1 H Hidrogénio 1,008
Não metal bloco-s Período 1 Grupo 1

Hidrogénio

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.

Estado a 20°C Gás
Massa atómica 1,008 u
Configuração eletrónica1s¹

Estrutura

O átomo de hidrogénio

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.

Nuvem orbital

Valores medidos

Ficha de propriedades

Cada barra mostra onde hidrogénio se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.

Física

Densidade 8,99e-5 g/cm³ 0%
Ponto de fusão 14 K 1%
Ponto de ebulição 20,3 K 1%
Calor específico 14,304 J/g·K
Condutividade térmica 0,18 W/m·K 11%

Atômica

Raio atómico 53 pm 3%
Raio covalente 31 pm
Raio de Van der Waals 120 pm

Eletrônica

Eletronegatividade 2,2 78%
Energia de ionização 1312,2 kJ/mol 94%
Afinidade eletrónica 72,4 kJ/mol 57%

Ocorrência

Abundância na crosta 1400 mg/kg 91%

Identidade

SímboloH
Número atómico1
Massa atómica1,008 u
CategoriaNão metal
Blocos
Estrutura cristalinahexagonal
Estados de oxidação-1, +1
Descoberto em1766
Descoberto porHenry Cavendish

Fontes: massas atómicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, e não medidos.

Tamanho, em escala

Qual é o tamanho do átomo de hidrogénio?

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

Sólido, líquido, gás — e quando

Hidrogénio permanece líquido em uma faixa de 6 K, de 14 K a 20 K.

Onde está localizado

Posição na tabela

Hidrogénio está no período 1, grupo 1. Tudo no grupo 1 compartilha a mesma quantidade de eletrões na camada externa, por isso se comporta de maneira tão semelhante.

Outro Não metais

Todos os não metais

A história

O que hidrogénio é e como o encontramos

O elemento fundamental do Universo

O hidrogénio é o elemento mais simples e abundante do universo, constituindo aproximadamente 75% de toda a matéria normal. Com apenas um protão e um eletrão, serve como bloco de construção fundamental a partir do qual todos os outros elementos são forjados no interior das estrelas.

Propriedades físicas

Em condições padrão, o hidrogénio existe como um gás diatômico incolor, inodoro e insípido (H₂). É o elemento mais leve, com uma densidade 14 vezes menor que a do ar, fazendo com que balões preenchidos com hidrogénio subam rapidamente. O elemento torna-se líquido a uma temperatura extremamente baixa de -253°C (-423°F) e sólido a -259°C (-434°F).

Características químicas

O hidrogénio apresenta um comportamento químico único, atuando tanto como agente redutor quanto como agente oxidante, dependendo das condições da reação. Forma prontamente ligações covalentes com não metais e compostos iônicos com metais ativos. A energia da ligação H-H, de 436 kJ/mol, torna o H₂ relativamente estável, exigindo energia de ativação para a maioria das reações.

Variedades isotópicas

Prótio (¹H): 99.985% de abundância - o hidrogénio "normal", sem neutrões

Deutério (²H ou D): 0.015% de abundância - "hidrogénio pesado", com um neutrão, usado na fusão nuclear

Trítio (³H ou T): quantidades residuais - radioativo, com dois neutrões, meia-vida de 12.3 anos

Aplicações

Para que hidrogénio é usado

Aplicações industriais revolucionárias

🚀 Tecnologias espaciais e energéticas

  • Combustível de foguete: O hidrogénio líquido alimenta o Space Launch System da NASA; a Starship da SpaceX usa metano líquido e oxigénio líquido
  • Células de combustível: Os veículos Toyota Mirai e Hyundai NEXO usam células de combustível de hidrogénio, convertendo H₂ + O₂ → H₂O + eletricidade, com zero emissões
  • Armazenamento de energia verde: O excesso de energia renovável eletrolisa a água para produzir hidrogénio para geração posterior de energia

🏭 Fabricação de produtos químicos

  • Produção de amoníaco (processo Haber): N₂ + 3H₂ → 2NH₃ a 450°C e 200 atmosferas, produzindo 175 milhões de toneladas anualmente para fertilizantes
  • Síntese de metanol: CO + 2H₂ → CH₃OH usando catalisadores de cobre-zinco a 250°C, criando plásticos e combustíveis
  • Hidrogenação: Conversão de gorduras insaturadas em gorduras saturadas na produção de margarina e gordura vegetal, usando catalisadores de níquel
  • Hidrocraqueamento: Decomposição de moléculas pesadas de petróleo em gasolina e diesel usando hidrogénio a 400°C e mais de 100 atmosferas

🔬 Tecnologias avançadas

  • Fabricação de semicondutores: O hidrogénio ultrapuro cria atmosferas redutoras para a produção de chips de silício
  • Processo de vidro float: A atmosfera de hidrogénio-nitrogénio evita a oxidação durante a fabricação de vidro para janelas
  • Processamento de metais: O hidrogénio reduz óxidos metálicos a metais puros: CuO + H₂ → Cu + H₂O
  • Soldagem: A soldagem com hidrogénio atômico atinge 4000°C ao recombinar átomos de H no ponto de solda

Manuseio

Segurança

Informações abrangentes de segurança

⚠️ Principais perigos

GÁS INFLAMÁVEL - PERIGO EXTREMO DE INCÊNDIO

  • Faixa de ignição: 4-75% no ar (a faixa mais ampla entre todos os gases)
  • Temperatura de autoignição: 500°C (932°F)
  • Velocidade da chama: Até 3.46 m/s - queima extremamente rápida
  • Chama invisível: O hidrogénio queima com uma chama azul-clara quase invisível durante o dia

🛡️ Limites de exposição da OSHA

  • Não há limites de exposição estabelecidos - o hidrogénio é fisiologicamente inerte
  • Risco de asfixia: Concentrações >25% podem deslocar o oxigénio
  • Asfixiante simples: Perigoso em espaços confinados devido ao deslocamento de oxigénio

🧤 Equipamento de proteção individual

  • Proteção ocular: Óculos de segurança ou protetor facial para hidrogénio líquido
  • Proteção da pele: Luvas com isolamento térmico para hidrogénio líquido criogênico
  • Proteção respiratória: Aparelho autônomo de respiração em concentrações >10%
  • Vestuário: De modelagem folgada para evitar o acúmulo de eletricidade estática; nenhum material sintético

📦 Requisitos de armazenamento

  • Armazenamento gasoso: Cilindros de aço a uma pressão de 150-200 bar
  • Armazenamento líquido: Dewars de parede dupla, isolados a vácuo, a -253°C
  • Localização: Áreas bem ventiladas, afastadas de fontes de ignição
  • Aterramento: Todos os equipamentos devem ser aterrados para evitar descargas estáticas
  • Detecção: São necessários sensores de hidrogénio (do tipo pérola catalítica ou de condutividade térmica)

🚨 Procedimentos de emergência

Vazamento de gás:

  • Evacue a área imediatamente - o hidrogénio sobe e se acumula no nível do teto
  • Elimine todas as fontes de ignição em um raio de 50 pés
  • Ventile a área de cima para baixo
  • Use somente ferramentas que não produzam faíscas

Incêndio:

  • NÃO apague as chamas de hidrogénio, a menos que a fonte possa ser interrompida
  • Resfrie os equipamentos ao redor com jato de água
  • Afaste-se imediatamente se o som ou a cor do recipiente mudar

Exposição criogênica:

  • Tratamento de congelamento: aqueça gradualmente a área afetada com água morna
  • Não esfregue áreas congeladas
  • Procure atendimento médico imediato em caso de exposição grave

Respostas rápidas

Hidrogénio: perguntas comuns

O que é Hidrogénio?

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.

Qual é a configuração eletrónica de Hidrogénio?

A configuração eletrónica do estado fundamental de Hidrogénio é 1s¹, resultando em 1 camada ocupada com a distribuição 1.

Quais são os pontos de fusão e de ebulição de Hidrogénio?

Hidrogénio derrete a 14 K (-259.1 °C) e entra em ebulição a 20.3 K (-252.9 °C).

Qual é a massa atómica de Hidrogénio?

A massa atómica padrão de Hidrogénio é 1.008 u. Trata-se de uma média ponderada dos seus isótopos que ocorrem naturalmente, por isso raramente é um número inteiro.

Qual é a densidade de Hidrogénio?

Hidrogénio é um gás à temperatura ambiente; sua densidade é de aproximadamente 0.09 g/L a 0 °C e 1 atm — aproximadamente mais leve que o ar.

Qual é a eletronegatividade de Hidrogénio?

Hidrogénio tem eletronegatividade de Pauling igual a 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.

Quem descobriu Hidrogénio e quando?

Hidrogénio foi descoberto em 1766 por Henry Cavendish. Recebe esse nome em homenagem a grego hydro + genes, "formador de água".

Quão comum é Hidrogénio na Terra?

Hidrogénio constitui sobre 0.14% da crosta terrestre — é comum o suficiente para ser extraído em grande escala.