Химический элемент · справочная страница

Водород

Водород (H) — химический элемент с атомным номером 1. Он расположен в периоде 1, группа 1, s-блоке. При комнатной температуре это газ. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер1

Стандартная атомная масса[1.00784, 1.00811]

Группа1

Период1

Блокs

Электронная конфигурация1s1

Электронная структура

Что определяет химические свойства

У атома водорода всего один электрон. Он может участвовать в ковалентной связи, удаляться при образовании H⁺ или присоединяться с образованием гидрид-иона H⁻.

Конфигурация 1s1 делает водород особым элементом: формально у него один валентный электрон, как у элементов группы 1, но его химия не является простым продолжением химии щелочных металлов.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Свободный водород существует главным образом в виде молекул H₂. В соединениях он входит в состав воды, углеводородов, кислот, гидридов металлов и огромного числа органических молекул; его степень окисления может быть +1, 0 или −1.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в газообразном состоянии. Плотность: 0.0899 g/L. Температура плавления: 13.84 K (-259.3 °C). Температура кипения: 20.27 K (-252.9 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется водород?

Водород в природе в основном связан в воде и органических молекулах. В промышленности он важен, например, для синтеза аммиака и нефтепереработки.

На практике

Примеры реального применения

Вода и химия жизни

В области «Вода и химия жизни» применяют элемент «Водород» или его соединения, используя подходящие химические, физические или изотопные свойства; конкретная роль зависит от материала и конструкции.

Производство удобрений

В области «Производство удобрений» применяют элемент «Водород» или его соединения, используя подходящие химические, физические или изотопные свойства; конкретная роль зависит от материала и конструкции.

Нефтепереработка

Элемент «Водород» или его соединения могут ускорять реакции либо участвовать в ключевых стадиях химического производства и синтеза.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Водород находится в периоде 1, группе 1 и s-блоке; классификация: двухатомный неметалл. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификациядвухатомный неметалл

Состояние при комнатной температурегаз

Электронные оболочки1

Плотность0.0899 g/L

Температура плавления13.84 K (-259.3 °C)

Температура кипения20.27 K (-252.9 °C)

Электроотрицательность по Полингу2.2

Первая энергия ионизации1 312 kJ/mol

Сродство к электрону72.77 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Водород: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 1.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса задаётся интервалом [1.00784, 1.00811]. Изотопный состав природных образцов может немного различаться, поэтому одно десятичное значение скрыло бы реальную вариабельность.

Водород имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Водород» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.