Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe hydrogène parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Taille, à l’échelle
Rayon de 53 pm — soit 0,053 nm ; il en faudrait donc environ 9,43 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Hydrogène est liquide dans une plage de 6 K, de 14 K à 20 K.
L’histoire
L’hydrogène est l’élément le plus simple et le plus abondant de l’Univers : il constitue environ 75 % de toute la matière ordinaire. Avec un seul proton et un seul électron, il sert de bloc de construction fondamental à partir duquel tous les autres éléments se forment au cœur des étoiles.
Dans les conditions normales, l’hydrogène se présente sous forme de gaz diatomique incolore, inodore et insipide (H₂). C’est l’élément le plus léger et sa masse volumique est 14 fois inférieure à celle de l’air, ce qui fait rapidement monter les ballons remplis d’hydrogène. L’élément devient liquide à une température extrêmement basse de -253 °C (-423 °F) et solide à -259 °C (-434 °F).
L’hydrogène présente un comportement chimique unique : il agit à la fois comme agent réducteur et agent oxydant, selon les conditions de réaction. Il forme facilement des liaisons covalentes avec les non-métaux et des composés ioniques avec les métaux actifs. L’énergie de liaison H-H de 436 kJ/mol rend H₂ relativement stable, ce qui nécessite une énergie d’activation pour la plupart des réactions.
Protium (¹H) : abondance de 99,985 % - l’hydrogène « normal » sans neutron
Deutérium (²H ou D) : abondance de 0,015 % - « hydrogène lourd » avec un neutron, utilisé dans la fusion nucléaire
Tritium (³H ou T) : quantités à l’état de traces - radioactif, avec deux neutrons et une demi-vie de 12,3 ans
Applications
Manipulation
GAZ INFLAMMABLE - RISQUE D’INCENDIE EXTRÊME
Fuite de gaz :
Incendie :
Exposition cryogénique :
Réponses rapides
Hydrogène (symbole H) est l’élément 1 du tableau périodique, un Non-métal de la période 1, du groupe 1. L’atome le plus simple qui soit — un proton, un électron — et environ 90 % de chaque atome de l’Univers. À température ambiante, c’est un gaz.
1s¹ ; elle comporte 1 couche occupée, avec la répartition 1.Hydrogène fond à 14 K (-259.1 °C) et bout à 20.3 K (-252.9 °C).
La masse atomique standard de Hydrogène est de 1.008 u. Il s’agit d’une moyenne pondérée de ses isotopes présents naturellement, ce qui explique qu’elle soit rarement un nombre entier.
Hydrogène est un gaz à température ambiante ; sa masse volumique est d’environ 0.09 g/L à 0 °C et 1 atm — il est donc approximativement plus léger que l’air.
Hydrogène a une électronégativité de Pauling de 2.2. L’échelle va de 0.70 (le francium, le moins attiré par les électrons) à 3.98 (le fluor, le plus attiré). Les valeurs de cette plage intermédiaire tendent à former des liaisons covalentes plutôt que des liaisons fortement ioniques.
Hydrogène a été découvert en 1766 par Henry Cavendish. Il porte le nom de grec hydro + genes, « qui forme l’eau ».
Hydrogène constitue environ 0.14 % de la croûte terrestre — suffisamment courant pour être extrait à grande échelle.