Wasserstoff-Verbindungen

Übersicht über die chemischen Verbindungen des Wasserstoffs.




Wasserstoff


Das chemische Element Wasserstoff geht mit nahezu allen anderen Elementen chemische Verbindungen ein, in denen der Wasserstoff - je nach Different der Elektronegativitäten - sowohl als positiv wie auch als negativ geladener Bindungspartner fungieren kann. Darüber hinaus gibt es Addukte mit Wasserstoff als Ligand. Man unterscheidet daher:

  • Salzartige H-Verbindungen mit negativ geladenen Hydrid-Ionen H- und positiv geladenen Metallionen: Hydride.
  • Metallartige H-Verbindungen sind Einlagerungsverbindungen oder interstitielle Verbindungen, in denen atomarer Wasserstoff in die Metallstruktur eines Übergangsmetall eingebettet ist: Übergangsmetallhydride.
  • Kovalente H-Verbindungen bestehen aus Wasserstoff und elektronegativeren Partnern.

Eine scharfe Abgrenzung zwischen den Gruppen gibt es nicht und häufig ist eine zweifelsfreie Zuordnung eines Hydrids zu einer der Gruppen überhaupt nicht möglich.

Organisch-chemische Verbindungen enthalten in fast allen Fällen an Kohlenstoff - aber auch an andere Atome - gebundenen Wasserstoff. Die Zahl dieser organischen Verbindungen überschreitet die der so genannten anorganischen Verbindungen bei weitem und sind nicht Thema unter diesem Stichwort.

 

Hydride

Mit überwiegend ionischem oder metallartigem Bindungscharakter bzw. hochschmelzende Feststoffe.

NameFormelCAS-Nr.MFormSmp.Sdp.DichteWeitere NamenSonstiges
[g mol-1] [°C][°C][g cm-3]
AluminiumhydridAlH37784-21-630,006farbloses PulverZ 1001,48 Alan, AluminiumwasserstoffZ: Wasser
BariumhydridBaH213477-09-3139,343graue Kristalle12004,16Z: Wasser
BerylliumhydridBeH27787-52-211,028Weißes PulverZ 250 0,65BerylliumwasserstoffZ: Wasser
CadmiumhydridCdH13966-61-5113,419Z ~0 Hydrocadmium
CäsiumhydridCsH58724-12-2133,913 weißes Pulver
farblose Kristalle
528 3,42Z: Wasser
CalciumhydridCaH27789-78-842,094graues Pulver8161,70 CalciumdihydridZ: Wasser, EtOH
KaliumhydridKH7693-26-740,106farblose Kristalle/grau619 1,47Z: Wasser
LanthanhydridLaH313864-01-2141,929schwarze Kristalle 5,36
LithiumaluminiumhydridLiAlH416853-85-337,955graues Pulver
weiße Kristalle
Z > 125 0,917Lithiumtetrahydridoaluminat
Lithiumalanat
Z: Wasser, EtOH
L: Ether, THF
LithiumborhydridLiBH416949-15-821,784weißer Feststoff268
Z > 380
0,6660Lithiumboranat
Lithiumtetrahydroborat
Z: Wasser
L: Ether, THF
LithiumhydridLiH7580-67-87,949grau, hygroskopisch6920,78Z: Wasser, EtOH
MagnesiumhydridMgH27693-27-826,321weiße Kristalle3271,45Z: Wasser
NatriumborhydridNaBH416940-66-237,833weißes Pulver
hygroskopisch
Z > 4001,07 Natriumboranat
Natriumtetrahydroborat
Z: EtOH
L: Wasser unter Z
NatriumhydridNaH7646-69-723,998grau-silberZ 4251.396Z: Wasser, EtOH
PlutoniumhydridPuH217336-52-624672710,4Plutonium(II)-hydrid
Red-Al1)22722-98-1202.16farblose Kristalle 1)Z: Wasser
RubidiumhydridRbH13446-75-886,476weiße KristalleZ > 170 2,60Z: Wasser
L: Toluol
StrontiumhydridSrH213598-33-989,6410503,26Z: Wasser
TitandihydridTiH27704-98-549,883grau-schwarzes PulverZ> 4503,75Titan(II)-hydridUL: Wasser (Z)
UranhydridUH313598-56-6241,0527grau-schwarze Kristalle10,95Uran(III)-hydridZ: Wasser

Abkürzungen:
Z - Zersetzung; L - Löslich in ... ; UL - Unlöslich in ...
1) - Natrium-bis-(2-methoxy-ethoxy)-aluminium-dihydrid; SDMA, Vitrid, AlC6H16NaO4.

 

Elementwasserstoffe

Wasserstoffverbindungen mit überwiegend kovalentem Bindungscharakter bzw. flüchtige Hydride; siehe auch: Stammhydride.

NameFormelCAS-Nr.:MForm Smp.Sdp.DichteWeitere NamenSonstiges
[g mol-1] [°C][°C][g l-1]
AmmoniakNH37664-41-717,031farbloses Gas
stechender Geruch
- 77,73- 33,330,696Wasserstoffnitrid
Azan
SL: Wasser
L: EtOH, Ether
ArgonfluorohydridHArF163731-16-659,954Z: - 256° C
Arsan, MonoAsH37784-42-177,946farbloses Gas
Knoblauchgeruch
- 116- 62,53,186Arsin
Monoarsan
Arsenwasserstoff
WL: Wasser
Arsan, Di-As2H415942-63-9153,875instabile Flüssigkeit ~ 100 Diarsan, Diasrin
AstatwasserstoffHAt7440-68-8211,008 Astatan
BismutanBiH318288-22-7212,00gasförmig
instabil
16,88,665Bismutwasserstoff
Wismutwasserstoff
Boranesiehe: [[Bor-Verbindungen#Borane|Bor-Verbindungen]]
BromwasserstoffHBr10035-10-680,912farbloses Gas
stechender Geruch
- 86,86- 66,723,307Hydrogenbromid
Broman
SL: Wasser
L: EtOH
ChlorwasserstoffHCl7647-01-036,461farbloses Gas
stechender Geruch
- 114,8- 85,031,490HydrogenchloridSL: Wasser
CyanwasserstoffHCN74-90-827,026farbloses Gas
Bittermandel-Geruch
- 13,29260,6876Hydrogencyanid
Blausäure
SL: Wasser, EtOH
L: Ether
FluorwasserstoffHF7664-39-320,006farbloses Gas
stechender Geruch
- 83,8619,50,818Hydrogenfluorid
Fluoran
SL: Wasser, EtOH
L: Ether
Germanesiehe: [[Germanium-Verbindungen#Germane|Germanium-Verbindungen]]
IodwasserstoffHI10034-85-2127,912farbloses-gelbliches Gas
stechender Geruch
- 50,76- 35,555,228Hydrogeniodid
Iodan
SL: Wasser
PhosphanPH37803-51-233,998farbloses Gas- 133,8- 87,751,300Phoshorwasserstoff
Phosphin
UL: Wasser
L: EtOH, Ether
Phosphan, Di-P2H413445-50-665,980farblose Flüssigkeit- 99Z 63Diphosphan
Diphosphin
Z: Wasser
PlumbanPbH415875-18-0211,23Giftiges Gas- 13 Bleiwasserstoffinstabil
PolanH2Po31060-73-8211,98Instabile Flüssigkeit- 35,336,1 Poloniumwasserstoff
Monopolan
SchwefelwasserstoffH2S7783-06-434,081farbloses Gas
Faule Eier Geruch
- 85- 601,393Dihydrogensulfid
Sulfan
SelenwasserstoffH2Se7783-07-580,98farbloses Gas
stechender Geruch
- 65,73- 41,253,310Dihydrogenselenid
Selan
WL: Wasser
StannanSnH42406-52-2122,742farbloses Gas- 146- 51,85,017Monostannan
Zinnwasserstoff
instabil
StibanSbH37803-52-3124,784farbloses Gas
fauliger Geruch
- 88,5- 175,100Antimonwasserstoff
Stibin, Monostiban
WL: Wasser
L: EtOH
TellurwasserstoffH2Te7783-09-7129,616farbloses Gas
stechender Geruch
- 49- 25,MonotellanL: Wasser, EtOH

Abkürzungen:
Z - Zersetzung; L - Löslich in ... ; sL - sehr gut löslich in ...; WL - wenig löslich in ...; UL - Unlöslich in ...

 

Wasserstoffoxide

NameFormelCAS-Nr.:MForm Smp.Sdp.DichteWeitere NamenSonstiges
[g mol-1] [°C][°C][g cm-3]
WasserH2O7732-18-518,015farblose Flüssigkeit0,0099,9740,9970Wasserstoffoxid
WasserstoffperoxidH2O27722-84-134,015farblose Flüssigkeit- 0,43150,21,45Perhydrol
Wasserstoffsuperoxid
Wasser mischbar
DihydrogentrioxidH2O314699-99-150instabil Wasserstofftrioxid
Trioxidan
Zersetzung > - 40 °C

 

Säuren

NameFormelCAS-Nr.:M DSpKa Smp.Sdp. DichteDampfdruckWeitere Namen Sonstiges
[g mol-1] [°C][°C][g cm-3] [hPa]
Arsenige SäureH3AsO336465-76-6125,9419,29Arsen(III)-Säurenur in Wasser stabil
ArsensäureH3AsO47778-39-4141,941
2
3
2,26
6,76
11,29
35,51202,5055Arsen(V)-säurewasserlöslich
BorsäureH3BO310043-35-361,831
2
9,27
>14
Z 185 1,442,7
BromwasserstoffsäureHBr10035-10-680,91- 9- 1149 %12648 %1,4948 %Hydrobromsäure
Chlorige SäureHClO213898-47-067,4411,94 Chlor(III)-säurenur in Wasser stabil
ChlorsäureHClO37790-93-484,46- 2,7- 20Z 401,28Chlor(V)-säureWerte für 18% HClO3(aq)
ChromsäureH2CrO47738-94-5116,951
2
0,74
6,49
Z1,550 %Dihydrogentetraoxochromatnur in Wasser stabil
CyanwasserstoffsäureHCN74-90-827,039,21-13260,6981620°CBlausäure
FlusssäureHF7664-39-320,013,19- 4438 %11238 %1,1438 %Fluorwasserstoffsäure
Flußsäure
GermaniumsäureH2GeO31310-53-8140,661
2
9,01
12,3
nur in Wasser stabil
Hypobromige SäureHBrO13517-11-896,918,55 Unterbromige Säurenur in Wasser stabil
Hypochlorige SäureHClO7790-92-352,467,54Unterchlorige Säure
Hypoiodige SäureH3AsO314332-21-9143,9110,64 Unteriodige Säurenur in Wasser stabil
IodsäureHIO37782-68-5175,910,781104,63Jodsäure
Iod(V)-säure
KieselsäureH4O4Si10193-36-996,111
2
3
4
9,29
11,8
12
12
MonokieselsäurepKa bei 30 °C
KohlensäureH2CO3463-79-662,031
2
6,35
10,33
nur in Wasser stabil
PerchlorsäureHClO47601-90-3100,46- 10- 1011,7739,13Chlor(VII)-säure
Überchlorsäure
PeriodsäureH5IO610450-60-9227,9513,29122Z 130Überiodsäure
Orthoperiodsäure
Iod(VII)-Säure
PhosphonsäureH3PO313598-36-282,001
2
2,16
7,21
73Z >1001,65Phosphorige Säure
Phosphor(III)-Säure
PhosphorsäureH3PO47664-38-298,001
2
3
2,16
7,21
12,32
42,35Z > 2131,873,8 Pa20°ortho-Phosphorsäure
Phosphor(V)-säure
PyrophosphorsäureH4P2O72466-09-3177,981
2
3
4
0,91
2,10
6,70
9,32
61 Diphosphorsäure
SalpetersäureHNO37697-37-263,01- 1,37- 42861,5156Scheidewasser
Dioxidohydroxidostickstoff
Werte für 20°C
Salpetrige SäureHNO27782-77-647,013,29 Stickstoff(III)-säure
Hydrogennitrit
nur in kaltem
Wasser stabil
SalzsäureHCl7647-01-036,46- 7- 301,19190ChlorwasserstoffsäureWerte für 37% HCl(aq)
SchwefelsäureH2SO47664-93-998,081
2
-3
1,99
10,38279,61,8356VitriolölWerte für 100%ige Säure
SchwefelwasserstoffsäureH2S7783-06-434,081
2
7,05
19
Selenige SäureH2SeO37783-00-8129,01
2
2,62
8,32
Z 703,00515°C
SelensäureH2SeO47783-08-6144,9721,74582602,95
StickstoffwasserstoffsäureHN37782-79-843,034,6- 8035,71,09523Azoimid
Hydrogenazid
explosive Z
Tellurige SäureH6O6Te7803-68-1229.641
2
6,27
8,43
1363,07Tellur(IV)-säure
TellursäureH6O6Te7803-68-1229,661
2
7,68
10,95
1363,16 Orthotellursäure
ThiocyansäureHSCN463-56-959,09- 1,852,04Rhodanwasserstoffsäure
Hydrogenthioncyanid

DS = Dissoziationsstufe; Dissoziationskonstanten pKa bei 25 °C in wäßriger Lösung.

 

Hydrate

Hydrate sind kristallwasserhaltige Substanzen, die Wasserstoff in Form von Wasser enthalten. Die Bindung der Wassermoleküle erfolgt meist koordinativ an den entsprechenden Kristallionen (Koordinationswasser) oder über Wasserstoffbrücken. Da diese Bindungen schwach sind entweicht das Kristallwasser häufig schon beim Erhitzen (Calcinieren) der Substanzen.

 

Wasserstoffhaltige Mineralien

In Gesteinen und Mineralien tritt Wasserstoff am häufigsten in Form seiner Verbindung Wasser auf: Entweder als freies Wasser, adsorbiert (z. B. an Zeolithe) oder als Kristallwasser (Hydrate). Eine Vielzahl von Mineralien besitzen außerdem wasserstoffhaltige OH-(Hydroxide), Ammonium-, Hydrogencarbonat-Gruppen u.a.

 

Ionen und Gruppierungen

NameSymbolBeschreibungBeispiel
HydridoH-Hydrid-Anion
HydridoHAnionischer oder neutraler Ligand in Koordinationsverbindungen
HydrogencarbonatHCO3-Einfach negativ geladenes Anion der Hydrogencarbonate (Bicarbonate; saure Carbonate).
HydrogensulfatHSO4-Das einfach negativ geladene Anion der Hydrogensulfate.
HydrogensulfidHS3-Das einfach negativ geladene Anion der Hydrogensulfide.
HydrogensulfitHSO3-Das einfach negativ geladene Anion der Hydrogensulfite (Saure Sulfite, Bisulfite) ist nur in wäßriger Lösung stabil.
Hydroxid-IonOH-Bezeichnung für das negativ geladene OH--Anion Hydroxide
Hydroxo-OH-Das OH--Ion als Ligand in Koordinationsverbindungen (IUPAC).Hydroxosalze
Hydroxy-Gruppe-OHAuch: Hydroxyl-Gruppe; Funktionelle Gruppe.Alkohole, Phenole
Oxidanium-IonH3O+Laut IUPAC gültige Bezeichnung für das häufig als Hydroxonium und Hydronium bezeichnete Kation.
Oxonium IonH3O+Bezeichnung für ein protoniertes Wassermolekül. Auch: Hydroxonium, Hydronium. Gemäß IUPAC: Oxidanium.
Oxonium Formal vom Oxonium-Ion H3O+ durch Substitution von H gegen organische Reste abgeleitete Bezeichnung für die organischen Ionen [R-OH2]+, [R2-OH]+ und [R3-O]+.
ProtonH+Das positiv geladene Kation des Wasserstoffs. Laut IUPAC als Hydron zu bezeichnen, wenn die Kernmasse (H, D, T) unbeachtet bleibt (vgl.: Wasserstoff-Isotope).

Alle Dichteangaben für 25°C.

 

Hersteller und Bezugsquellen

Chemikalienkatalog - Online Datenbank mit Eigenschaften und Herstellern kommerziell erhältlicher Wasserstoff-Verbindungen.


Kategorie: Stoffgruppen

Aktualisiert am 11.Februar 2017.







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