1 H Idrogeno 1,008
Non metallo blocco-s Periodo 1 Gruppo 1

Idrogeno

H · Elemento 1 · Non metallo

L'atomo più semplice che esista — un protone, un elettrone — e circa il 90% di ogni atomo nell'universo.

Stato a 20°C Gas
Massa atomica 1,008 u
Configurazione elettronica1s¹

Struttura

L'atomo di idrogeno

Non è un diagramma di punti su gusci — è un campione Monte Carlo dell'effettiva densità di probabilità |ψ|² per ogni sottoguscio occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il violetto indicano i segni opposti della funzione d'onda, che rendono possibile la formazione dei legami.

Nuvola orbitale

Valori misurati

Scheda delle proprietà

Ogni barra mostra dove si colloca idrogeno tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.

Fisiche

Densità 8,99e-5 g/cm³ 0%
Punto di fusione 14 K 1%
Punto di ebollizione 20,3 K 1%
Calore specifico 14,304 J/g·K
Conducibilità termica 0,18 W/m·K 11%

Atomica

Raggio atomico 53 pm 3%
Raggio covalente 31 pm
Raggio di van der Waals 120 pm

Elettronica

Elettronegatività 2,2 78%
Energia di ionizzazione 1312,2 kJ/mol 94%
Affinità elettronica 72,4 kJ/mol 57%

Presenza

Abbondanza nella crosta 1400 mg/kg 91%

Identità

SimboloH
Numero atomico1
Massa atomica1,008 u
CategoriaNon metallo
Bloccos
Struttura cristallinaesagonale
Stati di ossidazione-1, +1
Scoperto1766
Scoperto daHenry Cavendish

Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati con ~ sono previsti anziché misurati.

Dimensioni, in scala

Quanto è grande l'atomo di idrogeno?

Raggio 53 pm — cioè 0,053 nm, quindi ne servirebbero circa 9,43 milioni affiancati per coprire un millimetro.

Intervallo termico

Solido, liquido, gas — e quando

Idrogeno è liquido in un intervallo di 6 K, da 14 K a 20 K.

Dove si trova

Posizione nella tavola

Idrogeno si trova nel periodo 1, gruppo 1. Tutti gli elementi del gruppo 1 hanno lo stesso numero di elettroni esterni, per questo si comportano in modo così simile.

Altri Non metalli

Tutti i non metalli

La storia

Che cos'è idrogeno e come lo abbiamo trovato

L'elemento fondamentale dell'Universo

L'idrogeno è l'elemento più semplice e abbondante dell'universo e costituisce circa il 75% di tutta la materia ordinaria. Con un solo protone e un solo elettrone, funge da blocco fondamentale a partire dal quale tutti gli altri elementi vengono forgiati nel cuore delle stelle.

Proprietà fisiche

In condizioni standard, l'idrogeno esiste come gas biatomico incolore, inodore e insapore (H₂). È l'elemento più leggero, con una densità 14 volte inferiore a quella dell'aria, e ciò fa salire rapidamente i palloncini riempiti di idrogeno. L'elemento diventa liquido a un valore estremamente basso, -253°C (-423°F), e solido a -259°C (-434°F).

Caratteristiche chimiche

L'idrogeno presenta un comportamento chimico unico: agisce sia da agente riducente sia da agente ossidante, a seconda delle condizioni di reazione. Forma facilmente legami covalenti con i non metalli e composti ionici con i metalli attivi. L'energia del legame H-H, pari a 436 kJ/mol, rende H₂ relativamente stabile e richiede energia di attivazione per la maggior parte delle reazioni.

Varietà isotopiche

Prozio (¹H): abbondanza del 99,985% - l'idrogeno "normale", privo di neutroni

Deuterio (²H o D): abbondanza dello 0,015% - "idrogeno pesante" con un neutrone, usato nella fusione nucleare

Trizio (³H o T): quantità in tracce - radioattivo, con due neutroni e un tempo di dimezzamento di 12,3 anni

Applicazioni

A cosa serve idrogeno

Applicazioni industriali rivoluzionarie

🚀 Tecnologie spaziali ed energetiche

  • Carburante per razzi: l'idrogeno liquido alimenta lo Space Launch System della NASA; Starship di SpaceX usa metano liquido e ossigeno liquido
  • Celle a combustibile: i veicoli Toyota Mirai e Hyundai NEXO usano celle a combustibile a idrogeno, convertendo H₂ + O₂ → H₂O + elettricità senza emissioni
  • Accumulo di energia verde: l'energia rinnovabile in eccesso elettrolizza l'acqua per produrre idrogeno da utilizzare successivamente per generare energia

🏭 Produzione chimica

  • Produzione di ammoniaca (processo Haber): N₂ + 3H₂ → 2NH₃ a 450°C e 200 atmosfere, con una produzione annua di 175 milioni di tonnellate destinate ai fertilizzanti
  • Sintesi del metanolo: CO + 2H₂ → CH₃OH usando catalizzatori rame-zinco a 250°C, per produrre plastiche e combustibili
  • Idrogenazione: conversione dei grassi insaturi in grassi saturi nella produzione di margarina e grassi alimentari, usando catalizzatori al nichel
  • Hydrocracking: scomposizione delle molecole pesanti del petrolio in benzina e diesel usando idrogeno a 400°C e oltre 100 atmosfere

🔬 Tecnologie avanzate

  • Produzione di semiconduttori: l'idrogeno ultrapuro crea atmosfere riducenti per la produzione di chip al silicio
  • Processo del vetro float: un'atmosfera di idrogeno e azoto previene l'ossidazione durante la produzione del vetro per finestre
  • Lavorazione dei metalli: l'idrogeno riduce gli ossidi metallici a metalli puri: CuO + H₂ → Cu + H₂O
  • Saldatura: la saldatura a idrogeno atomico raggiunge 4000°C ricombinando gli atomi H nel punto di saldatura

Manipolazione

Sicurezza

Informazioni complete sulla sicurezza

⚠️ Principali pericoli

GAS INFIAMMABILE - ESTREMO PERICOLO D'INCENDIO

  • Intervallo di infiammabilità: 4-75% nell'aria (il più ampio tra tutti i gas)
  • Temperatura di autoaccensione: 500°C (932°F)
  • Velocità della fiamma: fino a 3,46 m/s - combustione estremamente rapida
  • Fiamma invisibile: alla luce del giorno l'idrogeno brucia con una fiamma azzurra pallida quasi invisibile

🛡️ Limiti di esposizione OSHA

  • Nessun limite di esposizione stabilito - l'idrogeno è fisiologicamente inerte
  • Rischio di asfissia: concentrazioni superiori al 25% possono spiazzare l'ossigeno
  • Semplice asfissiante: pericoloso negli spazi confinati a causa dello spiazzamento dell'ossigeno

🧤 Dispositivi di protezione individuale

  • Protezione degli occhi: occhiali di sicurezza o visiera per l'idrogeno liquido
  • Protezione della pelle: guanti termicamente isolati per l'idrogeno liquido criogenico
  • Protezione respiratoria: autorespiratore a concentrazioni superiori al 10%
  • Abbigliamento: ampio, per prevenire l'accumulo di elettricità statica; nessun materiale sintetico

📦 Requisiti di stoccaggio

  • Stoccaggio del gas: bombole d'acciaio a una pressione di 150-200 bar
  • Stoccaggio del liquido: contenitori Dewar a doppia parete e isolati sottovuoto a -253°C
  • Ubicazione: aree ben ventilate, lontane da fonti di ignizione
  • Messa a terra: tutte le apparecchiature devono essere collegate a terra per prevenire scariche statiche
  • Rilevamento: sono necessari sensori per l'idrogeno (a perlina catalitica o a conducibilità termica)

🚨 Procedure di emergenza

Fuga di gas:

  • Evacuate immediatamente l'area: l'idrogeno sale e si accumula all'altezza del soffitto
  • Eliminate tutte le fonti di ignizione entro 50 piedi
  • Ventilate l'area dall'alto verso il basso
  • Usate esclusivamente strumenti che non producono scintille

Incendio:

  • NON spegnete le fiamme dell'idrogeno a meno che non sia possibile interrompere la fonte
  • Raffreddate le apparecchiature circostanti con acqua nebulizzata
  • Allontanatevi immediatamente se cambia il suono del contenitore o se questo si scolora

Esposizione criogenica:

  • Trattamento del congelamento: riscaldate gradualmente l'area interessata con acqua tiepida
  • Non strofinate le aree congelate
  • Richiedete immediatamente assistenza medica in caso di esposizione grave

Risposte rapide

Idrogeno: domande frequenti

Che cos'è Idrogeno?

Idrogeno (simbolo H) è l'elemento 1 nella tavola periodica, appartenente a Non metallo nel periodo 1, gruppo 1. L'atomo più semplice che esista — un protone, un elettrone — e circa il 90% di ogni atomo nell'universo. A temperatura ambiente è un gas.

Qual è la configurazione elettronica di Idrogeno?

La configurazione elettronica dello stato fondamentale di Idrogeno è 1s¹, con 1 guscio occupato e la distribuzione 1.

Quali sono i punti di fusione e di ebollizione di Idrogeno?

Idrogeno fonde a 14 K (-259.1 °C) ed entra in ebollizione a 20.3 K (-252.9 °C).

Qual è la massa atomica di Idrogeno?

La massa atomica standard di Idrogeno è 1.008 u. Si tratta di una media ponderata dei suoi isotopi presenti in natura, per questo raramente è un numero intero.

Quanto è denso Idrogeno?

Idrogeno è un gas a temperatura ambiente; la sua densità è di circa 0.09 g/L a 0 °C e 1 atm — approssimativamente minore di quella dell'aria.

Qual è l'elettronegatività di Idrogeno?

Idrogeno ha un'elettronegatività di Pauling pari a 2.2. La scala va da 0.70 (francio, il meno incline ad attirare elettroni) a 3.98 (fluoro, il più incline). I valori in questa fascia intermedia tendono a formare legami covalenti anziché legami fortemente ionici.

Chi ha scoperto Idrogeno e quando?

Idrogeno è stato scoperto nel 1766 da Henry Cavendish. Prende il nome da dal greco hydro + genes, "che forma l'acqua".

Quanto è comune Idrogeno sulla Terra?

Idrogeno costituisce informazioni 0.14% della crosta terrestre: è abbastanza comune da poter essere estratto su larga scala.