ДВУЛИКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Быть может, на школьном уроке по химии вы сами были свидетелями такого диалога.

Учитель:

- В какой группе периодической системы стоит водород?

Ученик:

- В первой. И вот почему: атом водорода имеет на своей единственной электронной оболочке всего один электрон. Так же, как другие элементы первой группы, щелочные металлы литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций. Как и они, водород в химических соединениях проявляет положительную валентность, равную единице. Водород, наконец, может вытеснять некоторые металлы из их солей.

Правда? Нет, полуправда...

Химия - наука точная. Она не любит недомолвок. Пример водорода в этом четко убеждает.

Что общего у водорода со щелочными металлами? Только положительная валентность, равная единице. Только одинаковое устройство внешней электронной оболочки. А в остальном - ничего похожего. Водород - газ, водород - неметалл. Водород образует молекулу из двух атомов. Все же прочие элементы первой группы - классические металлы, самые энергичные в химических реакциях. Размахивая своим единственным электроном, водород лишь пытается рядиться под щелочные металлы. А по сути своей он им чужак.

Большой дом устроен так, что в каждом пролете над другом обитают родственные элементы.

Большой дом устроен так, что в каждом пролете над другом обитают родственные элементы. Они-то и составляют группы и подгруппы в периодичекой системе. Это закон для жильцов Большого дома. Попав в первую группу, водород этот закон невольно нарушает.

Куда же податься бедняге водороду? Но ведь в периодической системе целых девять групп, девять пролетов в Большом доме. И только в так называемой нулевой облюбовал себе квартиру гелий - сосед водорода по первому этажу. В остальных места свободны. Смотрите, сколько возможностей для перепланировки первого этажа, чтобы найти водороду истинное «место под солнцем»!

Быть может, поселить его во второй группе у щелочноземельных металлов во главе с бериллием? Нет, они-то уж совсем не питают к водороду никаких родственных чувств. Третья, четвертая, пятая, шестая также открещиваются от него. Седьмая? Стоп! Стоящие в ней галогены - фтор, хлор, бром и так далее - готовы протянуть водороду руку дружбы.

...Встречаются двое детей.

- Тебе сколько лет?

- Столько-то.

- И мне столько-то.

- А у меня есть велосипед!

- А у меня тоже!

- У тебя папа кто?

- Шофер!

- Ух ты, и у меня тоже!

- Давай дружить?

- Давай!

- Ты неметалл? - спрашивает фтор у водорода.

- Неметалл!

- Ты газ?

- Точно.

- Мы тоже, - говорит фтор, кивая на хлор.

- А у меня молекула состоит из двух атомов! - сообщает водород.

- Скажи-ка! - удивленно произносит фтор. - Прямо как у нас.

- А можешь ли ты проявлять отрицательную валентность, принимать добавочные электроны? Мы страшно любим это делать!

- Конечно! С теми же самыми щелочными металлами, которые меня недолюбливают, я образую водородные соединения - гидриды. И там моя валентность - минус единица.

- Ну что ж! Пристраивайся к нам! Будем дружить!

Поселяется водород в седьмой группе. Надолго ли? Познакомившись как следует со своим новым родственником, кто-нибудь из галогенов разочарованно замечает:

- А у тебя, брат, того... На внешней оболочке электронов-то маловато. Всего один... Как в первой группе. Шел бы ты лучше к щелочным металлам...

Вот ведь какая беда с водородом: мест много, а поселиться - прочно, надежно, с полным правом - негде. Так и просится на бумагу «химическая» пословица: «водород, водород - элемент наоборот: от щелочных металлов отстал и к галогенам не пристал».

Но почему? Где причина удивительной двуличности водорода? Почему водород ведет себя так необычно?

Характерные свойства всякого химического элемента проявляются тогда, когда он вступает в соединение с другими. При этом он отдает или приобретает электроны. Они либо уходят с внешней электронной оболочки, либо входят в нее. Когда элемент теряет все электроны с наружной оболочки, то предыдущие сохраняются обычно неизменными. У всех элементов, кроме водорода. Стоит ему расстаться со своим единственным электроном, как остается голое атомное ядро. Остается протон. Он-то и представляет собой ядро водородного атома (впрочем, не всегда протон, но до этой важной тонкости мы с вами еще Доберемся). А это значит, что химия водорода как бы является единственной в своем роде химией элементарной частицы - протона. В случае водорода протон активно влияет на ход реакций, в которые вступает этот элемент.

Вот где разгадка столь непоследовательного поведения водорода.