Idrogeno

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Idrogeno

La scheda: Idrogeno

L'idrogeno (dal greco ????, hýdor, «acqua», la radice ???-, ghen-, significa «generare», quindi «generatore d'acqua») è il primo elemento chimico della tavola periodica, è il più leggero, ha numero atomico 1 e simbolo H. Il suo isotopo più comune (il prozio) consiste di un protone e di un elettrone ed essendo il più semplice isotopo è stato studiato dalla meccanica quantistica in maniera approfondita.
L'idrogeno è l'elemento più abbondante dell'universo osservabile. È presente nell'acqua (11,19%) e in tutti i composti organici e organismi viventi. Forma composti con la maggior parte degli elementi, spesso anche per sintesi diretta.
A pressione atmosferica e a temperatura ambiente (298 K), l'idrogeno si trova sotto forma di un gas biatomico avente formula H2. Tale gas è incolore, inodore, insapore ed altamente infiammabile, con un punto di ebollizione di soli 20,27 K e un punto di fusione di 14,02 K.
Le stelle sono principalmente composte di idrogeno nello stato di plasma di cui rappresenta il combustibile delle reazioni termonucleari, mentre sulla Terra è scarsamente presente allo stato libero e molecolare e deve quindi essere prodotto per i suoi vari usi. In particolare è usato nella produzione di ammoniaca, nell'idrogenazione degli oli vegetali, in aeronautica (in passato nei dirigibili), come combustibile alternativo e, di recente, come riserva di energia nelle pile a combustibile. Inoltre è occluso in alcune rocce, come il granito.



Idrogeno:
    1 H                                                                                                                                                                                                                                                               idrogeno ? elio
  1 H
1H 
        
        
                  
                  
                                
                                
          
Aspetto:
Linea spettrale
Generalità:
Nome, simbolo, numero atomico: idrogeno, H, 1
Serie: non metalli
Gruppo, periodo, blocco: 1 (IA), 1, s
Densità: 0,0899 kg/m³
Configurazione elettronica:
Proprietà atomiche:
Peso atomico: 1,00794
Raggio atomico (calc.): 53 pm
Raggio covalente: 37 pm
Raggio di van der Waals: 120 pm
Configurazione elettronica: 1s1
e? per livello energetico: 1
Stati di ossidazione: 1 (anfotero)
Struttura cristallina: esagonale
Proprietà fisiche:
Stato della materia: gassoso
Punto di fusione: 14,025 K (?259,13 °C)
Punto di ebollizione: 20,268 K, (?252,88 °C)
Punto critico: ?241,14 °C a 1,293 MPa
Volume molare: 11,42 × 10?3  m³/mol
Entalpia di vaporizzazione: 0,44936 kJ/mol
Calore di fusione: 0,05868 kJ/mol
Tensione di vapore: 209 Pa a 23 K
Velocità del suono: 1 270 m/s a 298,15 K
Altre proprietà:
Numero CAS: 1333-74-0
Elettronegatività: 2,2 (Scala di Pauling)
Calore specifico: 14 304 J/(kg·K)
Conducibilità termica: 0,1815 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione: 1312,06 kJ/mol
Isotopi più stabili:
Per approfondire vedi la voce Isotopi dell'idrogeno.
iso NA TD DM DE DP 1H[1] 99,985% È stabile con 0 neutroni 2H 0,015% È stabile con 1 neutrone 3H sintetico 12,33 anni ?? 0,019 3He 4H sintetico (1,39 ± 0,10) × 10?22 s n 2,910 3H 4He + raggi gamma
iso: NA: TD: DM: DE: DP:
1H[1]99,985%È stabile con 0 neutroni
2H0,015%È stabile con 1 neutrone
3Hsintetico12,33 anni??0,0193He
4Hsintetico(1,39 ± 0,10) × 10?22 sn2,9103H 4He + raggi gamma
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento:
Idrogeno:
Nome IUPAC:
diidrogeno
Nomi alternativi:
o-idrogeno p-idrogeno idrogeno molecolare UN 1049 UN 1966
Caratteristiche generali:
Formula bruta o molecolare: H2
Massa molecolare (u): 2,01588
Aspetto: gas incolore
Numero CAS: 1333-74-0
Numero EINECS: 215-605-7
Proprietà chimico-fisiche:
Solubilità in acqua: 1,96 mg/L
Punto critico: ?239,96 °C a 1 315 kPa abs
Tensione di vapore (Pa) a K: 0,07
Proprietà termochimiche:
C0p,m(J·K?1mol?1): 14.266
Indicazioni di sicurezza:
Limiti di esplosione: 4%-76%
Temperatura di autoignizione: 773,15-844,15 (500-571 °C)
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H: 220 - 280
Consigli P: 210 - 377 - 381 - 403 [7]
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FOTO: Idrogeno

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Gli isotopi dell'idrogeno più diffusi, da sinistra a destra: prozio, deuterio e trizio.

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Rappresentazione dell'ortoidrogeno (a sinistra) e del paraidrogeno (a destra).

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La regione R136 nella NGC 2070. Le dispersioni di colore rosso sono le molecole di idrogeno.

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Dall'immagine si nota la differenza tra la fiamma del diidrogeno premescolato al diossigeno in rapporto stechiometrico (gas di brown, quasi invisibile nei motori della navetta) e la fiamma dovuta alla combustione di perclorato d'ammonio e nanoparticelle d'alluminio (boosters laterali).

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Prototipo di veicolo alimentato ad idrogeno.

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Sonda meteorologica riempita con diidrogeno.

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