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H 1

Hydrogen (H)

nonmetal
Période: 1 Groupe: 1 Bloc: s

Gas

Masse atomique relative standard

1,008 u [1,00784, 1,00811]

Configuration électronique

1s1

Point de fusion

-259,34 °C

Point d’ébullition

-252,87 °C

Masse volumique

0,08988 kg/m³

États d’oxydation

−1, +1

Électronégativité (Pauling)

2,2

Énergie d’ionisation (1re)

13,598435 eV

Année de découverte

1766

Rayon atomique

25 pm

Détails

Origine du nom Greek: hydro (water) and genes (generate)
Pays de découverte England
Découvreurs Henry Cavendish

The lightest chemical element, hydrogen sits above the alkali metals but is a nonmetal under ordinary conditions. Its single proton and one electron make it the simplest atom and a reference point for much of chemistry. On Earth it is usually bound in water and organic matter, while industry uses it as a chemical feedstock, reducing agent, fuel, and energy carrier.

Colourless, odourless gaseous chemical element. Lightest and most abundant element in the universe. Present in water and in all organic compounds. Chemically reacts with most elements. Discovered by Henry Cavendish in 1776.

The name derives from the Greek hydro for "water" and genes for "forming" because it burned in air to form water. Hydrogen was discovered by the English physicist Henry Cavendish in 1766.

Scientists had been producing hydrogen for years before it was recognized as an element. Written records indicate that Robert Boyle produced hydrogen gas as early as 1671 while experimenting with iron and acids. Hydrogen was first recognized as a distinct element by Henry Cavendish in 1766. Composed of a single proton and a single electron, hydrogen is the simplest and most abundant element in the universe. It is estimated that 90% of the visible universe is composed of hydrogen.

Hydrogen is the raw fuel that most stars 'burn' to produce energy. The same process, known as fusion, is being studied as a possible power source for use on earth. The sun's supply of hydrogen is expected to last another 5 billion years.

From the Greek word hydro (water), and genes (forming). Hydrogen was recognized as a distinct substance by Henry Cavendish in 1776. Diagram of a simple hydrogen atom.

Hydrogen is the most abundant of all elements in the universe. The heavier elements were originally made from hydrogen atoms or from other elements that were originally made from hydrogen atoms.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
2,2 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
2,3
Affinité électronique
0,75419 eV
Énergie d’ionisation (1re)
13,598435 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
États d’oxydation
−1, +1 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
1 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
1s1

Propriétés thermodynamiques

Point triple (température)
-259,3467 °C
Point triple (pression)
7041 Pa
Point critique (température)
-240,212 °C
Point critique (pression)
1,2858e+6 Pa
Enthalpie de fusion
0,00121262 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
0,00936933 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie d’atomisation
2,259398 eV
Enthalpie d’atomisation
2,259398 eV

Propriétés nucléaires

Protons
1 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
0 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
7 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
2 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Isotope le plus stable
H-1
Année de découverte
1766

Abondance

Abondance (croûte terrestre)
1400 mg/kg Comparer : Abondance (croûte terrestre) de tous les éléments →
Abondance (océan)
1,08 × 105 mg/L Comparer : Abondance (océan) de tous les éléments →

Structure cristalline

Paramètre de maille a
375 pm

Structure électronique

Électrons par couche
1 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
1333-74-0 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
2S1/2
InChI
InChI=1S/H
Clé InChI
YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 1
Électrons 1
Charge Neutre
Configuration H: 1s¹
Configuration électronique
Mesuré
1s¹
1s¹
Diagramme d’orbitales
1s
1/2 1↑
Nombre total d’électrons: 1 Non appariés: 1 ?

Modèle atomique

Protons 1
Neutrons 0
Électrons 1
Nombre de masse 1
Stabilité Stable

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

25 / 91 (7 7 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

199,9885%20,0115%Nombre de masseAbondance naturelle (%)
Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
1 Stable1,00782503223 ± 0,0000000000999,9885%Stable
2 Stable2,01410177812 ± 0,000000000120,0115%Stable
Mesuré

Phase / État

1 atm / 101,325 kPa
Gaz 25 °C (298,15 K)

Explication: 277,9 °C au-dessus du point d’ébullition (-252,87 °C)

Point de fusion -259,34 °C
Point d’ébullition -252,87 °C
Écart au-dessus du point d’ébullition 277,9 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide
Gaz
Fusion
Ébullition
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
-259,34 °C
Point d’ébullition Littérature scientifique
-252,87 °C
Phase actuelle Calculé
Gaz

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,00121262 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
0,00936933 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
0,08988 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Estimé
0,04120002 kg/m³

Estimée par la loi des gaz parfaits à la température actuelle

Données avancées

Point triple Littérature scientifique
-259,3467 °C
Point critique Littérature scientifique
-240,212 °C

Spectres atomiques

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
D I Isotope0364161341
H I 0568441535
T I Isotope0111111
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
D I Isotope078
H I 0106
T I Isotope010
Niveaux répertoriés par le NIST →
1 H 1.007975

Hydrogen — Visualiseur d’orbitales atomiques

1s1
Niveaux d’énergie 1
États d’oxydation -1, +1
HOMO 1s n=1 · l=0 · m=0
Hydrogen — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
1 H 1.007975

Hydrogen — Visualiseur de structure cristalline

Hexagonal primitif · Pearson hP2
Expérimental
Pearson hP2
N° de coord. 12
Compacité 74.048%
Aucune structure cristalline dans les conditions standard — gaz à 298 K, 1 atm
Structure de la phase solide à 293 K
Hydrogen — Aperçu du visualiseur de structure cristalline
Three.js se charge uniquement à la demande

Composés

H+
1,008 u
H
1,008 u
H-
1,008 u
H+
1,008 u
H+
2,014 u
H+
3,016 u
H
3,016 u
H
2,014 u
H-
3,016 u
H-
2,014 u
H-
1,008 u
H
1,008 u

Isotopes (2)

The ordinary isotope of hydrogen, H, is known as Protium, the other two isotopes are Deuterium (a proton and a neutron) and Tritium (a protron and two neutrons). Hydrogen is the only element whose isotopes have been given different names. Deuterium and Tritium are both used as fuel in nuclear fusion reactors. One atom of Deuterium is found in about 6000 ordinary hydrogen atoms.

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
1 Stable1,00782503223 ± 0,0000000000999,9885% ± 0,0070%Stable
stable
2 Stable2,01410177812 ± 0,000000000120,0115% ± 0,0070%Stable
stable
1 Stable
Masse atomique (u) 1,00782503223 ± 0,00000000009
Abondance naturelle 99,9885% ± 0,0070%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable
2 Stable
Masse atomique (u) 2,01410177812 ± 0,00000000012
Abondance naturelle 0,0115% ± 0,0070%
Demi-vie Stable
Mode de désintégration
stable

Raies spectrales

Longueur d’onde (nm)IntensitéDegré d’ionisationTypeTransitionPrécisionSource
383.5355892 nmN/DH Iemission2p 2P* → 9d 2DMesuréeNIST
383.5356424 nmN/DH Iemission2p 2P* → 9s 2SMesuréeNIST
383.53587 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
383.5361082 nmN/DH Iemission2s 2S → 9p 2P*MesuréeNIST
383.5361616 nmN/DH Iemission2s 2S → 9s 2SMesuréeNIST
383.5361673 nmN/DH Iemission2s 2S → 9p 2P*MesuréeNIST
383.53839 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
383.53909 nm30000H Iemission2 → 9MesuréeNIST
383.5409535 nmN/DH Iemission2p 2P* → 9d 2DMesuréeNIST
383.54096 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
383.5409732 nmN/DH Iemission2p 2P* → 9d 2DMesuréeNIST
383.5410263 nmN/DH Iemission2p 2P* → 9s 2SMesuréeNIST
388.9019815 nmN/DH Iemission2p 2P* → 8d 2DMesuréeNIST
388.9020595 nmN/DH Iemission2p 2P* → 8s 2SMesuréeNIST
388.90227 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
388.9024865 nmN/DH Iemission2s 2S → 8d 2DMesuréeNIST
388.9025152 nmN/DH Iemission2s 2S → 8p 2P*MesuréeNIST
388.9025154 nmN/DH Iemission2s 2S → 8d 2DMesuréeNIST
388.9025933 nmN/DH Iemission2s 2S → 8s 2SMesuréeNIST
388.9026017 nmN/DH Iemission2s 2S → 8p 2P*MesuréeNIST
388.90486 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
388.90557 nm70000H Iemission2 → 8MesuréeNIST
388.9074883 nmN/DH Iemission2p 2P* → 8d 2DMesuréeNIST
388.90749 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
388.9075172 nmN/DH Iemission2p 2P* → 8d 2DMesuréeNIST
388.9075951 nmN/DH Iemission2p 2P* → 8s 2SMesuréeNIST
397.0041763 nmN/DH Iemission2p 2P* → 7d 2DMesuréeNIST
397.0042976 nmN/DH Iemission2p 2P* → 7s 2SMesuréeNIST
397.00448 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
397.0047325 nmN/DH Iemission2s 2S → 7p 2P*MesuréeNIST
397.0048539 nmN/DH Iemission2s 2S → 7s 2SMesuréeNIST
397.004867 nmN/DH Iemission2s 2S → 7p 2P*MesuréeNIST
397.00719 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
397.00788 nm30000H Iemission2 → 7MesuréeNIST
397.0099002 nmN/DH Iemission2p 2P* → 7d 2DMesuréeNIST
397.00991 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
397.009945 nmN/DH Iemission2p 2P* → 7d 2DMesuréeNIST
397.0100663 nmN/DH Iemission2p 2P* → 7s 2SMesuréeNIST
410.1702284 nmN/DH Iemission2p 2P* → 6d 2DMesuréeNIST
410.1704339 nmN/DH Iemission2p 2P* → 6s 2SMesuréeNIST
410.17056 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
410.1707462 nmN/DH Iemission2s 2S → 6d 2DMesuréeNIST
410.1708218 nmN/DH Iemission2s 2S → 6p 2P*MesuréeNIST
410.1710277 nmN/DH Iemission2s 2S → 6s 2SMesuréeNIST
410.1710499 nmN/DH Iemission2s 2S → 6p 2P*MesuréeNIST
410.17346 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
410.17415 nm70000H Iemission2 → 6MesuréeNIST
410.17631 nmN/DH Iemission2p 2P* → 6d 2DMesuréeNIST
410.17632 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
410.176386 nmN/DH Iemission2p 2P* → 6d 2DMesuréeNIST
410.1765915 nmN/DH Iemission2p 2P* → 6s 2SMesuréeNIST
434.0426937 nmN/DH Iemission2p 2P* → 5d 2DMesuréeNIST
434.04309 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
434.0430904 nmN/DH Iemission2p 2P* → 5s 2SMesuréeNIST
434.0433568 nmN/DH Iemission2s 2S → 5p 2P*MesuréeNIST
434.0437554 nmN/DH Iemission2s 2S → 5s 2SMesuréeNIST
434.0437982 nmN/DH Iemission2s 2S → 5p 2P*MesuréeNIST
434.04634 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
434.0471 nm90000H Iemission2 → 5MesuréeNIST
434.0494419 nmN/DH Iemission2p 2P* → 5d 2DMesuréeNIST
434.04947 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
434.0495889 nmN/DH Iemission2p 2P* → 5d 2DMesuréeNIST
434.0499857 nmN/DH Iemission2p 2P* → 5s 2SMesuréeNIST
486.1278624 nmN/DH Iemission2p 2P* → 4d 2DMesuréeNIST
486.1283363 nmN/DH Iemission2s 2S → 4d 2DMesuréeNIST
486.12841 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
486.1286949 nmN/DH Iemission2s 2S → 4p 2P*MesuréeNIST
486.128837 nmN/DH Iemission2p 2P* → 4s 2SMesuréeNIST
486.1296711 nmN/DH Iemission2s 2S → 4s 2SMesuréeNIST
486.1297761 nmN/DH Iemission2s 2S → 4p 2P*MesuréeNIST
486.1325 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
486.1333 nm180000H Iemission2 → 4MesuréeNIST
486.1361516 nmN/DH Iemission2p 2P* → 4d 2DMesuréeNIST
486.13622 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
486.1365118 nmN/DH Iemission2p 2P* → 4d 2DMesuréeNIST
486.1374864 nmN/DH Iemission2p 2P* → 4s 2SMesuréeNIST
656.27097 nmN/DH Iemission2p 2P* → 3d 2DMesuréeNIST
656.2714 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
656.2722 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
656.272483 nmN/DH Iemission2s 2S → 3p 2P*MesuréeNIST
656.275181 nmN/DH Iemission2p 2P* → 3s 2SMesuréeNIST
656.276701 nmN/DH Iemission2s 2S → 3s 2SMesuréeNIST
656.277 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
656.277153 nmN/DH Iemission2s 2S → 3p 2P*MesuréeNIST
656.2795 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
656.2819 nm500000H Iemission2 → 3MesuréeNIST
656.285177 nmN/DH Iemission2p 2P* → 3d 2DMesuréeNIST
656.28533 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
656.2854 nmN/DH IemissionN/DMesuréeNIST
656.286734 nmN/DH Iemission2p 2P* → 3d 2DMesuréeNIST
656.290944 nmN/DH Iemission2p 2P* → 3s 2SMesuréeNIST

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
32 pm

Rayons de van der Waals

Bondi
120 pm
Alvarez
120 pm
UFF
288,6 pm
MM3
162 pm
Dreiding
319,5 pm
Rowland–Taylor
110 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
154 pm
Rayon métallique (C12)
78 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
105
Pettifor
103
Glawe
103

Échelles d’électronégativité

Ghosh
0
Miedema
5
Gunnarsson–Lundqvist
6
Robles–Bartolotti
5

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
4,5071 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
0 a.u.
C₆
6,499 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
6,51 Ha·Bohr6

Paramètres de Miedema

Volume molaire de Miedema
1,7 cm3/mol
Densité électronique de Miedema
3

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion13,99 K
Point d’ébullition20,27 K
Point critique (température)32,94 K
Point critique (pression)1,29 MPa
Point triple (température)13,8 K
Point triple (pression)7,04 kPa

Catégories d’états d’oxydation

+1 main
−1 main

Données de référence avancées

Constantes d’écran (1)
nOrbitaleσ
1s0
Détail des rayons cristallins (2)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
1I-24
1II-4
Modes de désintégration des isotopes (6)
IsotopeModeIntensité
3B-100%
4n100%
52n100%
6n—
63n—
72n—
Facteurs de diffusion des rayons X (501)
Énergie (eV)f₁f₂
10—0
10,1617—0
10,3261—0
10,4931—0
10,6628—0
10,8353—0
11,0106—0
11,1886—0
11,3696—0
11,5535—0

Données complémentaires

Sources

Sources of this element.

Hydrogen is estimated to make up more than 90% of all the atoms three quarters of the mass of the universe! This element is found in the stars, and plays an important part in powering the universe through both the proton-proton reaction and carbon-nitrogen cycle. Stellar hydrogen fusion processes release massive amounts of energy by combining hydrogens to form helium.

Production of hydrogen in the U.S. alone amounts to about 3 billion cubic feet per year. Hydrogen is prepared by

▸ steam on heated carbon,

▸ decomposition of certain hydrocarbons with heat,

▸ reaction of sodium or potassium hydroxide on aluminum

▸ electrolysis of water, or

▸ displacement from acids by certain metals.

Liquid hydrogen is important in cryogenics and in the study of superconductivity, as its melting point is only 20 degrees above absolute zero.

Tritium is readily produced in nuclear reactors and is used in the production of the hydrogen bomb.

Hydrogen is the primary component of Jupiter and the other gas giant planets. At some depth in the planet's interior the pressure is so great that solid molecular hydrogen is converted to solid metallic hydrogen.

In 1973, a group of Russian experimenters may have produced metallic hydrogen at a pressure of 2.8 Mbar. At the transition the density changed from 1.08 to 1.3 g/cm3. Earlier, in 1972, at Livermore, California, a group also reported on a similar experiment in which they observed a pressure-volume point centered at 2 Mbar. Predictions say that metallic hydrogen may be metastable; others have predicted it would be a superconductor at room temperature.

Références (1)

Isotopes in Forensic Science and Anthropology

Information on the use of this element's isotopes in forensic science and anthropology.

Measurements of relative 2H abundances are used to determine the breeding grounds of many species of migrant songbirds. These species of songbirds only grow their feathers before migration, and they grow them on or close to their breeding grounds. Therefore, the isotopic composition of a bird’s feathers correlates to the isotopic composition of the growing season’s precipitation [18] Z. D. Sharp, V. Atudorei, H. O. Panarello, J. Fernández, C. Douthitt. J. Archaeolog. Sci.30, 1709 (2003)., [19] K. A. Hobson. Oecologia120, 314 (1999)., [20] K. A. Hobson, L. I. Wassenaar. Oecologia.109, 142 (1996)..

Measurements of relative 2H abundances of human hair samples collected at archeological sites are used to determine the geographic region in which a subject lived based on the hydrogen isotopic composition of the water they drank. This is possible because hair stores a daily record of the hydrogen isotopic composition of intake water, which correlates to local meteoric water [18] Z. D. Sharp, V. Atudorei, H. O. Panarello, J. Fernández, C. Douthitt. J. Archaeolog. Sci.30, 1709 (2003)., [21] T. B. Coplen, H. Qi. Forensic Sci. Int.266, 222 (2016)..

Références (5)
  • [18] Z. D. Sharp, V. Atudorei, H. O. Panarello, J. Fernández, C. Douthitt. J. Archaeolog. Sci.30, 1709 (2003).
  • [19] K. A. Hobson. Oecologia120, 314 (1999).
  • [20] K. A. Hobson, L. I. Wassenaar. Oecologia.109, 142 (1996).
  • [21] T. B. Coplen, H. Qi. Forensic Sci. Int.266, 222 (2016).
  • [4] IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI) https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703

Références

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
H

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Hydrogen

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Note sur la licence: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Hydrogen

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Note sur la licence: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Hydrogen

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Hydrogen

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Hydrogen

This section provides all form of data related to element Hydrogen.

9 PubChem Elements
Hydrogen

The element property data was retrieved from publications.

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