Elements Químics

L'hidrogen líquid, obtingut per primera vegada per Sir James Dewar el 1898, és incolor (encara que lleugerament blau en capes gruixudes) amb un pes específic de 0,070. Quan s'evapora ràpidament sota pressió reduïda, es congela en un sòlid incolor.

Com la majoria dels elements gasosos, l'hidrogen és diatòmic (les seves molècules contenen dos àtoms) però es dissocia en àtoms lliures a altes temperatures.

L'hidrogen és una barreja de dues formes diferents, ortohidrogen i parahidrogen; l'hidrogen ordinari conté aproximadament tres quarts de la forma orto i un quart de la forma para. Els punts de fusió i ebullició d'ambdues formes difereixen lleugerament dels de l'hidrogen ordinari. El parahidrogen s'obté pràcticament pur per absorció de l'hidrogen ordinari sobre carbó a uns - 225ºC.

Es coneixen tres isòtops de l'hidrogen. El nucli de cada àtom d'hidrogen ordinari es compon d'un protó. El Deuteri, representa en l'hidrogen ordinari al voltant del 0,02%, i conté un protó i un neutró en el nucli, essent la seva massa atòmica de dos. El Triti, un isòtop radioactiu inestable, conté un protó i dos neutrons en el nucli i té una massa atòmica de tres.

Tots els àcids contenen hidrogen; la característica distintiva d'un àcid és la seva dissociació, en la que es produeixen ions d'hidrogen. L'hidrogen (H₂) és l'element més lleuger que es coneix, amb la qual cosa pot penetrar fàcilment per les superfícies poroses.

Metalls com el platí, el cobalt, el níquel, el ferro i el pal·ladi, en certes condicions, tenen la propietat d'absorbir hidrogen i és per això que, a vegades, s'ha trobat hidrogen associat a aquests metalls en alguns meteorits.

Per exemple, el pal·ladi és capaç d'absorbir hidrogen en una proporció d'unes 800 vegades el seu volum.

Massa Atòmica	1,00794 uma
Punt de Fusió	14,02 K
Punt d'Ebullició	20,28 K
Densitat	76 kg/m³
Potencial Normal de Reducció	0,00 V 2H⁺\| H₂ solució àcida
Conductivitat Tèrmica	0,18 J/m s ºC
Calor Específica	14421,00 J/kgºK
Calor de Fusió	0,1 kJ/mol
Calor de Vaporització	0,9 kJ/mol
Calor d'Atomització	218,0 kJ/mol d'àtoms
Estats d'Oxidació	-1, +1
1a Energia d'Ionització	1312 kJ/mol
Afinitat Electrònica	72,8 kJ/mol
Radi Atòmic	0,79 Å
Radi Covalent	0,32 Å
Radi Iònic	H^-1 = 2,08 Å
Volum Atòmic	14,4 cm³/mol
Polaritzabilitat	0,7 Å³
Electronegativitat (Pauling)	2,2

A temperatures ordinàries l'hidrogen és poc reactiu. No reacciona amb l'oxigen a baixes temperatures però ho fa de forma violenta si s'eleva la temperatura per sobre dels 700ºC o s'introdueix algun catalitzador com el pal·ladi o platí finament dividit, obtenint-se aigua com a producte d'aquesta reacció.

L'hidrogen pot combinar-se amb l'oxigen dels òxids d'altres elements i aquest caràcter reductor s'aprofita en la indústria metal·lúrgica per obtenir metalls amb un alt grau de puresa, com per exemple el wolframi dels filaments per a làmpades elèctriques.

Per tal d'aconseguir la dissociació de l'hidrogen molecular en hidrogen atòmic es necessita proporcionar una temperatura molt elevada, absorbint-se una gran quantitat d'energia però la reacció és reversible i els àtoms d'hidrogen es combinen de nou per donar molècules desprenent-se ara l'energia abans absorbida. Basant-se en això Langmuir, premi Nobel de Química el 1932, va construir el bufador d'hidrogen atòmic.

Es fa passar un corrent d'hidrogen per un arc elèctric amb la qual cosa s'aconsegueix la dissociació de les molècules d'hidrogen i els àtoms produïts al xocar contra la superfície del metall sobre el que es treballa, es recombinen desprenent l'energia prèviament absorbida que serveix per a fondre el metall.

A més, com que la part del metall que es fon està rodejada d'hidrogen s'impedeix la seva reacció amb l'oxigen de l'aire.

L'hidrogen reacciona amb molts no-metalls. Es combina amb el nitrogen en presència d'un catalitzador per formar amoníac NH₃, amb el sofre per formar sulfur d'hidrogen H₂S, amb el clor per formar clorur d'hidrogen HCl i amb l'oxigen per formar aigua H₂O.

Quan l'hidrogen es barreja amb l'aire o amb l'oxigen i es pren, la mescla fa explosió. L'hidrogen també combina amb els metalls més actius, com el sodi, el liti i el calci per formar hidrurs (NaH, LiH i CaH₂).

Actua com un agent reductor sobre òxids metàl·lics, tal i com l'òxid de coure, traient l'oxigen i deixant el metall en estat lliure.

L'hidrogen reacciona amb compostos orgànics no saturats per formar els compostos saturats corresponents.