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Élément le plus léger dans l'universunivers et premier élément dans le tableau périodiquetableau périodique, l'hydrogène est aussi le plus abondant, constituant les étoilesétoiles comme les nuages moléculaires. Il compose aussi l'une des moléculesmolécules vitales pour la vie : l'eau.

Généralités

  • Symbole : H
  • Numéro atomique : 1
  • Électrons par niveau d'énergieénergie : 1
  • Masse atomique : 1,008 u
  • Isotopes les plus stables : 1H stable avec 0 neutronneutron (99,985 %), 2H (deutérium) stable avec 1 neutron (0,015 %)
  • Série : non-métaux
  • Groupe, période, bloc : 1, 1, s
  • Densité : 0,00009, 0,07 (liquideliquide et solidesolide)
  • Point de fusionfusion : -259,14 °C (dihydrogène)
  • Point d'ébullition : -252,8 °C (dihydrogène)

Historique de l’hydrogène

En 1671, Robert Boyle décrivit la réaction entre le ferfer et des acidesacides dilués, qui produit du dihydrogène. La substance sera appelée « airair inflammable » par Cavendish en 1766, à qui on attribue également la découverte de l'hydrogène en tant qu'élément. Lavoisier fixa le nom « hydrogène » en 1783, de « hydro », « eau », et « gènegène », « engendrer ».

 L’hydrogène et l’oxygène sont beaucoup utilisés dans les moteurs-fusées à propergols liquides. © Nasa, DP

L’hydrogène et l’oxygène sont beaucoup utilisés dans les moteurs-fusées à propergols liquides. © Nasa, DP

Propriétés de l’hydrogène

Le dihydrogène se présente comme un gaz transparenttransparent aux conditions normales de température et de pressionconditions normales de température et de pression. De nombreux métauxmétaux ont la propriété d'absorber l'hydrogène, ce qui peut les rendre cassants, pour l'acieracier notamment.

La plupart du temps, l'hydrogène est présent sous forme diatomique mais il peut exister en atomesatomes seuls à haute température. C'est un puissant agent réducteuragent réducteur. Il réduit notamment certains sels pour former leur état métallique (NaH, KH, H2S, etc.). L'hydrogène atomique produit en outre avec l'oxygèneoxygène du peroxyde, H2O2.

En réagissant avec l'oxygène, l'hydrogène peut donner de l'eau au cours d'une réaction très lente à température ambiante mais qui peut devenir violente si elle est réalisée avec un catalyseurcatalyseur.

Utilisation de l’hydrogène

L'une des principales applicationsapplications de l'hydrogène consiste en la production d'ammoniac et de nombreux composés organiques.

L'hydrogène a été largement utilisé comme gazgaz pour gonfler les dirigeablesdirigeables, jusqu'à l'accidentaccident du Hindenburg en 1937, puis remplacé par l'héliumhélium. Deux isotopesisotopes de l'hydrogène, le deutérium 2H et le tritium 3H, sont utilisés pour les expériences de fusion nucléairefusion nucléaire, un noyau de chaque donnant un noyau d'hélium et un neutron. L'hydrogène est également employé dans les bombes à hydrogène ou bombes H, l'élément fusionnant là aussi pour donner de l'hélium.

Dans les moteurs-fusées à propergolspropergols liquides, le dihydrogène et le dioxygène liquides sont employés comme ergols cryotechniquescryotechniques. L'hydrogène est également pressenti comme un carburant du futur, notamment dans les piles à combustiblepiles à combustible.

Risques de l’hydrogène sur la santé

L'hydrogène est extrêmement inflammable et produit des composés qui le sont eux aussi. Leur simple chauffage peut provoquer de violentes explosions.