ไฮโดรเจน

ไฮโดรเจน - ← → ฮีเลียม - ↑ H ↓ Li
ทั่วไป
ชื่อ, สัญลักษณ์, เลขอะตอม	ไฮโดรเจน, H, 1
อนุกรมเคมี	อโลหะ
หมู่, คาบ, บล็อก	1, 1, s
ลักษณะ	ไม่มีสี
มวลอะตอม	1.00794 (7) กรัม/โมล
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	1s1
อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน	1
คุณสมบัติทางกายภาพ
สถานะ	ก๊าซ
ความหนาแน่น	(0 °C, 101.325 kPa) 0.08988 กรัม/ลิตร
จุดหลอมเหลว	14.01 K (-259.14 °C)
จุดเดือด	20.28 K(-252.87 °C)
Triple point	13.8033 K, 7.042 kPa
ความร้อนของการหลอมเหลว	(H2) 0.117 กิโลจูล/โมล
ความร้อนของการกลายเป็นไอ	(H2) 0.904 กิโลจูล/โมล
ความร้อนจำเพาะ	(25 °C) (H2) 28.836 J/(mol·K)
ความดันไอ P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k ที่ T K         15 20
อุณหภูมิวิกฤต	32.19 K
ความดันวิกฤต	1.315 MPa
ความหนาแน่นวิกฤต	30.12 g/L
คุณสมบัติของอะตอม
โครงสร้างผลึก	hexagonal
สถานะออกซิเดชัน	1, -1 (แอมโฟเทอริกออกไซด์)
อิเล็กโตรเนกาติวิตี	2.20 (พอลิงสเกล)
พลังงานไอออไนเซชัน	ระดับที่ 1: 1312.0 กิโลจูล/โมล
รัศมีอะตอม	25 pm
รัศมีอะตอม (คำนวณ)	53 pm (รัศมีของบอห์ร)
รัศมีโควาเลนต์	37 pm
รัศมีวานเดอร์วาลส์	120 pm
อื่น ๆ
การจัดเรียงทางแม่เหล็ก	ไดอะแมกเนติก
การนำความร้อน	(300 K) 180.5 mW/(m·K)
ความเร็วเสียง	(ก๊าซ, 27 °C) 1310 m/s
เลขทะเบียน CAS	1333-74-0
ไอโซโทปที่น่าสนใจ
บทความหลัก: ไอโซโทปของไฮโดรเจน iso NA ครึ่งชีวิต DM DE (MeV) DP 1H 99.985% H เสถียร โดยมี 0 นิวตรอน 2H 0.015% H เสถียร โดยมี 1 นิวตรอน 3H trace 12.32 y β- 0.019 3He
แหล่งอ้างอิง

ไฮโดรเจน (อังกฤษ: Hydrogen; ละติน: hydrogenium ไฮโดรเจเนียม) เป็นธาตุลำดับแรกในตารางธาตุ สัญลักษณ์ธาตุคือ H มีเลขอะตอมเท่ากับ 1 มีน้ำหนักอะตอมโดยเฉลี่ย 1.00794 u เป็นธาตุที่เบาที่สุดและเป็นธาตุทางเคมีที่มีปรากฏในเอกภพมากที่สุด คิดเป็นสัดส่วนประมาณ 75 เปอร์เซนต์ของปริมาณธาตุทางเคมีทั้งหมดที่มีในจักรวาล ไฮโดรเจนในสถานะพลาสมาเป็นองค์ประกอบหลักของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก ไฮโดรเจนมีปรากฏอยู่ในภาวะอิสระน้อยมากบนโลก โดยมากมักพบไฮโดรเจนในภาวะรวมตัวอยู่กับธาตุอื่นเป็นสารประกอบ

ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศมาตรฐานไฮโดรเจน 2 อะตอมจับตัวเป็นโมเลกุล มีสถานะเป็นก๊าซ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส ละลายน้ำได้บ้างเล็กน้อย เป็นก๊าซจุดไฟติด เมื่อถูกทำให้เป็นของเหลวจะเป็นของเหลวไม่มีสีมีจุดเดือด -252.87 องศาเซลเซียส เมื่อถูกทำให้เป็นของแข็งจะเป็นของแข็งโปร่งใสมีจุดหลอมเหลว -259.14 องศาเซลเซียส

มีอยู่ในโมเลกุลของน้ำ ในสารประกอบอินทรีย์ทุกตัว และสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ไฮโดรเจนสามารถมีปฏิกิริยาได้กับธาตุอื่น ๆ ส่วนใหญ่ นอกจากนี้ ธาตุนี้ยังใช้ในการผลิตแอมโมเนีย ใช้เป็นก๊าซสำหรับยก ใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทน และเป็นพลังงานของเซลล์เชื้อเพลิง

ในห้องทดลอง ไฮโดรเจนได้มาจากปฏิกิริยาของกรดบนโลหะ เช่น สังกะสี ในการผลิตจำนวนมาก ไฮโดรเจนที่ใช้ในการค้าได้มาจากการย่อยก๊าซธรรมชาติ การแยกน้ำโดยใช้ไฟฟ้าเป็นวิธีที่ง่ายแต่สิ้นเปลือง ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์กำลังวิจัยเกี่ยวกับวิธีใหม่ ๆ ในการผลิตไฮโดรเจน เช่น การใช้สาหร่ายสีเขียว ส่วนอีกวิธีที่มีความเป็นไปได้คือการใช้ผลิตภัณฑ์จากชีวมวล เช่น กลูโคสหรือซอร์บิทอล ซึ่งสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวใหม่

คุณสมบัติ

การเผาไหม้

ก๊าซไฮโดรเจน (ไดไฮโดรเจนหรือไฮโดรเจนโมเลกุล) ไวไฟสูงและจะเผาไหม้ในอากาศที่ช่วงกว้างมากของความเข้มข้นระหว่าง 4% และ 75% โดยปริมาตร เอนทัลปีของการเผาไหม้สำหรับไฮโดรเจนคือ -286 kJ / mol

ประวัติ

ไฮโดรเจนถูกรับรองว่ามีอยู่จริงครั้งแรกโดยกาลิเลโอ ในปี ค.ศ. 1766 คาเฟนดิชค้นพบมันระหว่างทำการทดลองระหว่างกรดกับปรอท แต่เขาสันนิษฐานผิดพลาดว่าไฮโดรเจนนั้นเป็นสารประกอบของปรอท แต่เขาก็ยังสามารถบรรยายคุณสมบัติต่างๆของไฮโดรเจนได้อย่างถูกต้อง ต่อมา คริสติอาโน่ โรนัลโด้ได้ตั้งชื่อให้กับธาตุนี้ว่าไฮโดรเจน และพิสูจน์ว่าไฮโดรเจนและออกซิเจนเป็นส่วนประกอบของน้ำ ไฮโดรเจนถูกใช้ประโยชน์ครั้งแรกในการบรรจุในบอลลูน ไฮโดรเจนสามารถเตรียมได้จากการผสมกรดซัลฟิวริกกับเหล็ก ดิวเทอเรียมซึ่งเป็นไอโซโทปของไฮโดรเจน ถูกค้นพบโดย แฮโรลด์ ซี. อูเรย์ (Harold C. Urey) โดยการกลั่นน้ำหลายๆครั้ง อูเรย์ได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบของเขาในปี ค.ศ. 1934 ในปีเดียวกันนั้น มีการค้นพบทริเทียม ไอโซโทปชนิดที่สามของไฮโดรเจน

การนำไปใช้ประโยชน์

• การใช้ ไฮโดรเจน [1]กับรถยนต์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ การเผาไหม้
• ใช้ในกระบวนการ ไฮโดรจีเนชั่น (Hydrogenation) เพื่อสังเคราะห์น้ำมันพืชและน้ำมันจากสัตว์
• ใช้ร่วมกับ คลอรีน เพื่อผลิตไฮโดรเจนคลอไรด์
• ใช้ร่วมกับออกซิเจน ในการตัดชิ้นงานใต้น้ำ
• ไฮโดรเจนเหลวใช้เป็นเชื้อเพลิงของจรวดและเป็นส่วนผสมสำคัญในการสร้างปฏิกิริยานิวเคลียร์

ศัพท์เฉพาะของไฮโดรเจน

• เป็นชื่อของธาตุชนิดหนึ่ง
• "H dot" เป็นชื่อเรียกของโมเลกุลชนิดหนึ่งที่พบมากในอวกาศ แต่ไม่พบในโลก
• โมเลกุล 2 อะตอม ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนบรรยากาศโลก ทางเคมีสามารถเขียนได้ H₂ เรียกว่า ไดไฮโดรเจน เพื่อประโยชน์ในการแบ่งแยกกับสารอื่น

ดูเพิ่ม

• ยานพาหนะพลังไฮโดรเจน