Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

Hiđrô

Hiđrô là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 1, ký hiệu H. Nó nằm ở chu kỳ 1, nhóm 1, khối s. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là khí; cấu hình electron là 1s1.

Số hiệu nguyên tử1

Nguyên tử khối chuẩn[1.00784, 1.00811]

Nhóm1

Chu kỳ1

Khốis

Cấu hình electron1s1

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Hiđrô có một electron duy nhất, nằm trong orbital 1s. Cấu trúc đơn giản này cho phép nó mất electron tạo H⁺, nhận electron tạo hydride hoặc chia sẻ electron trong vô số liên kết cộng hóa trị.

Cấu hình electron 1s1 khiến Hiđrô được đặt ở nhóm 1 nhưng không phải là kim loại kiềm thông thường. Hóa học của nó rất linh hoạt và phụ thuộc mạnh vào đối tác liên kết, môi trường và trạng thái oxi hóa.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Hiđrô thường gặp dưới dạng hợp chất ion như oxide, hydroxide, halide, carbonate hoặc sulfate tùy nguyên tố. Dạng kim loại tự do dễ phản ứng nên ít gặp trong tự nhiên; hóa học chủ yếu phản ánh xu hướng tạo cation ổn định của nhóm.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là khí. Mật độ được liệt kê là 0.0899 g/L. Điểm nóng chảy là 13.84 K (-259.3 °C). Điểm sôi là 20.27 K (-252.9 °C). Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Hiđrô được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Hiđrô thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến nước và hóa học của sự sống, sản xuất phân bón và lọc dầu. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Nước và hóa học của sự sống

Hiđrô là thành phần của nước và của khung liên kết cacbon–hiđrô xuất hiện khắp hóa học của sự sống.

Sản xuất phân bón

Hiđrô là nguyên liệu để sản xuất amoniac; amoniac sau đó được dùng để sản xuất nhiều loại phân bón chứa nitơ.

Lọc dầu

Hiđrô được dùng trong các bước xử lý xúc tác và hiđro hóa để loại tạp chất và nâng chất lượng nhiên liệu trong lọc dầu.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Hiđrô nằm ở chu kỳ 1, nhóm 1. Trong vùng lân cận hiển thị ở đây có Liti và Berili. Những vị trí này cho phép so sánh trực tiếp kích thước nguyên tử, năng lượng ion hóa, trạng thái oxi hóa và xu hướng liên kết với các nguyên tố gần nhau trong bảng tuần hoàn.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạiphi kim hai nguyên tử

Trạng thái ở nhiệt độ phòngkhí

Các lớp electron1

Mật độ0.0899 g/L

Điểm nóng chảy13.84 K (-259.3 °C)

Điểm sôi20.27 K (-252.9 °C)

Độ âm điện Pauling2.2

Năng lượng ion hóa thứ nhất1 312 kJ/mol

Ái lực electron72.77 kJ/mol

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Việc phát hiện Hiđrô gắn với Henry Cavendish. Việc nhận ra một nguyên tố mới, tách được mẫu đủ tinh khiết và gán số hiệu nguyên tử hiện đại không nhất thiết diễn ra cùng một thời điểm, nên lịch sử phát hiện cần được đọc theo từng mốc.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn của Hiđrô được cho dưới dạng khoảng [1.00784, 1.00811]. Tỉ lệ đồng vị trong mẫu tự nhiên có thể thay đổi đôi chút, nên một giá trị thập phân duy nhất sẽ che mất biến thiên thật giữa các vật liệu.

Hiđrô có ít nhất một đồng vị bền. Các đồng vị có cùng số proton nên vẫn là cùng một nguyên tố, nhưng khác số neutron và vì vậy khác khối lượng nguyên tử.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Nguy cơ liên quan đến Hiđrô phụ thuộc vào dạng hóa học, liều lượng và đường phơi nhiễm. Nguyên tố tinh khiết, ion và các hợp chất của nó có thể có tác động sinh học và môi trường rất khác nhau, vì vậy cần kiểm tra dữ liệu an toàn của chất thực tế được sử dụng.