← К таблице
H 1

Водород (H)

Неметалл
Период: 1 Группа: 1 Блок: s

Газ

Стандартный атомный вес

1.008 u [1,00784, 1,00811]

Электронная конфигурация

1s1

Температура плавления

-259.34 °C (13.81 K)

Температура кипения

-252.87 °C (20.28 K)

Плотность

0.08988 kg/m³

Степени окисления

−1, +1

Электроотрицательность (Полинг)

2.2

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

1766

Атомный радиус

25 pm

Дополнительно

Происхождение названия Греческое: hydro (вода) и genes (образующий)
Страна открытия Англия
Первооткрыватели Генри Кавендиш

Самый легкий химический элемент, водород, расположен над щелочными металлами, но при обычных условиях является неметаллом. Его единственный протон и один электрон делают его простейшим атомом и отправной точкой для значительной части химии. На Земле он обычно связан в воде и органическом веществе, тогда как в промышленности используется как химическое сырье, восстановитель, топливо и носитель энергии.

Бесцветный, без запаха газообразный химический элемент. Легчайший и наиболее распространённый элемент во Вселенной. Содержится в воде и во всех органических соединениях. Химически реагирует с большинством элементов. Открыт Генри Кавендишем в 1776 году.

Название происходит от греческих hydro, означающего «вода», и genes, «образующий», поскольку он при горении в воздухе образует воду. Водород был открыт английским физиком Генри Кавендишем в 1766 году.

Ученые производили водород в течение многих лет до того, как его признали элементом. Письменные источники указывают, что Роберт Бойль получал водород уже в 1671 году, экспериментируя с железом и кислотами. Водород был впервые признан отдельным элементом Генри Кавендишем в 1766 году. Состоящий из одного протона и одного электрона, водород является простейшим и самым распространенным элементом во Вселенной. Оценивается, что 90% видимой Вселенной состоит из водорода.

Водород — это сырьевой топливный материал, который большинство звезд «сжигают» для получения энергии. Тот же процесс, известный как термоядерный синтез, изучается как возможный источник энергии для использования на Земле. Ожидается, что запасов водорода на Солнце хватит еще на 5 миллиардов лет.

От греческого слова hydro (вода) и genes (образующий). Водород был признан отдельным веществом Генри Кавендишем в 1776 году. Схема простого атома водорода.

Водород — самый распространенный из всех элементов во Вселенной. Более тяжелые элементы первоначально были образованы из атомов водорода или из других элементов, которые первоначально были образованы из атомов водорода.

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.) 25 pm
Ковалентный радиус 31 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 120 pm
Плотность
Молярный объём 0.0141 L/mol
Агрегатное состояние (НУ) gas
Температура плавления -259.34 °C
Температура кипения -252.87 °C
Теплопроводность 0.181 Вт/(м·К)
Удельная теплоёмкость 14.304 Дж/(г·К)
Молярная теплоёмкость 28.836 Дж/(моль·К)
Кристаллическая структура hcp

Химические

Электроотрицательность (Полинг) 2.2
Электроотрицательность (Аллен) 2.3
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Степени окисления −1, +1
Валентные электроны 1
Электронная конфигурация
Электронная конфигурация (сокр.)

Термодинамические

Тройная точка (температура) -259.3467 °C
Тройная точка (давление) 7041 Pa
Критическая точка (температура) -240.212 °C
Критическая точка (давление) 1.285800e+6 Pa
Теплота плавления 0.00121262 eV
Теплота парообразования 0.00936933 eV
Теплота атомизации 2.259398 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Стабильные изотопы 2
Год открытия 1766

Распространённость

Распространённость (земная кора) 1400 мг/кг
Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a 375 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке 1

Идентификаторы

Номер CAS 1333-74-0
Термный символ
InChI InChI=1S/H
InChI Key YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Measured

Заряд иона
Протоны 1
Электроны 1
Заряд Neutral
Конфигурация H: 1s¹
Electron configuration
Measured
1s¹
1s¹
Orbital diagram
1s
1/2 1↑
Всего электронов: 1 Неспаренных: 1 ?

Модель атома

Protons 1
Neutrons 0
Electrons 1
Mass number 1
Stability Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

25 / 91 (7 with intensity)
Measured
Испускание Видимый: 380–750 нм

Распределение изотопов

199.9885%20.0115%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
1 Стабильный1,00782503223 ± 0,0000000000999.9885%Стабильный
2 Стабильный2,01410177812 ± 0,000000000120.0115%Стабильный
Measured

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Газообразное 25 °C (298.15 K)

Причина: на 277.9 °C выше точки кипения (-252.87 °C)

Температура плавления -259.34 °C
Температура кипения -252.87 °C
Выше точки кипения на 277.9 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid
Liquid
Gas
Melting
Boiling
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature
-259.34 °C
Температура кипения Literature
-252.87 °C
Текущая фаза Calculated
Газообразное

Энергии переходов

Теплота плавления Literature
0.00121262 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature
0.00936933 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Плотность

Справочная плотность Literature
0.08988 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Estimated
0.04120002 kg/m³

Расчёт по уравнению идеального газа при текущей T

Дополнительно

Тройная точка Literature
-259.3467 °C
Критическая точка Literature
-240.212 °C

Атомные спектры

Состав спектральных линий ?

IonЗарядTotal linesTransition probabilitiesLevel designations
D I Изотоп0364161341
H I 0568441535
T I Изотоп0111111
NIST Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядLevels
D I Изотоп078
H I 0106
T I Изотоп010
NIST Levels Holdings →
1 H 1.007975

Hydrogen — Визуализатор атомных орбиталей

1s1
Уровни энергии 1
Степени окисления -1, +1
HOMO 1s n=1 · l=0 · m=0
Hydrogen — превью визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
1 H 1.007975

Hydrogen — Визуализатор кристаллической структуры

Primitive Hexagonal · Pearson hP2
Экспериментальные
Pearson hP2
Коорд. № 12
Упаковка 74.048%
При нормальных условиях газ — кристаллическая структура отсутствует
Структура твёрдой фазы при 293 K
Hydrogen — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Соединения

H+
1.008 а.е.м.
H
1.008 а.е.м.
H-
1.008 а.е.м.
H+
1.008 а.е.м.
H+
2.014 а.е.м.
H+
3.016 а.е.м.
H
3.016 а.е.м.
H
2.014 а.е.м.
H-
3.016 а.е.м.
H-
2.014 а.е.м.
H-
1.008 а.е.м.
H
1.008 а.е.м.

Изотопы (2)

Обычный изотоп водорода, H, известен как протий; два других изотопа — дейтерий (протон и нейтрон) и тритий (протон и два нейтрона). Водород — единственный элемент, изотопы которого получили разные названия. Дейтерий и тритий используются как топливо в термоядерных реакторах. Один атом дейтерия приходится примерно на 6000 обычных атомов водорода.

Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
1 Стабильный1,00782503223 ± 0,0000000000999.9885% ± 0.0070%Стабильный
stable
2 Стабильный2,01410177812 ± 0,000000000120.0115% ± 0.0070%Стабильный
stable
1 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 1,00782503223 ± 0,00000000009
Природная распространённость 99.9885% ± 0.0070%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
2 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 2,01410177812 ± 0,00000000012
Природная распространённость 0.0115% ± 0.0070%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Спектральные линии

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтадия ионизацииТипПереходТочностьИсточник
383.5355892 нмN/AH Iemission2p 2P* → 9d 2DИзмереноNIST
383.5356424 нмN/AH Iemission2p 2P* → 9s 2SИзмереноNIST
383.53587 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
383.5361082 нмN/AH Iemission2s 2S → 9p 2P*ИзмереноNIST
383.5361616 нмN/AH Iemission2s 2S → 9s 2SИзмереноNIST
383.5361673 нмN/AH Iemission2s 2S → 9p 2P*ИзмереноNIST
383.53839 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
383.53909 нм30000H Iemission2 → 9ИзмереноNIST
383.5409535 нмN/AH Iemission2p 2P* → 9d 2DИзмереноNIST
383.54096 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
383.5409732 нмN/AH Iemission2p 2P* → 9d 2DИзмереноNIST
383.5410263 нмN/AH Iemission2p 2P* → 9s 2SИзмереноNIST
388.9019815 нмN/AH Iemission2p 2P* → 8d 2DИзмереноNIST
388.9020595 нмN/AH Iemission2p 2P* → 8s 2SИзмереноNIST
388.90227 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
388.9024865 нмN/AH Iemission2s 2S → 8d 2DИзмереноNIST
388.9025152 нмN/AH Iemission2s 2S → 8p 2P*ИзмереноNIST
388.9025154 нмN/AH Iemission2s 2S → 8d 2DИзмереноNIST
388.9025933 нмN/AH Iemission2s 2S → 8s 2SИзмереноNIST
388.9026017 нмN/AH Iemission2s 2S → 8p 2P*ИзмереноNIST
388.90486 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
388.90557 нм70000H Iemission2 → 8ИзмереноNIST
388.9074883 нмN/AH Iemission2p 2P* → 8d 2DИзмереноNIST
388.90749 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
388.9075172 нмN/AH Iemission2p 2P* → 8d 2DИзмереноNIST
388.9075951 нмN/AH Iemission2p 2P* → 8s 2SИзмереноNIST
397.0041763 нмN/AH Iemission2p 2P* → 7d 2DИзмереноNIST
397.0042976 нмN/AH Iemission2p 2P* → 7s 2SИзмереноNIST
397.00448 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
397.0047325 нмN/AH Iemission2s 2S → 7p 2P*ИзмереноNIST
397.0048539 нмN/AH Iemission2s 2S → 7s 2SИзмереноNIST
397.004867 нмN/AH Iemission2s 2S → 7p 2P*ИзмереноNIST
397.00719 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
397.00788 нм30000H Iemission2 → 7ИзмереноNIST
397.0099002 нмN/AH Iemission2p 2P* → 7d 2DИзмереноNIST
397.00991 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
397.009945 нмN/AH Iemission2p 2P* → 7d 2DИзмереноNIST
397.0100663 нмN/AH Iemission2p 2P* → 7s 2SИзмереноNIST
410.1702284 нмN/AH Iemission2p 2P* → 6d 2DИзмереноNIST
410.1704339 нмN/AH Iemission2p 2P* → 6s 2SИзмереноNIST
410.17056 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
410.1707462 нмN/AH Iemission2s 2S → 6d 2DИзмереноNIST
410.1708218 нмN/AH Iemission2s 2S → 6p 2P*ИзмереноNIST
410.1710277 нмN/AH Iemission2s 2S → 6s 2SИзмереноNIST
410.1710499 нмN/AH Iemission2s 2S → 6p 2P*ИзмереноNIST
410.17346 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
410.17415 нм70000H Iemission2 → 6ИзмереноNIST
410.17631 нмN/AH Iemission2p 2P* → 6d 2DИзмереноNIST
410.17632 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
410.176386 нмN/AH Iemission2p 2P* → 6d 2DИзмереноNIST
410.1765915 нмN/AH Iemission2p 2P* → 6s 2SИзмереноNIST
434.0426937 нмN/AH Iemission2p 2P* → 5d 2DИзмереноNIST
434.04309 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
434.0430904 нмN/AH Iemission2p 2P* → 5s 2SИзмереноNIST
434.0433568 нмN/AH Iemission2s 2S → 5p 2P*ИзмереноNIST
434.0437554 нмN/AH Iemission2s 2S → 5s 2SИзмереноNIST
434.0437982 нмN/AH Iemission2s 2S → 5p 2P*ИзмереноNIST
434.04634 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
434.0471 нм90000H Iemission2 → 5ИзмереноNIST
434.0494419 нмN/AH Iemission2p 2P* → 5d 2DИзмереноNIST
434.04947 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
434.0495889 нмN/AH Iemission2p 2P* → 5d 2DИзмереноNIST
434.0499857 нмN/AH Iemission2p 2P* → 5s 2SИзмереноNIST
486.1278624 нмN/AH Iemission2p 2P* → 4d 2DИзмереноNIST
486.1283363 нмN/AH Iemission2s 2S → 4d 2DИзмереноNIST
486.12841 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
486.1286949 нмN/AH Iemission2s 2S → 4p 2P*ИзмереноNIST
486.128837 нмN/AH Iemission2p 2P* → 4s 2SИзмереноNIST
486.1296711 нмN/AH Iemission2s 2S → 4s 2SИзмереноNIST
486.1297761 нмN/AH Iemission2s 2S → 4p 2P*ИзмереноNIST
486.1325 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
486.1333 нм180000H Iemission2 → 4ИзмереноNIST
486.1361516 нмN/AH Iemission2p 2P* → 4d 2DИзмереноNIST
486.13622 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
486.1365118 нмN/AH Iemission2p 2P* → 4d 2DИзмереноNIST
486.1374864 нмN/AH Iemission2p 2P* → 4s 2SИзмереноNIST
656.27097 нмN/AH Iemission2p 2P* → 3d 2DИзмереноNIST
656.2714 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
656.2722 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
656.272483 нмN/AH Iemission2s 2S → 3p 2P*ИзмереноNIST
656.275181 нмN/AH Iemission2p 2P* → 3s 2SИзмереноNIST
656.276701 нмN/AH Iemission2s 2S → 3s 2SИзмереноNIST
656.277 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
656.277153 нмN/AH Iemission2s 2S → 3p 2P*ИзмереноNIST
656.2795 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
656.2819 нм500000H Iemission2 → 3ИзмереноNIST
656.285177 нмN/AH Iemission2p 2P* → 3d 2DИзмереноNIST
656.28533 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
656.2854 нмN/AH IemissionN/AИзмереноNIST
656.286734 нмN/AH Iemission2p 2P* → 3d 2DИзмереноNIST
656.290944 нмN/AH Iemission2p 2P* → 3s 2SИзмереноNIST

Расширенные свойства

Ковалентные радиусы (расш.)

Ковалентный радиус (Пюккё)  

Радиусы Ван-дер-Ваальса

Bondi  
Alvarez  
UFF  
MM3  
Dreiding  
Rowland–Taylor  

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (Рам)  
Металлический радиус (C12)  

Шкалы нумерации

Mendeleev
Pettifor
Glawe

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
Miedema
Gunnarsson–Lundqvist
Robles–Bartolotti

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость  
Дипольная поляризуемость (погр.)  
C₆  
C₆ (Gould–Bučko)  

Параметры Мидемы

Молярный объём Мидемы  
Электронная плотность Мидемы

Фазовые переходы и аллотропы

Температура плавления13.99 K
Температура кипения20.27 K
Критическая точка (температура)32.94 K
Критическая точка (давление)1.29 MPa
Тройная точка (температура)13.8 K
Тройная точка (давление)7.04 kPa

Категории степеней окисления

+1 main
−1 main

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (1)
nОрбитальσ
1s0
Детализация кристаллических радиусов (2)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
1I-24
1II-4
Режимы распада изотопов (6)
ИзотопРежимИнтенсивность
3B-100%
4n100%
52n100%
6n
63n
72n
Факторы рассеяния X‑лучей (501)
Энергия (eV)f₁f₂
100
10.16170
10.32610
10.49310
10.66280
10.83530
11.01060
11.18860
11.36960
11.55350

Дополнительные данные

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.

Источники (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] [18] Z. D. Sharp, V. Atudorei, H. O. Panarello, J. Fernández, C. Douthitt. J. Archaeolog. Sci.30, 1709 (2003).[18] Z. D. Sharp, V. Atudorei, H. O. Panarello, J. Fernández, C. Douthitt. J. Archaeolog. Sci.30, 1709 (2003)., [19] [19] K. A. Hobson. Oecologia120, 314 (1999).[19] K. A. Hobson. Oecologia120, 314 (1999)., [20] [20] K. A. Hobson, L. I. Wassenaar. Oecologia.109, 142 (1996).[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] [18] Z. D. Sharp, V. Atudorei, H. O. Panarello, J. Fernández, C. Douthitt. J. Archaeolog. Sci.30, 1709 (2003).[18] Z. D. Sharp, V. Atudorei, H. O. Panarello, J. Fernández, C. Douthitt. J. Archaeolog. Sci.30, 1709 (2003)., [21] [21] T. B. Coplen, H. Qi. Forensic Sci. Int.266, 222 (2016).[21] T. B. Coplen, H. Qi. Forensic Sci. Int.266, 222 (2016)..

Источники (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

Источники

(9)
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.

Примечание к лицензии: 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/

Примечание к лицензии: 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.

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.