1HWasserstoff

Wasserstoff ist ein chemisches Element mit dem Symbol H (für lateinisch Hydrogenium „Wasserbildner“) und der Ordnungszahl 1. Im Periodensystem steht das Element Wasserstoff in der 1. Periode und in der 1. IUPAC-Gruppe.

Wasserstoff ist mit einem Massenanteil von etwa 70 % das häufigste chemische Element im Universum, jedoch nicht auf der Erde, wo sein Massenanteil an der Erdhülle nur 0,87 % beträgt. Der Großteil des Wasserstoffs auf der Erde ist im Wasser gebunden, der Verbindung mit Sauerstoff, deren Masse zu 11 % aus Wasserstoff besteht. Wasserstoff kommt gebunden an andere Elemente in sämtlichen Pflanzen und lebenden Organismen vor und außerdem ist das Element Wasserstoff Bestandteil fast aller chemischen Substanzen, mit denen sich die Organische Chemie und die Biochemie beschäftigen.

Wasserstoff ist das chemische Element mit der geringsten Atommasse. Sein häufigstes Isotop enthält kein Neutron, sondern besteht aus nur einem Proton und einem Elektron. Es existieren zwei weitere natürlich vorkommende Wasserstoffisotope, von denen das nicht radioaktive Deuterium 0,0156 % des natürlichen Wasserstoffs ausmacht, während das in den oberen Schichten der Atmosphäre gebildete radioaktive Tritium nur in kleinsten Mengen vorkommt. Unter Bedingungen, die normalerweise auf der Erde herrschen (siehe Normalbedingungen), liegt das gasförmige Element Wasserstoff nicht als atomarer Wasserstoff mit dem Symbol H vor, sondern als molekularer Wasserstoff mit dem Symbol H2, als ein farb- und geruchloses Gas. Wenn z. B bei Redoxreaktionen Wasserstoff neu gebildet wird, tritt das Element vorübergehend atomar als H auf und wird als naszierender Wasserstoff bezeichnet. In dieser reaktiven Form reagiert Wasserstoff besonders gut mit anderen Verbindungen oder Elementen.

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Atomare Eigenschaften

Relative Atommasse1,008 ±2·10-4 [1,00784 … 1,00811]
Atommasse1,0081 u

Atomradien

Radius (empirisch)25 pm
Radius (berechnet)53 pm
Kovalenter Radius31 ±5 pm
Van-der-Waals-Radius120 pm

Atomhülle

Elektronenkonfiguration1s1
Ionisierungsenergie(1.) 13,598434 eV
Schalenmodell
Elektronen
k-Schale:1

Physikalische Eigenschaften

Aggregatzustandgasförmig
Dichtegasförmig: 0,0899 kg·m−3 (273 K)
flüssig: 0,0709 kg·l−1 (20,32 K)
Molares Volumenfest: 1,142·10-5 m3·mol−1
Schallgeschwindigkeit1.270 m·s−1 (298,1 K)

Temperaturen

Schmelzpunkt13,99 K
Siedepunkt20,27 K
Flüssigkeitsbereich6,281 K
Tripelpunkt13,8 K @ 7,041 kPa
Kritischer Punkt32,93 K @ 1,285 MPa

Enthalpien

Schmelzenthalpie0,558 kJ·mol-1
Verdampfungsenthalpie0,452 kJ·mol-1
Bindungsenergie218 kJ·mol-1

Wärme und Leitfähigkeit

Spezifische Wärmekapazität14.300 J·kg−1·K−1
Wärmeleitfähigkeit0,1805 W·m-1·K-1

Magnetismus

Magnetismusdiamagnetisch
Magnetische Suszeptibilität-3,98·10-6 cm3·mol−1 (298 K)

Optische Eigenschaften

Brechungsindexgasförmig: 1
flüssig: 1,12

Chemische Eigenschaften

Basizitätamphoter
Oxidationszustand+1, 0, -1
Normalpotential0 V

Elektronegativität

Pauling-Skala2,2
Sanderson-Skala2,59
Allred-Rochow-Skala2,2
Mulliken-Skala2,25
Allen-Skala2,3
Ghosh-Gupta-Skale7,186 eV
Nagle-Skale2,27
Pearson-Skale7,18 eV

Weitere Eigenschaften

Natürliches Vorkommenprimordial
Kristallstrukturhexagonal
Goldschmidt-Klassifikationatmophil
Supraleiterohne Sprungtemperatur
Preis/kg1,39 USD

Natürliche Häufigkeiten

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Universum
7,5·108 ppb ≈ 7,54·1018 M☉
sunny
Sonne
7,5·108 ppb ≈ 1,49·1018 Mt
destruction
Meteorit
2,4·107 ppb ≈ 24 kg
public
Erdkruste
1,5·106 ppb ≈ 4,15·107 Mt
water_drop
Ozeane
1,078·108 ppb ≈ 147.000 Mt
waves
Fließendes Gewässer
1,15·108 ppb ≈ 1.840 Mt
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Menschlicher Körper
1·108 ppb ≈ 7 kg