H · Elemento 1 · Não metal
O átomo mais simples que existe — um protão, um eletrão — e cerca de 90% de todos os átomos do universo.
Estrutura
Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte-Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para rodar. O azul e o violeta indicam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.
Valores medidos
Cada barra mostra onde o hidrogénio se situa entre os 118 elementos nessa propriedade.
Fontes: massas atómicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, e não medidos.
O mesmo elemento, neutrões diferentes
Todos os átomos de hidrogénio têm o mesmo número de protões, 1, e diferem apenas no número de neutrões: essas variantes são os seus isótopos. O mais comum, H-1, tem 0 neutrões e constitui 99,9855% do hidrogénio natural.
| ISÓTOPO | Neutrões | Abundância natural | Meia-vida | Modo de decaimento |
|---|---|---|---|---|
| H-1 mais comum | 0 | 99,9855% | Estável | — |
| H-2 | 1 | 0,0145% | Estável | — |
| H-3 | 2 | — | 12,32 anos | β⁻ |
Aqui o atalho escolar, massa atómica arredondada (1,008) menos número atómico, dá a mesma resposta: 0.
Modos de decaimento
Dados: IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, avaliações dos estados fundamentais, consultados em 10 de outubro de 2026. A abundância é a proporção de átomos no elemento natural; um traço indica que o isótopo não tem abundância natural de referência.
Tamanho, em escala
Raio de 53 pm — isso corresponde a 0,053 nm, portanto cerca de 9,43 milhões deles lado a lado cobririam um milímetro.
Faixa térmica
Entre 14 K e 20 K, o hidrogénio encontra-se no estado líquido: um intervalo de 6 K.
A história
O hidrogénio (H) é o elemento 1, o mais leve e simples de todos: um átomo típico de hidrogénio é formado por um próton e um elétron. É o elemento mais abundante do universo, constituindo cerca de três quartos da matéria comum em massa e aproximadamente nove de cada dez átomos. Ocupa o topo do grupo 1 da tabela periódica, mas é um não metal, e não um metal alcalino.
À temperatura ambiente, o hidrogénio é um gás incolor e inodoro formado por moléculas de H₂. Sua densidade é de 0,08988 g/L a 0 °C e pressão normal, cerca de 14 vezes menor que a do ar. Condensa-se em líquido a −252,87 °C (20,28 K) e solidifica-se a −259,14 °C (14,01 K).
Henry Cavendish identificou o hidrogénio como uma substância distinta em 1766, chamando-o de "ar inflamável"; experimentadores anteriores, como Robert Boyle, haviam produzido o gás a partir de metais e ácidos sem reconhecê-lo como um elemento. Em 1783, Antoine Lavoisier deu-lhe o nome de hydrogène, do grego "gerador de água", porque ele queima no oxigénio formando água.
O único elétron do hidrogénio ocupa a primeira e única camada (configuração 1s¹). O átomo pode perder esse elétron e formar H⁺, compartilhá-lo em ligações covalentes, como na água e no metano, ou ganhar um segundo elétron e formar o íon hidreto, H⁻.
O hidrogénio tem três isótopos. O prótio (hidrogénio-1) não tem nêutrons e constitui cerca de 99,985% do hidrogénio natural. O deutério (hidrogénio-2) tem um nêutron e constitui cerca de 0,015%. O trítio (hidrogénio-3) tem dois nêutrons, é radioativo, com meia-vida de 12,3 anos, e ocorre apenas em traços.
Aplicações
A maior parte do hidrogénio é usada onde é produzida, em fábricas químicas e refinarias de petróleo. Os principais usos são a produção de amônia para fertilizantes pelo processo Haber-Bosch (N₂ + 3H₂ → 2NH₃), o refino do petróleo bruto por hidrocraqueamento e a remoção de enxofre dos combustíveis, e a produção de metanol. Segundo a Agência Internacional de Energia, a demanda mundial é de quase 100 milhões de toneladas por ano, e quase toda ela ainda é produzida a partir de combustíveis fósseis.
De onde vem
1400 mg/kg da crosta terrestre · mais abundante do que 91% dos elementos
O hidrogénio formou-se nos primeiros minutos após o Big Bang e continua sendo o principal componente das estrelas e do gás interestelar. As estrelas, incluindo o Sol, brilham fundindo hidrogénio em hélio, e os planetas gigantes Júpiter e Saturno são formados principalmente por hidrogénio.
O gás hidrogénio livre é raro na Terra. Ele é tão leve que escapa da alta atmosfera, e o ar contém apenas cerca de 0,5 parte por milhão. Quase todo o hidrogénio da Terra está ligado em compostos: água (11% de hidrogénio em massa), gás natural, petróleo e carvão, argilominerais e todos os seres vivos. Ele constitui cerca de 0,14% da crosta terrestre em massa. Conhecem-se algumas acumulações naturais subterrâneas de gás hidrogénio, como uma explorada por um poço no Mali, e geólogos procuram outras.
A indústria produz hidrogénio principalmente pela reforma a vapor do gás natural (CH₄ + H₂O → CO + 3H₂, seguida da reação de deslocamento gás-água) e pela gaseificação do carvão; uma parte é subproduto do refino de petróleo. A eletrólise da água, que pode funcionar com eletricidade renovável, fornece bem menos de 1% da produção (AIE).
Manuseio
O hidrogénio é extremamente inflamável. Ele queima no ar em qualquer concentração entre cerca de 4% e 75% em volume, uma das faixas mais amplas entre todos os gases, e é necessária muito pouca energia para inflamá-lo. Sua chama é azul-clara e quase invisível à luz do dia, por isso um incêndio de hidrogénio pode ser difícil de ver.
O hidrogénio não é tóxico, e não há limite de exposição ocupacional definido para ele. Em um espaço fechado, ele pode deslocar o oxigénio e causar asfixia. O hidrogénio líquido, a cerca de −253 °C, causa queimaduras graves por frio em contato.
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Respostas rápidas
O hidrogénio (símbolo H) é o elemento 1 da tabela periódica, um não metal do período 1, grupo 1. O átomo mais simples que existe — um protão, um eletrão — e cerca de 90% de todos os átomos do universo. À temperatura ambiente, é um gás.
1s¹, com 1 camada ocupada e a distribuição 1.O hidrogénio funde a 14 K (-259,1 °C) e entra em ebulição a 20,3 K (-252,9 °C).
A massa atómica padrão do hidrogénio é 1,008 u. Trata-se de uma média ponderada dos seus isótopos que ocorrem naturalmente, por isso raramente é um número inteiro.
O átomo de hidrogénio mais comum, H-1, tem 0 neutrões: o seu número de massa, 1, menos o seu número atómico, 1. Constitui 99,9855% do hidrogénio natural. O atalho escolar, massa atómica arredondada (1,008) menos número atómico, dá o mesmo resultado: 0.
À temperatura ambiente, o hidrogénio é um gás; a 0 °C e 1 atm, a sua densidade é de cerca de 0,09 g/L, pelo que é mais leve do que o ar.
A eletronegatividade do hidrogénio na escala de Pauling é 2,2. A escala vai de 0,70 (frâncio, o menos ávido por eletrões) a 3,98 (flúor, o mais ávido). Valores nessa faixa intermediária tendem a formar ligações covalentes, em vez de ligações fortemente iónicas.
A descoberta do hidrogénio data de 1766 e é atribuída a Henry Cavendish. Origem do nome: grego hydro + genes, "formador de água".
O hidrogénio constitui cerca de 0,14% da crosta terrestre — é suficientemente comum para se extrair em grande escala.