ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

ไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 1 และสัญลักษณ์ H อยู่ในคาบ 1 หมู่ 1 บล็อก s ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือแก๊ส และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน 1s1

เลขอะตอม1

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน[1.00784, 1.00811]

หมู่1

คาบ1

บล็อกs

การจัดเรียงอิเล็กตรอน1s1

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

ไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอนเพียงหนึ่งตัวและไม่มีชั้นอิเล็กตรอนภายใน มันสามารถใช้อิเล็กตรอนร่วมกันในพันธะโคเวเลนต์ สูญเสียอิเล็กตรอนเป็น H⁺ หรือรับอิเล็กตรอนเป็นไฮไดรด์ H⁻ ได้ ความยืดหยุ่นนี้อธิบายการพบไฮโดรเจนในน้ำ กรด ไฮโดรคาร์บอนและโมเลกุลชีวภาพจำนวนมาก

การจัดเรียงอิเล็กตรอนคือ 1s1 ไฮโดรเจนวางอยู่เหนือหมู่ 1 เพราะมีอิเล็กตรอนเวเลนซ์หนึ่งตัว แต่เคมีของมันไม่ได้เหมือนโลหะแอลคาไลทั่วไป

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

ไฮโดรเจนมักพบในสารประกอบไอออนิก เช่น ออกไซด์ ไฮดรอกไซด์ เฮไลด์ คาร์บอเนต หรือซัลเฟต โลหะอิสระมีความไวต่อปฏิกิริยามากกว่า จึงพบในธรรมชาติส่วนใหญ่ในรูปไอออนและสารประกอบที่เสถียรกว่า

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือแก๊ส ความหนาแน่นที่ระบุคือ 0.0899 g/L จุดหลอมเหลวคือ 13.84 K (-259.3 °C) จุดเดือดคือ 20.27 K (-252.9 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบไฮโดรเจนที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติไฮโดรเจนพบการใช้งานในด้าน น้ำและเคมีของชีวิต, การผลิตปุ๋ย และ การกลั่นน้ำมัน เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

น้ำและเคมีของชีวิต

ไฮโดรเจนเป็นส่วนพื้นฐานของน้ำหรือโมเลกุลชีวภาพ จึงเชื่อมโยงกับพันธะ ปฏิกิริยา และสมดุลทางเคมีที่ทำให้กระบวนการของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้

การผลิตปุ๋ย

ไฮโดรเจนเป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิตแอมโมเนีย ซึ่งนำไปใช้ผลิตปุ๋ยไนโตรเจนหลายชนิด

การกลั่นน้ำมัน

ไฮโดรเจนใช้ในกระบวนการไฮโดรทรีตและไฮโดรโพรเซสซิงเพื่อกำจัดสิ่งเจือปน เช่น กำมะถันและช่วยปรับคุณภาพผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิง

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

ไฮโดรเจนอยู่ในคาบ 1 และหมู่ 1 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ ลิเทียม, เบริลเลียมการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทอโลหะโมเลกุลสองอะตอม

สถานะที่อุณหภูมิห้องแก๊ส

ชั้นอิเล็กตรอน1

ความหนาแน่น0.0899 g/L

จุดหลอมเหลว13.84 K (-259.3 °C)

จุดเดือด20.27 K (-252.9 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง2.2

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก1 312 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน72.77 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

ไฮโดรเจนถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของไฮโดรเจนแสดงเป็นช่วง [1.00784, 1.00811] เพราะสัดส่วนไอโซโทปในตัวอย่างธรรมชาติอาจแตกต่างกันเล็กน้อย การใช้เลขทศนิยมเพียงค่าเดียวจึงซ่อนความแปรผันจริง

ไอโซโทปของไฮโดรเจนมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ