом смысле «демократия»: «гуляй» где хочешь! На научном языке это звучит так: ионы натрия и сульфат-ионы в растворе обладают поступательными степенями свободы (три степени свободы, так как мы живем в трехмерном пространстве, если, конечно, не вводить еще четвертую ось: время). Кроме того, эти ионы гидратированы: в растворе они окружены «свитой», состоящей из молекул воды, и при движении этих ионов «свита», по крайней мере «ближайшее окружение» двигается» за ионом. Таким образом, электролитическая диссоциация ионных соединений включает два процесса: 1) распад кристалла и образования свободных ионов; 2) гидратацию ионов (если речь идет о водном растворе).

Следовательно, в растворе сульфата натрия есть: молекулы воды (много), ионы натрия (мало), сульфат-ионы (мало). Вблизи катода (отрицательный электрод) собираются ионы натрия, имеющие положительный заряд. Вблизи анода (положительный электрод) собираются отрицательно заряженные сульфат-ионы. Молекул воды полно около каждого из электродов.

На катоде (отрицательный электрод) — избыток электронов, на аноде (положительный электрод) — дефицит электронов. Поэтому катод «раздает» электроны (но не всем попало), анод «отбирает» электроны (тоже не у любых частиц). Опыт показывает, что на катоде ионы натрия электроны не «получают» (не восстанавливаются до атомов натрия), а на аноде у сульфат-ионов не «отбирают» электроны. Каким же частицам на катоде «раздают» на катоде электроны, а у каких частиц на аноде отбирают электроны? Ответ: молекулы воды. Процессы на электродах можно выразить а виде следующих уравнений:

На катоде (избыток электронов): 2Н₂О + 2е — = Н₂ + 2ОН – На катоде, как уже говорилось, «раздают» электроны.

На аноде: (недостаток электрнов): 2Н₂О – 4е — = О₂ + 4Н + На аноде «отбирают» электроны.

Как я уже говорил, химическое уравнение — это модель процесса. Поскольку модели бывают разные, то уточняю: знаковая модель процесса . Но, может быть, эти уравнения — полная туфта? Нет. Это легко проверить. Если Вы отделите катод от анода пористой перегородкой, то с помощью фенолфталенина легко обнаружите, что в той части системы, где находится катод, образовался щелочной раствор, то есть в нем есть гидроксид-ионы, а в той части системы, где находится анод, Вы с помощью лакмуса обнаружите, что в нем появились ионы водорода. Лучше всего пользоваться специальной индикаторной бумагой. Поскольку электроны в данной системе не рождаются и не исчезают, то число «отданных» на катоде электронов должно быть равно числу электронов, «отобранных» на аноде:

2Н₂О + 2е — = Н₂ + 2ОН– | 2

2Н₂О – 4е — = О₂ + 4Н + | 1

Сложим левые и правые части уравнений (не забыв первое уравнение умножить на 2) и получим:

4Н₂О +4е — + 2Н₂О — 4e — = 2Н₂ + 4ОН — + О₂ + 4Н + .

Учитывая, что четыре гидроксид-ионы и четыре иона водорода образуют четыре молекулы воды, в конечном итоге получаем:

Электролиз воды: 2Н₂О = 2Н₂ + О₂

Кто желает более подробно ознакомится с процессами, происходящими при электролизе, обращайтесь в другой раздел этого сайта: http://avkrasn.ru/article-110.html .

2.2. Окислительно-восстановительные реакции, в которых участвуют кислоты

Водные растворы кислот всегда содержат ионы водорода. Все кислоты (кроме очень слабых) — кислые на вкус. Мы — своего рода химические сенсоры. Наш язык (датчик) легко определяет (качественно: много, мало) ионы водорода, хлорид натрия (ионы натрия и хлорид-ионы), сахар (сахарозу) и т.д. А кто такие ионы водорода? Это атомы водорода, у каждого из которых отобрали его единственный электрон. Причем отобрали не условно (как в молекуле воды), а по-настоящему: заряд (не условный) иона водорода +1. Восстановители отдают электроны. Ион водорода не может быть восстановителем просто потому, что у него нет электронов (нечего отдавать). Ион водорода может быть только окислителем. Обычно он отбирает один электрон, превращается в атом водорода, два атома тут же соединяются и образуется молекулярный водород:

Н + + e — = H (*)

Обычно эти процессы не разделяют и записывают реакцию в виде одного уравнения: 2Н + + 2e — = H₂ .

Обратите внимания на закон сохранения электрических зарядов в уравнении (*): алгебраическая сумма электрических зарядов всех частиц в левой части уравнения равна алгебраической сумме зарядов всех частиц в правой части уравнения:

Посмотрите таблицу в начале статьи. Из таблицы видно, что наш «поезд», двигаясь слева направо, может остановиться на станции «0» или на станции «-1». Однако обычно «поезд» останавливается на станции «0». Ионы водорода, заимев электроны, образуют атомы водорода и затем молекулярный водород.

Я не знаю реакций, в которых ионы водорода сразу же присоединяли по два электрона и в результате: Н + + 2e — = H —

У кого отбирают электроны ионы водорода? Неметаллов присутствие ионов H + не беспокоит. Опыт показывает, что неметаллы (в виде простых веществ) не реагируют с ионами водорода. Отбирать электроны ионы водорода могут только у металлов, да и то не у всех. Чтобы узнать, какие металлы «по зубам» ионам водорода, а какие «не по зубам», достаточно посмотреть на электрохимический ряд металлов: металлы, которые расположены слева от водорода, окисляются ионами водорода, а те, которые справа от водорода – не окисляются. В электрохимическом ряду, приводимом в школьных учебниках, не указаны платиновые металлы – металлы, похожие на платину по физическим и химическим свойствам: рутений Ru, родий Rh, палладий Pd, осмий Os, иридий Ir. Суммируем данные, известные из учебников и справочников:

(Cu, Hg, Ag, Au, Pt, Ru, Rh, Pd, Os, Ir) + H + ———> реакция не идет!

Li, Na, Rb, Cs (IA подгруппа) , Be, Mg, Ca, Ba, Ra(IIAподгруппа), Zn, Al, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb + H + —> реакция идет!

Здесь, как видим, не указаны все металлы, но для сдачи ЕГЭ достаточно!

В общем виде реакции металлов с ионами водорода можно записать в виде уравнения:

2Me + 2nH + = 2Me n+ + nH₂.

Zn + 2H + = Zn 2+ + H₂ 2Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H₂

Mn + 2H + = Mn 2+ + H₂ Ni + 2H + = Ni 2+ + H₂

2.2.1. Реакции металлов с соляной кислотой.

Соляная кислота (водный раствор хлороводорода HCl) – это сильная кислота. Что означает? Это означает, что степень диссоциации молекул HCl близка к единице (или равна единице, как это принимается в некоторых теориях растворов). А это, в свою очередь означает, что в соляной кислоте (водном растворе хлороводорода) практически нет молекул HCl, зато есть продукты распада (электролитической диссоциации) HCl: есть ионы водорода H + и хлорид-ионы Cl — . Хлорид-ионы, это атомы хлора, когда-то приватизировавшие электроны; причем один атом хлора может приватизировать только один электрон (смотрите электронную структуру атома хлора или просто примите в качестве постулата). Хлорид-ионы не могут быть окислителями, то есть не могут «отбирать» у какой-либо частицы электроны и, следовательно, не страшны атомам металлам. Мы уже знаем, что атомам металлов «запрещено» приватизировать электроны, они могут только отдавать их.

В качестве рассмотрим реакцию железа с соляной кислотй. Бросим кусочек железа в соляную кислоту. А что такое соляная кислота? Это раствор, в состав которого входят молекулы воды, ионы водорода и хлорид-ионы. Ионы водорода атакуют металл (железо), «отбирают» электроны у атомов железа, образуются ионы железа Fe 2+ , которые переходят в раствор. Химическую реакцию железа с раствором соляной кислоты в ионно-молекулярном виде можно записать следующим образом:

2H + + 2Cl — + Fe = Fe 2+ + H₂ + 2Cl — Хлорид-ионы Cl — — «ионы-наблюдатели», они не вмешиваются в процессы «ограбления» атомов железа и «обогащения» ионов

Уравнение реакции в молекулярной форме:

2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂

Таким образом, хлорид ионы не участвуют в процессе перераспределения электронов и «равнодушно наблюдают», как ионы водорода отбирают электроны у атомов железа. Не участвующие в реакции ионы называют ионами-наблюдателями. В реакции железа с ионами водорода надо запомнить, что ионы водорода способны забрать у каждого атома железа только два электрона. Три электрона у атома железа забирают галогены, например, молекулы хлора. Железная проволока горит в газообразном хлоре, при этом образуется хлорид железа(III): 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃ .

Поскольку в соляной окислителем являются ионы водорода, то соляная кислота не реагирует с металлами, которые стоят правее водорода в электрохимическом ряду металлов (см. выше).

2.2.1. Реакции металлов с серной кислотой.

Химические свойства разбавленного раствора серной кислоты отличаются от химических свойств концентрированного раствора серной кислоты. В разбавленной серной кислоте содержатся в основном ионы H + и сульфат-ионы (смотрите в учебниках главу «теория электролитической диссоциации»), а в концентрированной кислоте много молекул серной кислоты и очень мало ионов водорода и гидросульфат-ионов (степень диссоциации молекул серной кислоты в ее концентрированном растворе очень мала).

Поэтому в разбавленном растворе серной кислоты действуют («грабят» атомы железа) ионы водорода, например:

2H + + Fe = Fe 2+ + H₂

Сульфат-ионы не участвуют в реакции, то есть выступают в роли «наблюдателей».

Уравнение реакции в молекулярном виде:

Уравнения реакций с другими металлами:

Поскольку в разбавленной серной кислоте окислителем являются ионы водорода, то разбавленная серная кислота не реагирует с металлами, которые стоят правее водорода в электрохимическом ряду металлов (смотрите и выше, и ниже):

(Cu, Hg, Ag, Au, Pt, Ru, Rh, Pd, Os, Ir) + H2SO4 (разб.) ——-> реакция не идет!

Химические свойства у концентрированной серной кислоты уже другие: ведь в концентрированной серной кислоте практически нет ионов водорода. Например, концентрированная серная кислота при 20 o С с железом не реагирует. Реакция идет только при повышенной температуре, медленно, например при кипячении:

Окислителем в этой реакции можно считать молекулы серной кислоты. Атомы серы в степени окисления +6 получают («приватизируют») по два электрона, а у каждого атома железа отбирают по три электрона; степень окисления водорода (+1) не изменяется. Это можно записать следующим образом:

Fe — 3e = Fe(+3) | 2 Перенос электронов можно записать и так: Fe — 3e = Fe 3+ В этом уравнении мы указываем, что образуется ионы железа Fe 3+

S(+6) + 2e = S(+4) | 3 Не забывайте, что степень окисления надо указывать НАД символом элемента, а не рядом, как на сайте.

Откуда появляются цифры «2» и «3» в уравнениях реакций? Нет процессов, в результате которых создаются «новые» электроны или исчезают «старые» (за исключением некоторых ядерных процессов). Поэтому число отданных электронов должно быть равно числу принятых электронов. Но мы видим, что в уравнении реакции перед химической формулой серной кислоты стоит цифра 6, а вроде бы должна стоять цифра «3». Почему так? А очень просто. Три молекулы серной кислоты участвуют в «приватизации» электронов, отобранных у двух атомов железа, а еще три молекулы кислоты не участвуют, но без них нельзя: они дают сульфат-ионы ионам железа — если образовались два иона железа Fe 3+ , то для них необходимо три сульфат-иона. Алгебраическая сумма зарядов в любой порции вещества равна нулю: так уж устроены вещества. Небольшие и временные отклонения наблюдаются при электризации тел, когда часть электронов за счет, например, трения, переходит от одного тела к другому.

3. Окислительно-восстановительные реакции молекулярного водорода

Молекулярный водород может быть окислителем и восстановителем. Это видно из таблицы (смотрите начало статьи).

Окислительные свойства H₂ проявляет при «встрече» со щелочными (Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельными металлами (Ca, Sr, Ba, Ra). Атомы этих металлов легко отдают свои электроны: атомы щелочных металлов — по одному, атомы щелочноземельных металлов — по два. Атомы водорода принимают по одному электрону, превращаясь в гидрид-ионы. Гидриды щелочных металлов являются ионными соединениями, то есть мы можем считать, что гидрид натрия состоит из ионов натрия Na + и гидрид-ионов H — , а гидрид кальция состоит из ионов кальция Ca 2+ и гидрид-ионов H — .

Гидриды образуются при нагревании щелочных и щелочноземельных металлов в атмосфере водорода:

2Na + H₂ = 2NaH

Na — e = Na + | 2

H₂ + 2e = 2H + | 1

Ca + H₂ = CaH₂

Ca — 2e = Ca 2+ | 1

H₂ + 2e = 2H + | 1

Внимательный читатель, наверное, увидел, что в ионном уравнении вместо атома натрия в степени окисления + 1 [ Na(+1) ] я записал ион натрия Na + , а вместо атома водорода в степени окисления + 1 [ H(+1) ] я записал гидрид-ион H — . Но ведь в данном случае речь идет и гидриде натрия, а это ионное соединение, а оно состоит из ионов — частиц не с условными зарядами, а реальными зарядами. Аналогично и для реакции кальция с водородом.

Восстановительные свойства водород проявляет, когда встречается с сильными окислителями, например галогенами (в виде простых веществ) и молекулярным кислородом. Реакции с хлором и кислородом могут идти очень быстро: при определенных условиях смеси водорода с хлором и кислородом взрываются:

2H(+1) — 2e — = 2H(+1) | 1 Не забывайте, что степень окисления надо указывать НАД символом элемента, а не рядом, как на сайте.

2Cl(0) + 2e — = 2Cl(-1) | 1

2H(+1) — 2e — = 2H(+1) | 1 Не забывайте, что степень окисления надо указывать НАД символом элемента, а не рядом, как на сайте.

2O(0) + 4e — = 2O(-2) | 2

В этих реакциях атомы водорода (в молекуле H₂) отдают по одному электрону (а больше у них и нет) и поэтому степень окисления атомов водорода в HCl и в H₂O равна +1. Атомы хлора приобретают по одному электрону, атомы кислорода — по два электрона, и поэтому степень окисления атомв хлора в HCl равна -1, степень окисления атомов кислорода в молекуле воды -2.

4. Окислительно-восстановительные р еакции гидридов щелочных и щелочно-земельных металлов

Как уже говорилось, гидриды щелочных металлов являются ионными соединениями, то есть мы можем считать, что, например, гидрид лития состоит из ионов натрия Na + и гидрид-ионов H — , а гидрид бария BaH₂ состоит из ионов бария Ba 2+ и гидрид-ионов H — . Наличие гидрид-иона Н — экспериментально подтверждено при электролизе расплавленного гидрида лития: на аноде выделяется водород, на катоде — литий (http://oglibrary.ru/data/demo/015644/0156440015.htm):

Отрицательно заряженный электрод — катод (избыток электронов, здесь «дают» электроны): Li + + e — = Li | 2

Положительно заряженный электрод — анод (недостаток электронов, здесь «отбирают» электроны): 2H — — 2e — = H₂ | 1

Умножим первое уравнение на 2, второе на 1 и сложим эти уравнения. В итоге получим: Электролиз расплава гидридалития: 2LiH = 2Li + H₂ .

Как уже говорилось, атомы водорода могут иметь следующие степени окисления -1 (в гидридах) , +1 (например, в воде) и 0 — в молекуле водорода H₂. Степень окисления атомарного водорода (свободных атомов водорода, то есть не связанных ни с какими частицами)) тоже равна 0. Нет атомов водорода в степени окисления -2. Нет и не может быть атомов водорода в степени окисления +2, так у атома водорода только один электрон. Следовательно: 1) атомы водорода в степени окисления -1 (гидрид-ионы) могут быть только восстановителями, то есть могут только отдававать электроны; 2) атомы водорода в степени окисления +1 (например, в молекулах воды) могут быть только окислителями, то есть могут только принимать электроны; атомы водорода в степени окисления 0 (атомарный водород, молекулярный водород) могут быть как окислителями, так и восстановителями (смотрите таблицу в начале статьи).

Гидриды щелочных и щелочно-земельных металлов взаимодействуют с водой с образованием соответствующих гидроксидов и водорода:

LiH + H₂O= LiOH + H₂ .

H(-1) — e — = H Атом водорода со степенью окисления -1 (гидрид-ион H — ) отдает один электрон и образуется атом водорода.

H(+1) + e — = H Атом водорода со степенью окисления +1 (в молекуле воды) принимает один электрон и образуется атом водорода.

H + H = H₂ Два атома водорода соединяются и образуется молекула водорода H₂.

Из этих уравнений видно, что гидрид-ионы, в отличие от ионов водорода и галогенид-ионов, не могут существовать (неустойчивы) в водных растворах.

Источник