Element chimic · pagină de referință

Hidrogen

Hidrogen este elementul chimic cu numărul atomic 1 și simbolul H; se află în perioada 1, grupa 1, blocul s. Starea de referință la temperatura camerei este gazoasă. Configurația electronică: 1s1.

Număr atomic1

Masă atomică standard[1.00784, 1.00811]

Grupă1

Perioadă1

Blocs

Configurație electronică1s1

Structură electronică

Ce îi determină chimia

Hidrogenul are un singur electron și nu are un strat electronic intern. Poate partaja electronul în legături covalente, îl poate pierde pentru a forma H⁺ în condiții puternic ionizante sau poate capta un electron pentru a forma hidrura H⁻ în compuși potriviți. Această flexibilitate explică prezența hidrogenului în apă, acizi, hidrocarburi și multe molecule biologice.

Configurația 1s¹ face din hidrogen un caz aparte în tabelul periodic. Este plasat deasupra grupei 1 deoarece are un electron de valență, dar chimia lui nu este pur și simplu cea a unui metal alcalin.

Forme chimice

Compuși, ioni și materiale

Hidrogenul elementar apare în mod normal sub formă de molecule H₂. În compuși se găsește în apă, hidrocarburi, acizi, hidruri metalice și nenumărate molecule organice. Starea de oxidare poate fi +1, 0 sau −1, în funcție de partenerul de legătură.

Comportament fizic

Stare și tranziții de fază

Starea de referință la temperatura camerei este gazoasă. Densitatea indicată este 0.0899 g/L. Punctul de topire este 13.84 K (-259.3 °C). Punctul de fierbere este 20.27 K (-252.9 °C). Presiunea, puritatea și structura cristalină pot modifica proprietățile fizice măsurate.

Răspândire și utilizări

Unde se găsește și cum este utilizat hidrogen

Pe Pământ, hidrogenul se găsește în principal în compuși precum apa și moleculele organice. Hidrogenul industrial este folosit la producerea amoniacului, la rafinarea petrolului și ca vector energetic, inclusiv în pile de combustie.

În practică

Exemple de utilizări reale

Apa și chimia vieții

Acest element intră în compoziția apei și în scheletele moleculare întâlnite în întreaga chimie biologică.

Producția de îngrășăminte

Acest element este materie primă pentru producerea amoniacului; amoniacul este apoi folosit la fabricarea multor îngrășăminte cu azot.

Rafinarea petrolului

Acest element este folosit în etape catalitice sau de procesare care îndepărtează impuritățile și îmbunătățesc combustibilii.

Poziție în tabelul periodic

Ce ne spun elementele vecine

Hidrogen se află în perioada 1 și grupa 1. În vecinătatea prezentată aici, în aceeași grupă, imediat dedesubt se află litiu. Aceste poziții permit compararea dimensiunii atomice, energiei de ionizare și comportamentului de legare cu elementele apropiate.

Date de referință

Proprietăți fizice și atomice

Clasificarenemetal diatomic

Stare la temperatura camereigaz

Straturi electronice1

Densitate0.0899 g/L

Punct de topire13.84 K (-259.3 °C)

Punct de fierbere20.27 K (-252.9 °C)

Electronegativitate Pauling2.2

Prima energie de ionizare1 312 kJ/mol

Afinitate electronică72.77 kJ/mol

Valorile descriu elementul sau atomul neutru, după caz. Datele fizice pot depinde de alotrop, presiune și condițiile de măsurare.

Istorie

Descoperire și identificare

Descoperirea elementului este asociată cu Henry Cavendish. Recunoașterea elementului, izolarea unei probe pure și atribuirea numărului atomic modern nu au avut neapărat loc în același moment.

Izotopi și masă atomică

Cum influențează compoziția izotopică valorile

Masa atomică standard este indicată prin intervalul [1.00784, 1.00811]. Proporțiile izotopilor pot varia ușor între probele naturale, astfel încât o singură valoare zecimală universală ar ascunde variații reale între materiale.

Acest element are cel puțin un izotop stabil. Izotopii diferiți au același număr de protoni și, prin urmare, aceeași identitate chimică, dar numere diferite de neutroni și mase atomice diferite.

Siguranță

Manipulare și expunere

Riscurile asociate acestui element depind de forma chimică, doză și calea de expunere. Elementul pur, ionii și compușii săi pot avea efecte biologice și de mediu foarte diferite, de aceea trebuie consultate datele de siguranță pentru substanța manipulată efectiv.