H 1

Hydrogen (H)

nonmetal
주기: 1 족: 1 블록: s

Gas

표준 원자량

1.008 u [1.00784, 1.00811]

전자 배치

1s1

녹는점

-259.34 °C

끓는점

-252.87 °C

밀도

0.08988 kg/m³

산화 상태

−1, +1

전기 음성도(Pauling)

2.2

제1 이온화 에너지

13.598435 eV

발견 연도

1766

원자 반지름

25 pm

상세 정보

이름의 유래 Greek: hydro (water) and genes (generate)
발견 국가 England
발견자 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 The heavier elements were originally made from hydrogen atoms or from other elements that were originally made from hydrogen atoms.

이미지

특성

물리적 특성

원자 반지름(경험값)
25 pm 모든 원소의 원자 반지름(경험값) 비교 →
공유 결합 반지름
31 pm 모든 원소의 공유 결합 반지름 비교 →
반데르발스 반지름
120 pm 모든 원소의 반데르발스 반지름 비교 →
밀도
0.08988 kg/m³ 모든 원소의 밀도 비교 →
몰 부피
0.0141 L/mol
STP에서의 상
기체 모든 원소의 STP에서의 상 비교 →
녹는점
-259.34 °C 모든 원소의 녹는점 비교 →
끓는점
-252.87 °C 모든 원소의 끓는점 비교 →
열전도율
0.181 W/(m·K) 모든 원소의 열전도율 비교 →
비열
14.304 J/(g·K) 모든 원소의 비열 비교 →
몰 열용량
28.836 J/(mol·K) 모든 원소의 몰 열용량 비교 →
결정 구조
육방 조밀 충전 모든 원소의 결정 구조 비교 →

화학적 특성

전기 음성도(Pauling)
2.2 모든 원소의 전기 음성도(Pauling) 비교 →
전기 음성도(Allen)
2.3
전자 친화도
0.75419 eV
제1 이온화 에너지
13.598435 eV 모든 원소의 제1 이온화 에너지 비교 →
산화 상태
−1, +1 모든 원소의 산화 상태 비교 →
원자가 전자
1 모든 원소의 원자가 전자 비교 →
전자 배치
1s1

열역학적 특성

삼중점(온도)
-259.3467 °C
삼중점(압력)
7041 Pa
임계점(온도)
-240.212 °C
임계점(압력)
1.2858e+6 Pa
융해열
0.00121262 eV 모든 원소의 융해열 비교 →
기화열
0.00936933 eV 모든 원소의 기화열 비교 →
원자화열
2.259398 eV
원자화 엔탈피
2.259398 eV

핵 특성

양성자 수
1 모든 원소의 양성자 수 비교 →
중성자 수
0 모든 원소의 중성자 수 비교 →
알려진 동위원소 수
7 모든 원소의 알려진 동위원소 수 비교 →
안정 동위원소 수
2 모든 원소의 안정 동위원소 수 비교 →
가장 안정한 동위원소
H-1
발견 연도
1766

존재비

존재비(지각)
1400 mg/kg 모든 원소의 존재비(지각) 비교 →
존재비(해양)
1.08 × 105 mg/L 모든 원소의 존재비(해양) 비교 →

결정 구조

격자 상수 a
375 pm

전자 구조

전자껍질별 전자 수
1 모든 원소의 전자껍질별 전자 수 비교 →

식별자

CAS 등록 번호
1333-74-0 모든 원소의 CAS 등록 번호 비교 →
항 기호
2S1/2
InChI
InChI=1S/H
InChI 키
YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N

전자 배치 측정값

이온 전하
양성자 1
전자 1
전하 중성
배치 H: 1s¹
전자 배치
측정값
1s¹
1s¹
오비탈 도표
1s
1/2 1↑
총 전자 수: 1 홀전자: 1 ?

원자 모형

양성자 1
중성자 0
전자 1
질량수 1
안정성 안정

동위원소에 따라 중성자 수, 질량, 안정성은 달라지지만, 중성 원자의 전자 배치는 달라지지 않습니다.

개략적인 원자 모형이며 실제 비율과 다릅니다.

원자 지문

방출 / 흡수 스펙트럼

25 / 91 (7 세기 정보가 있는 선 7개)
측정값
방출 가시광선: 380–750 nm

동위원소 분포

199.9885%20.0115%질량수천연 존재비(%)
질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기
1 안정1.00782503223 ± 0.0000000000999.9885%안정
2 안정2.01410177812 ± 0.000000000120.0115%안정
측정값

상 / 상태

1 atm / 101.325 kPa
기체 25 °C (298.15 K)

이유: 끓는점(-252.87 °C)보다 277.9 °C 높음

녹는점 -259.34 °C
끓는점 -252.87 °C
끓는점 초과 온도 277.9 °C
0 K 현재 온도: 25 °C 6000 K
상 변화 도표

개략도이며 실제 비율과 다름

고체
액체
기체
녹는점
끓는점
25°C
고체
액체
기체
현재

상전이점

녹는점 문헌값
-259.34 °C
끓는점 문헌값
-252.87 °C
현재 상 계산값
기체

전이 에너지

융해열 문헌값
0.00121262 eV

녹는점에서 1 mol을 녹이는 데 필요한 에너지

기화열 문헌값
0.00936933 eV

끓는점에서 1 mol을 기화시키는 데 필요한 에너지

밀도

기준 밀도 문헌값
0.08988 kg/m³

표준 조건에서

현재 밀도 추정값
0.04120002 kg/m³

현재 온도 T에서 이상 기체 법칙으로 추정

심화

삼중점 문헌값
-259.3467 °C
임계점 문헌값
-240.212 °C

원자 스펙트럼

보유 스펙트럼선 데이터 ?

이온전하총 스펙트럼선 수전이 확률준위 표기
D I 동위원소0364161341
H I 0568441535
T I 동위원소0111111
NIST 보유 스펙트럼선 데이터 →

보유 에너지 준위 데이터 ?

이온전하준위
D I 동위원소078
H I 0106
T I 동위원소010
NIST 보유 에너지 준위 데이터 →
1 H 1.007975

Hydrogen — 원자 오비탈 시각화 도구

1s1
에너지 준위 1
산화 상태 -1, +1
HOMO 1s n=1 · l=0 · m=0
Hydrogen — 원자 오비탈 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다
1 H 1.007975

Hydrogen — 결정 구조 시각화 도구

원시 육방 · 피어슨 기호 hP2
실험 기반
피어슨 기호 hP2
배위수 12
충전율 74.048%
표준 조건에서 결정 구조 없음 — 298 K, 1 atm에서 기체
293 K에서의 고체상 구조
Hydrogen — 결정 구조 시각화 도구 미리보기
Three.js는 요청할 때만 불러옵니다

화합물

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

동위원소 (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.

질량수원자 질량(u)천연 존재비반감기붕괴 방식
1 안정1.00782503223 ± 0.0000000000999.9885% ± 0.0070%안정
stable
2 안정2.01410177812 ± 0.000000000120.0115% ± 0.0070%안정
stable
1 안정
원자 질량(u) 1.00782503223 ± 0.00000000009
천연 존재비 99.9885% ± 0.0070%
반감기 안정
붕괴 방식
stable
2 안정
원자 질량(u) 2.01410177812 ± 0.00000000012
천연 존재비 0.0115% ± 0.0070%
반감기 안정
붕괴 방식
stable

스펙트럼선

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

확장 특성

공유 결합 반지름(확장)

공유 결합 반지름(Pyykkö)
32 pm

반데르발스 반지름

Bondi
120 pm
Alvarez
120 pm
UFF
288.6 pm
MM3
162 pm
Dreiding
319.5 pm
Rowland–Taylor
110 pm

원자 및 금속 반지름

원자 반지름(Rahm)
154 pm
금속 반지름(C12)
78 pm

번호 척도

Mendeleev
105
Pettifor
103
Glawe
103

전기 음성도 척도

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

분극률 및 분산

쌍극자 분극률
4.5071 a.u.
쌍극자 분극률(불확도)
0 a.u.
C₆
6.499 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
6.51 Ha·Bohr6

미데마 매개변수

미데마 몰 부피
1.7 cm3/mol
미데마 전자 밀도
3

상전이 및 동소체

녹는점13.99 K
끓는점20.27 K
임계점(온도)32.94 K
임계점(압력)1.29 MPa
삼중점(온도)13.8 K
삼중점(압력)7.04 kPa

산화 상태 분류

+1 main
−1 main

심화 참고 데이터

차폐 상수 (1)
n오비탈σ
1s0
결정 반지름 상세 정보 (2)
전하CN스핀rcrystal (pm)기원
1I-24
1II-4
동위원소 붕괴 방식 (6)
동위원소모드세기
3B-100%
4n100%
52n100%
6n—
63n—
72n—
X선 산란 인자 (501)
에너지 (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

추가 데이터

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.

참고 문헌 (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)..

참고 문헌 (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

참고 문헌

(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.

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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/

라이선스 안내: 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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