1 H Idrogeno 1.008
non metallo s-block Period 1 Group 1

Idrogeno

H · Element 1 · Alkali metals

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

STATO A 20°C Gas
MASSA ATOMICA 1.008 u
ELECTRON CONFIGURATION 1s¹

Struttura

L'atomo di idrogeno

Non è un diagramma di punti su anelli, ma un campionamento Monte Carlo della densità di probabilità effettiva |ψ|² per ogni sottolivello occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il viola indicano segni opposti della funzione d'onda, rendendo possibile il legame.

Nuvola orbitale

Valori misurati

Scheda delle proprietà

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

Fisico

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
Conduttività Termica 0.18 W/m·K 11%

Atomico

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

Elettronico

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 da ~ sono predetti anziché misurati.

Dimensioni, in scala

How big is an idrogeno atom?

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

Intervallo termico

Solid, liquid, gas — and when

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

Dove si trova

Posizione nella tavola

Idrogeno 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 METALLI

All non metalli

La storia

Che cos'è idrogeno e come lo abbiamo scoperto

L'elemento alla base dell'Universo

L'idrogeno è l'elemento più semplice e più 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 da cui tutti gli altri elementi si formano nel cuore delle stelle.

Proprietà fisiche

In condizioni standard, l'idrogeno si presenta come un 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 sì che i palloncini riempiti di idrogeno salgano rapidamente. L'elemento diventa liquido a un valore estremamente basso di -253°C (-423°F) e solido a -259°C (-434°F).

Caratteristiche chimiche

L'idrogeno mostra un comportamento chimico unico, agendo sia come agente riducente sia come 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, utilizzato 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

  • Combustibile per razzi: l'idrogeno liquido alimenta lo Space Launch System della NASA e gli stadi superiori della Starship di SpaceX, fornendo l'impulso specifico più elevato (efficienza) tra tutti i combustibili chimici
  • Celle a combustibile: i veicoli Toyota Mirai e Hyundai NEXO utilizzano celle a combustibile a idrogeno, convertendo H₂ + O₂ → H₂O + elettricità senza emissioni
  • Accumulo di energia rinnovabile: l'energia rinnovabile in eccesso elettrolizza l'acqua per produrre idrogeno da utilizzare in seguito 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 materie 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 in silicio
  • Processo del vetro flottato: 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 di H nel punto di saldatura

Manipolazione

Sicurezza

Informazioni complete sulla sicurezza

⚠️ Principali pericoli

GAS INFIAMMABILE - ESTREMO PERICOLO DI INCENDIO

  • Intervallo di infiammabilità: 4-75% nell'aria (l'intervallo 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 >25% possono sostituire l'ossigeno
  • Semplice asfissiante: pericoloso negli spazi confinati perché sostituisce l'ossigeno

🧤 Dispositivi di protezione individuale

  • Protezione degli occhi: occhiali di sicurezza o visiera per l'idrogeno liquido
  • Protezione della pelle: guanti termicamente isolanti per l'idrogeno liquido criogenico
  • Protezione delle vie respiratorie: autorespiratore autonomo a concentrazioni >10%
  • Abbigliamento: ampio per evitare 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 messe a terra per prevenire scariche elettrostatiche
  • Rilevamento: sono necessari sensori per l'idrogeno (a pallina catalitica o a conducibilità termica)

🚨 Procedure di emergenza

Perdita di gas:

  • Evacuare immediatamente l'area: l'idrogeno sale e si accumula all'altezza del soffitto
  • Eliminare tutte le fonti di ignizione entro 50 piedi
  • Ventilare l'area dall'alto verso il basso
  • Utilizzare esclusivamente strumenti antiscintilla

Incendio:

  • NON spegnere le fiamme dell'idrogeno a meno che non sia possibile interrompere la fonte
  • Raffreddare le apparecchiature circostanti con acqua nebulizzata
  • Allontanarsi immediatamente se cambiano il suono o il colore del contenitore

Esposizione criogenica:

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

Risposte rapide

Idrogeno: domande frequenti

What is Idrogeno?

Idrogeno (symbol H) is element 1 on the periodic table, a non metallo 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 Idrogeno?

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

What are the melting and boiling points of Idrogeno?

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

What is the atomic mass of Idrogeno?

The standard atomic weight of Idrogeno 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 Idrogeno?

Idrogeno 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 Idrogeno?

Idrogeno 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 Idrogeno, and when?

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

How common is Idrogeno on Earth?

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