Det periodiske system›Grundstoffer›Hydrogen

Grundstof · referenceark

Hydrogen

Hydrogen (H) er grundstof 1. Det har ét elektron og danner under normale forhold H₂-gas; den enkle elektronstruktur ligger bag en usædvanligt omfattende kemi.

Atomnummer1

Standardatomvægt[1.00784, 1.00811]

Gruppe1

Periode1

Bloks

Elektronkonfiguration1s1

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

Hydrogen har ét elektron og ingen indre elektronskal. Derfor kan elektronen indgå i kovalente bindinger, afgives eller i visse forbindelser indgå i en stærkt polariseret binding. Grundstoffet passer derfor ikke enkelt ind i alkalimetallernes kemi.

Elektronkonfigurationen 1s1 viser direkte, hvilken elektron der deltager i binding. Den lille atomstørrelse og muligheden for både polære og næsten upolære bindinger forklarer en stor del af den brede kemi.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Frit hydrogen forekommer som H₂-molekyler. I forbindelser findes hydrogen blandt andet i vand, syrer, hydrider og organiske molekyler, hvor bindingen kan være stærkt polær eller næsten upolær.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er gas. Den angivne massefylde er 0.0899 g/L. Smeltepunktet er angivet til 13.84 K (-259.3 °C). Kogepunktet er angivet til 20.27 K (-252.9 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor hydrogen findes og bruges

På Jorden findes hydrogen især bundet i vand og organiske forbindelser. Industrielt er det vigtigt i blandt andet ammoniakproduktion, raffinering og som energibærer.

I praksis

Konkrete anvendelser

Vand og livets kemi

Hydrogen spiller en rolle i vand og livets kemi. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Gødningsproduktion

Hydrogen spiller en rolle i gødningsproduktion. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Olieraffinering

Hydrogen spiller en rolle i olieraffinering. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Hydrogen ligger i periode 1, gruppe 1 og s-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Lithium, Beryllium. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationdiatomisk ikke-metal

Tilstand ved stuetemperaturgas

Elektronskaller1

Massefylde0.0899 g/L

Smeltepunkt13.84 K (-259.3 °C)

Kogepunkt20.27 K (-252.9 °C)

Pauling-elektronegativitet2.2

Første ioniseringsenergi1 312 kJ/mol

Elektronaffinitet72.77 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Opdagelsen af hydrogen forbindes i denne historiske registrering med Henry Cavendish. Anerkendelse som grundstof, isolering af en ren prøve og den senere definition via atomnummer skete ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten angives som intervallet [1.00784, 1.00811]. Naturlige prøver kan variere lidt i isotopforhold, så én fast decimalværdi ville skjule reel variation.

Hydrogen har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved hydrogen afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.