1 H Hydrogène 1.008
Non-métal s-block Period 1 Group 1

Hydrogène

H · Element 1 · Alkali metals

The simplest atom there is — one proton, one electron — and about 90% of every atom in the universe.

ÉTAT À 20°C Gaz
MASSE ATOMIQUE 1.008 u
ELECTRON CONFIGURATION 1s¹
All 118 2He

Structure

L’atome de hydrogène

Ce n’est pas un diagramme de points sur des anneaux — c’est un échantillon de Monte-Carlo de la masse volumique de probabilité réelle |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.

Nuage orbital

Valeurs mesurées

Fiche de propriétés

Chaque barre montre où se situe hydrogène parmi les 118 éléments pour cette propriété.

Physique

Densité 8.99e-5 g/cm³ 0%
Point de Fusion 14 K 1%
Point d'Ébullition 20.3 K 1%
Chaleur spécifique 14.304 J/g·K
Conductivité Thermique 0.18 W/m·K 11%

Atomique

Rayon Atomique 53 pm 3%
Rayon covalent 31 pm
Rayon de Van der Waals 120 pm

Électronique

Électronégativité 2.2 78%
Énergie d’ionisation 1312.2 kJ/mol 94%
Affinité Électronique 72.4 kJ/mol 57%

Présence

Abondance dans la croûte 1400 mg/kg 91%

Identité

SymboleH
Numéro atomique1
Masse atomique1.008 u
CatégorieNon-métal
Blocs
Structure cristallinehexagonal
États d’oxydation-1, +1
Découverte1766
Découvert parHenry Cavendish

Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites et non mesurées.

Taille, à l’échelle

How big is a hydrogène atom?

Radius 53 pm — that is 0.053 nm, so about 9434 million of them side by side would span a millimetre.

Plage thermique

Solid, liquid, gas — and when

Hydrogène is liquid over a 6 K window, from 14 K to 20 K.

Où il se situe

Position dans le tableau

Hydrogène sits in period 1, group 1. Everything in group 1 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.

OTHER NON-MÉTAUX

6C 7N 8O 15P 16S 34Se
All non-métaux

L’histoire

Ce qu’est hydrogène et comment nous l’avons découvert

L’élément fondateur de l’Univers

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 sont forgés au cœur des étoiles.

Propriétés physiques

Dans les conditions normales, l’hydrogène existe sous forme de gaz diatomique incolore, inodore et insipide (H₂). C’est l’élément le plus léger, avec une masse volumique 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).

Caractéristiques chimiques

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 réactifs. L’énergie de liaison H-H, de 436 kJ/mol, rend H₂ relativement stable ; la plupart des réactions nécessitent donc une énergie d’activation.

Variétés isotopiques

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

À quoi sert hydrogène

Applications industrielles révolutionnaires

🚀 Technologies spatiales et énergétiques

  • Carburant pour fusées : l’hydrogène liquide propulse le Space Launch System de la NASA et les étages supérieurs du Starship de SpaceX, offrant l’impulsion spécifique (rendement) la plus élevée de tous les carburants chimiques
  • Piles à combustible : les véhicules Toyota Mirai et Hyundai NEXO utilisent des piles à combustible à hydrogène, qui convertissent H₂ + O₂ → H₂O + électricité sans émissions
  • Stockage d’énergie verte : l’excédent d’énergie renouvelable permet d’électrolyser l’eau pour produire de l’hydrogène destiné à une production d’électricité ultérieure

🏭 Fabrication de produits chimiques

  • Production d’ammoniac (procédé Haber) : N₂ + 3H₂ → 2NH₃ à 450 °C et 200 atmosphères, produisant 175 millions de tonnes par an pour les engrais
  • Synthèse du méthanol : CO + 2H₂ → CH₃OH à l’aide de catalyseurs cuivre-zinc à 250 °C, pour fabriquer des plastiques et des carburants
  • Hydrogénation : conversion des graisses insaturées en graisses saturées lors de la production de margarine et de graisses alimentaires, à l’aide de catalyseurs au nickel
  • Hydrocraquage : décomposition des molécules lourdes du pétrole en essence et en gazole à l’aide d’hydrogène à 400 °C et à plus de 100 atmosphères

🔬 Technologies avancées

  • Fabrication de semi-conducteurs : l’hydrogène ultrap pur crée des atmosphères réductrices pour la production de puces en silicium
  • Procédé du verre flotté : une atmosphère d’hydrogène et d’azote empêche l’oxydation lors de la fabrication du verre à vitres
  • Traitement des métaux : l’hydrogène réduit les oxydes métalliques en métaux purs : CuO + H₂ → Cu + H₂O
  • Soudage : le soudage à l’hydrogène atomique atteint 4000 °C en recombinant les atomes H au point de soudage

Manipulation

Sécurité

Informations complètes sur la sécurité

⚠️ Principaux dangers

GAZ INFLAMMABLE - RISQUE D’INCENDIE EXTRÊME

  • Plage d’inflammabilité : 4-75 % dans l’air (la plus large de tous les gaz)
  • Température d’auto-inflammation : 500 °C (932 °F)
  • Vitesse de flamme : jusqu’à 3,46 m/s - combustion extrêmement rapide
  • Flamme invisible : l’hydrogène brûle avec une flamme bleu pâle presque invisible à la lumière du jour

🛡️ Limites d’exposition de l’OSHA

  • Aucune limite d’exposition établie - l’hydrogène est physiologiquement inerte
  • Risque d’asphyxie : des concentrations supérieures à 25 % peuvent déplacer l’oxygène
  • Asphyxiant simple : dangereux dans les espaces confinés en raison du déplacement de l’oxygène

🧤 Équipements de protection individuelle

  • Protection des yeux : lunettes de sécurité ou écran facial pour l’hydrogène liquide
  • Protection de la peau : gants thermiquement isolants pour l’hydrogène liquide cryogénique
  • Protection respiratoire : appareil respiratoire autonome à des concentrations supérieures à 10 %
  • Vêtements : amples pour éviter l’accumulation d’électricité statique ; aucun matériau synthétique

📦 Exigences de stockage

  • Stockage sous forme gazeuse : bouteilles en acier sous une pression de 150-200 bar
  • Stockage sous forme liquide : réservoirs Dewar à double paroi et isolation sous vide, à -253 °C
  • Emplacement : zones bien ventilées, éloignées des sources d’inflammation
  • Mise à la terre : tous les équipements doivent être mis à la terre pour éviter les décharges électrostatiques
  • Détection : capteurs d’hydrogène requis (à perle catalytique ou à conductivité thermique)

🚨 Procédures d’urgence

Fuite de gaz :

  • Évacuer immédiatement la zone - l’hydrogène monte et s’accumule au niveau du plafond
  • Éliminer toutes les sources d’inflammation dans un rayon de 50 pieds
  • Ventiler la zone du haut vers le bas
  • Utiliser uniquement des outils ne produisant pas d’étincelles

Incendie :

  • NE PAS éteindre les flammes d’hydrogène sauf si la source peut être arrêtée
  • Refroidir les équipements environnants avec un jet d’eau
  • Se retirer immédiatement si le bruit du récipient change ou si sa couleur se modifie

Exposition cryogénique :

  • Traitement des gelures : réchauffer progressivement la zone touchée avec de l’eau tiède
  • Ne pas frotter les zones gelées
  • Consulter immédiatement un médecin en cas d’exposition grave

Réponses rapides

Hydrogène : questions fréquentes

What is Hydrogène?

Hydrogène (symbol H) is element 1 on the periodic table, a non-métal in period 1, group 1. The simplest atom there is — one proton, one electron — and about 90% of every atom in the universe. At room temperature it is a gas.

What is the electron configuration of Hydrogène?

Hydrogène's ground-state electron configuration is 1s¹, giving 1 occupied shell holding 1 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of Hydrogène?

Hydrogène melts at 14 K (-259.1 °C) and boils at 20.3 K (-252.9 °C).

What is the atomic mass of Hydrogène?

The standard atomic weight of Hydrogène is 1.008 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.

How dense is Hydrogène?

Hydrogène is a gas at room temperature; its density is about 0.09 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly lighter than air.

What is the electronegativity of Hydrogène?

Hydrogène has a Pauling electronegativity of 2.2. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered Hydrogène, and when?

Hydrogène was discovered in 1766 by Henry Cavendish. It is named after greek hydro + genes, "water-former".

How common is Hydrogène on Earth?

Hydrogène makes up about 0.14% of the Earth's crust — common enough to be mined at scale.

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