Hydrogène

Page d'aide sur l'homonymie Cet article concerne l'élément chimique. Pour le corps simple H2, voir Dihydrogène. Pour la théorie quantique de l'atome d'hydrogène, voir Atome d'hydrogène.
Hydrogène
Liquid hydrogen bubblechamber.jpg
Hydrogène liquide dans une chambre à bulles.
HydrogèneHélium
  Structure cristalline hexagonale
 
1
H
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
H
Li
Tableau completTableau étendu
Informations générales
Nom, symbole, numéro Hydrogène, H, 1
Famille d'éléments Non-métal
Groupe, période, bloc 1, 1, s
Masse volumique 0,08988 g·L-1 (gaz, CNTP),

0,0708 kg·L-1 (liquide, −253 °C),

0,0706 kg·L-1 (solide, −262 °C) [1]
No CAS 1333-74-0
Propriétés atomiques
Masse atomique 1,00794 ± 0,00007 u [1], [2]
Rayon atomique (calc) 25 pm (53 pm)
Rayon de covalence 31 ± 5 pm [3]
Rayon de van der Waals 120 pm [4]
Configuration électronique 1 s1
Électrons par niveau d’énergie 1
État(s) d’oxydation -1, +1
Oxyde amphotère
Système cristallin Hexagonal
Divers
Électronégativité ( Pauling) 2,2
Énergies d’ionisation [5]
13,598443 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
1H 99,9885 % stable avec 0 neutrons
2H 0,0115 % stable avec 1 neutrons
3H traces ( syn.) 12,32 a β- 0,019 3He
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'hydrogène est l' élément chimique de numéro atomique 1, de symbole H. L'hydrogène présent sur Terre est presque entièrement constitué de l' isotope stable 1H (un proton, zéro neutron), mais comporte environ 0,01 % de 2H (un proton, un neutron), stable également. Un troisième isotope 3H (un proton, deux neutrons), instable, est produit dans les explosions nucléaires. Ces trois isotopes sont respectivement appelés protium, deutérium et tritium.

L'hydrogène peut avoir les nombres d'oxydation 0 ( dihydrogène H2 ou hydrogène métallique), +I (dans la plupart de ses composés chimiques) et –I (dans les hydrures métalliques). L'hydrogène est un élément électropositif, fréquemment ionisé à l'état H+ ou H3O+. Mais il forme aussi des liaisons covalentes, notamment dans l' eau et la matière organique.

L'hydrogène est le principal constituant du Soleil et de la plupart des étoiles (dont l' énergie provient de la fusion thermonucléaire de cet hydrogène), et de la matière interstellaire ou intergalactique. C'est un composant majeur des planètes géantes, sous forme métallique au cœur de Jupiter et de Saturne, et sous la forme de dihydrogène solide, liquide ou gazeux dans leurs couches plus externes et dans les autres planètes géantes. Sur Terre il est surtout présent à l'état d'eau liquide, solide ( glace) ou gazeuse ( vapeur d'eau), mais il se trouve aussi dans les émanations de certains volcans sous forme H2 et de méthane CH4.

Ce gaz a été mis en évidence par Cavendish en 1766, qui l'a appelé « air inflammable » parce qu'il brûle ou explose en présence de l'oxygène, où il forme de la vapeur d'eau. Lavoisier a désigné ce gaz par le nom hydrogène, composé du préfixe « hydro », du grec ὕδωρ (hudôr) signifiant « eau », et du suffixe « gène », du grec γεννᾰν (gennan), « engendrer » [6]. Il s'agit du gaz de formule chimique H2 dont le nom scientifique est désormais dihydrogène.

Le dihydrogène est toujours appelé « hydrogène » dans le langage courant.

Abondance

L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l' Univers : 75 % en masse et 92 % en nombre d'atomes. Il est présent en grande quantité dans les étoiles et les planètes gazeuses ; il est également le composant principal des nébuleuses et du gaz interstellaire.

Dans la croûte terrestre, l'hydrogène ne représente que 0,22 % des atomes, loin derrière l' oxygène (47 %) et le silicium (27 %) [7]. Il est rare également dans l' atmosphère terrestre, puisqu'il ne représente en volume que 0,55 ppm des gaz atmosphériques. Sur Terre, la source la plus commune d'hydrogène est l'eau, dont la molécule est constituée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d' oxygène ; l'hydrogène est surtout le principal constituant (en nombre d'atomes) de toute matière vivante, associé au carbone dans tous les composés organiques. Par exemple, l'hydrogène représente 63 % des atomes et 10 % de la masse du corps humain [7].

Sous de très faibles pressions, comme celles qui existent dans l' espace, l'hydrogène a tendance à exister sous forme d'atomes individuels car il n'entre pas en collision avec d'autres atomes pour se combiner. Les nuages d'hydrogène sont à la base du processus de la formation des étoiles.

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