Валентные возможности атома водорода определяются наличием одного электрона на единственной валентной орбитали. Большая энергия ионизации делает атом водорода не склонным к отдаче электрона, а не слишком высокая энергия сродства к электрону приводит к незначительной склонности его принимать. Следовательно, в химических системах образование катиона Н невозможно, а соединения с анионом Н не очень устойчивы. Таким образом, для атома водорода наиболее характерно образование с другими атомами ковалентной связи за счет своего одного неспаренного электрона. И в случае образования аниона, и в случае образования ковалентной связи атом водорода одновалентен.
В простом веществе степень окисления атомов водорода равна нулю, в большинстве соединений водород проявляет степень окисления +I, и только в гидридах наименее электроотрицательных элементов у водорода степень окисления –I.
Зайцева реакция, метод получения третичных спиртов из кетонов при цинкорганических соединений:
где R', R’’, R’’’ — углеводородные радикалы, X — галоген. З. р. — частный случай разработанного А. М. Бутлеровым и его учениками общего метода синтеза спиртов из соединений, содержащих карбонильную группу. Впоследствии для синтезов стали применять не цинкорганические, а магнийорганические соединения, которые более удобны в обращении. Реакция открыта А. М. Зайцевым в 1885.
равило Зайцева можно проиллюстрировать на примере реакции 2-бром-бутана с основанием. В молекуле 2-бромбутана имеются два различных типа р-атомов водорода. При отщеплении атомов водорода, принадлежащих к одному типу, образуется 1-бутен (Ср<— Н), в то время как отщепление атома водорода второго типа приводит к 2-бутену (Ср—Н).
Н Вг Н
I II с2н5о©
-НВг
Н—Со,—С—Cr—СН3
г I I
Н II II атака по Ср—Н
-» СН3—СН=СН—СН3 2-бутен (81%)
атака по Ср/—Н
*- СН2=СНСН2СН3
1-бутен (19%)
Как можно видеть из приведенного выше уравнения, дегидробромиро-вание 2-бромбутана этоксид-ионом в этаноле дает 81% наиболее замещенного алкена (2-бутен) и только 19% менее замещенного алкена (1-бутен). Эта реакция следует правилу Зайцева, поскольку основной продукт представляет собой наиболее замещенный алкен. Известно, что увеличение числа алкильных групп при двойной связи увеличивает стабильность этой связи. Поэтому в тех случаях, когда выполняется правило Зайцева, следует ожидать образования наиболее замещенного алкена.
2NaNO3=2NaNO2+O2
5O2+P4=2P2O5
P2O5+3H2O=2H3PO4
2H3PO4+3K2O=2K3PO4+3H2O