Grunnstoff · referanseark

Hydrogen

Hydrogen (H) er grunnstoff 1. Det har ett elektron og danner under normale forhold H₂-gas; den enkle elektronstruktur ligger bag en uvanlig omfattende kjemi.

Atomnummer1

Standard atomvekt[1.00784, 1.00811]

Gruppe1

Periode1

Blokks

Elektronkonfigurasjon1s1

Elektronstruktur

Hva styrer kjemien?

Hydrogen har ett elektron og ingen indre elektronskall. Derfor kan elektronen inngå i kovalente bindinger, avgis eller i visse forbindelser inngå i en sterkt polarisert binding. Grunnstoffet passer derfor ikke enkelt ind i alkalimetalllernes kjemi.

Elektronkonfigurasjonen 1s1 viser direkte, hvilken elektron der deltager i binding. Den lille atomstørrelse og muligheden for både polære og nesten upolære bindinger forklarer en stor del av den brede kjemi.

Kjemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Frit hydrogen forekommer som H₂-molekylr. I forbindelser finnes hydrogen blant annet i vann, syrer, hydrider og organiske molekylr, der bindingen kan være sterkt polær eller nesten upolær.

Fysisk oppførsel

Tilstand og faseoverganger

Referansetilstanden ved romtemperatur er gass. Den oppgitte tettheten er 0.0899 g/L. Smeltepunktet er oppgitt til 13.84 K (-259.3 °C). Kokepunktet er oppgitt til 20.27 K (-252.9 °C). Trykk, renhet, allotropi og krystallstruktur kan forskyde målte fysiske verdier.

Forekomst og bruk

Hvor hydrogen finnes og brukes

På jorden finnes hydrogen særlig bundet i vann og organiske forbindelser. Industrielt er det viktig i blant annet ammoniakkproduksjon, ravfinering og som energibærer.

I praksis

Konkrete bruksområder

Vann og livets kjemi

Hydrogen spiller en rolle i vann og livets kjemi. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Gødningsproduktion

Hydrogen spiller en rolle i gødningsproduktion. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Olieravfinering

Hydrogen spiller en rolle i olieravfinering. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Plassering i periodesystemet

Hva naboene forteller

Hydrogen ligger i periode 1, gruppe 1 og s-blokken. Det viste nabolaget omfatter blant annet Lithium, Beryllium. Sammenligning med disse grunnstoffene gjør det lettere å følge trender i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referansedata

Fysiske og atomære egenskaper

Klassifiseringtoatomig ikke-metalll

Tilstand ved romtemperaturgas

Elektronskall1

Tetthet0.0899 g/L

Smeltepunkt13.84 K (-259.3 °C)

Kokepunkt20.27 K (-252.9 °C)

Pauling-elektronegativitet2.2

Første ioniseringsenergi1 312 kJ/mol

Elektronavfinitet72.77 kJ/mol

Verdiene beskriver grunnstoffet eller det nøytrale atom, der det er relevant. Fysiske data kan avhenge av allotropi, trykk, renhet og måleforhold.

Historie

Oppdagelse og identifikasjon

Oppdagelsen av hydrogen forbindes i denne historiske registreringen med Henry Cavendish. Anerkjennelse som grunnstoff, isolering av en ren prøve og den senere definisjon via atomnummer skjedde ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensetningen endrer tallene

Standard atomvekten oppgis som intervallet [1.00784, 1.00811]. Naturlige prøver kan variere noe i isotopforhold, så én fast desimalverdi ville skjule reell variasjon.

Hydrogen har minst én stabil isotop. Isotoper har samme antalll protoner og er derfor samme grunnstoff, men de har ulikt antalll nøytroner og ulik atommasse.

Sikkerhet

Håndtering og eksponering

Risikoen ved hydrogen avhenger av kjemisk form, dose og eksponeringsvei. Grunnstoffet, ionene og forbindelsene det danner kan ha svært ulike biologiske og miljømessige virkninger; sikkerhetsdata skall derfor vurderes for det konkrete stoffet.