Водород, в связи со своим уникальным строением, может обладать и окислительной, и восстановительной способностью. Рассмотрим восстановительную способность водорода. Тут степень окисления у соединений водорода равна +1. Энергия связи в молекуле велика, что говорит о малой активности молекулярного водорода в нормальных условиях.
При обычной температуре водород реагирует с атомом фтора (в темноте) и хлора (при свете):
H2 + F2 = 2HF,
H2 + Cl2 = 2HCl.
При увеличении температуры водород может вступать в реакции с кислородом, при этом реакция экзотермическая (идет с выделением большого количества теплоты).
С бромом водород реагирует обратимо, с йодом тоже. Для реакции водорода с азотом и серой необходимо обеспечить оптимальные условия для проведения этой реакции (наличие катализатора и высокого давления).
Водород реагирует со сложными соединениями:
CuO + H2 = Cu + H2O,
C2H2 + H2 = C2H4.
Окислительная способность водорода тоже часто встречается в химическом разнообразии. При реакциях с активными металлами (при повышении температуры и давлении) водород выступает в качестве окислителя, тем самым образует гидриды, где степень окисления у атома водорода равна -1:
2Na + H2 = 2NaH,
Гидриды по своей природе представляют кристаллические соединения. Напоминающие чем-то поваренную соль. Но по химической природе они имеют существенные различия:
При взаимодействии с водой гидриды распадаются, образуя щелочь и водород:
NaH + H2O = NaOH + H2,
Также их можно нагреть:
2NaH = 2Na + H2,
Атомарный водород (Н) способен уже при комнатных условиях реагировать с серой, азотом, бромом, в результате образуются такие же соединения, как и при реакции молекулярного водорода (H2).