Wasserstoff

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.

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Eigenschaften
1s1 1H Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Wasserstoff, H, 1
Elementkategorie	Nichtmetalle
Gruppe, Periode, Block	1, 1, s
Aussehen	farbloses Gas (H2)
CAS-Nummer	12385-13-6 (H) 1333-74-0 (H2)
EG-Nummer	215-605-7
ECHA-InfoCard	100.014.187
Massenanteil an der Erdhülle	0,9 % (9. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse	1,008 (1,00784–1,00811)[3][4] u
Atomradius (berechnet)	25 (53) pm
Kovalenter Radius	31 pm
Van-der-Waals-Radius	120 pm
Elektronenkonfiguration	1s1
1. Ionisierungsenergie	13.59843449(8) eV[5] ≈ 1312.05 kJ/mol[6]
Physikalisch[7]
Aggregatzustand	gasförmig (H2)
Dichte	gasförmig 0,0899 kg · m−3 bei 273 K[8] flüssig 0,0709 kg/l bei 20,324 K
Magnetismus	diamagnetisch (χm = −2,2 · 10−9)[9]
Schmelzpunkt	14,01 K (−259,14 °C)
Siedepunkt	21,15 K[10] (−252 °C)
Molares Volumen	(fest) 11,42 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	0,90 kJ/mol[10]
Schmelzenthalpie	0,558 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit	1270 m·s−1 bei 298,15 K
Spezifische Wärmekapazität	14304 J·kg−1·K−1
Wärmeleitfähigkeit	0,1805 W·m−1·K−1
Chemisch[11]
Oxidationszustände	+1, 0, −1
Normalpotential	0 V
Elektronegativität	2,2 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 1H 99,9885(70) % Stabil 2H (D) 0,0115(70) % Stabil 3H (T) 10−15 % 12,33 a β− 0,019 3He
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Spin- Quanten- zahl I γ in rad·T−1·s−1 Er (1H) fL bei B = 4,7 T in MHz 1H 1/2 +26,752 · 107 1,00 200,11 2H 1 0+4,107 · 107 9,65 · 10−3 030,72 3H 1/2 +28,535 · 107 1,21 213,32
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[12] ggf. erweitert[8] Gefahr H- und P-Sätze H: 220​‐​280 P: 210​‐​377​‐​381​‐​403[8]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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.[13]

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.[13][14]

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.