الهيدروجين

هيدروجين من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة اذهب إلى: تصفح، البحث هذه
المقالة هو عن الكيمياء من الهيدروجين. لفيزياء ذرية الهيدروجين، انظر ذرة
الهيدروجين. لمعان أخرى، راجع الهيدروجين (توضيح). شبه المحمية الصفحة
هيدروجين 1H - ↑ H ↓ لى الهيدروجين (غير المعدنية الأخرى)

الهيليوم (الغازات النبيلة) الليثيوم (الفلزات القلوية)

البريليوم (القلوية المعادن الأرض)

البورون (شبيه الفلز)

الكربون (غير المعدنية الأخرى)

النيتروجين (أخرى غير معدنية)

الأوكسجين (غير المعدنية الأخرى)

الفلور (الهالوجين)

نيون (الغازات النبيلة) الصوديوم (الفلزات القلوية)

المغنيسيوم (القلوية المعادن الأرض)

الألومنيوم (ما بعد الفترة الانتقالية المعدنية)

السيليكون (شبيه الفلز)

الفوسفور (أخرى غير معدنية)

الكبريت (غير المعدنية الأخرى)

الكلور (الهالوجين)

الأرجون (الغازات النبيلة) البوتاسيوم (الفلزات القلوية)

الكالسيوم (معدن القلوية الأرض)

سكانديوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

التيتانيوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الفاناديوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الكروم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

المنغنيز (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الحديد (المعدنية الانتقالية)

الكوبالت (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

النيكل (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

النحاس (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الزنك (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الغاليوم (ما بعد الفترة الانتقالية المعدنية)

الجرمانيوم (شبيه الفلز)

الزرنيخ (شبيه الفلز)

السيلينيوم (معدن أخرى غير)

البروم (الهالوجين)

الكريبتون (الغازات النبيلة) الروبيديوم (الفلزات القلوية)

السترونتيوم (القلوية المعادن الأرض)

الإيتريوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الزركونيوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

النيوبيوم (المعادن التي تمر بمرحلة انتقالية)

الموليبدينوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

تكنيتيوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الروثينيوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الروديوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

البلاديوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الفضة (المعادن التي تمر بمرحلة انتقالية)

الكادميوم (المعادن التي تمر بمرحلة انتقالية)

الإنديوم (ما بعد الفترة الانتقالية المعدنية)

القصدير (ما بعد الفترة الانتقالية المعدنية)

الأنتيمون (شبيه الفلز)

التيلوريوم (شبيه الفلز)

اليود (الهالوجين)

زينون (الغازات النبيلة) السيزيوم (الفلزات القلوية)

الباريوم (القلوية المعادن الأرض)

اللانثانم (lanthanoid)

السيريوم (lanthanoid)

البراسيوديميوم (lanthanoid)

النيوديميوم (lanthanoid)

عنصر فلزي (lanthanoid)

السماريوم (lanthanoid)

اليوروبيوم (lanthanoid)

الجادولينيوم (lanthanoid)

التيربيوم (lanthanoid)

الديسبروسيوم (lanthanoid)

الهولميوم (lanthanoid)

الإربيوم (lanthanoid)

الثوليوم (lanthanoid)

الإيتربيوم (lanthanoid)

اللوتيتيوم (lanthanoid)

الهافنيوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

التنتالوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

التنغستن (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الرنيوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الأزميوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الايريديوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

البلاتين (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الذهب (المعادن التي تمر بمرحلة انتقالية)

الزئبق (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

الثاليوم (ما بعد الفترة الانتقالية المعدنية)

يؤدي (ما بعد الفترة الانتقالية المعدنية)

البزموت (ما بعد الفترة الانتقالية المعدنية)

البولونيوم (ما بعد الفترة الانتقالية المعدنية)

الأستاتين (هالوجين)

الرادون (الغازات النبيلة) الفرانسيوم (الفلزات القلوية)

الراديوم (القلوية المعادن الأرض)

الأكتينيوم (actinoid)

الثوريوم (actinoid)

البروتكتينيوم (actinoid)

اليورانيوم (actinoid)

النبتونيوم (actinoid)

البلوتونيوم (actinoid)

الأميريسيوم (actinoid)

الكوريوم (actinoid)

البركيليوم (actinoid)

كاليفورنيوم (actinoid)

آينشتاينيوم (actinoid)

الفيرميوم (actinoid)

المندليفيوم (actinoid)

النوبليوم (actinoid)

اللورنسيوم (actinoid)

الروذرفورديوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

دبنيوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

السيبورجيوم (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

Bohrium (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

Hassium (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

Meitnerium (خصائص كيميائية غير معروفة)

Darmstadtium (خصائص كيميائية غير معروفة)

روينتجينيوم (خصائص كيميائية غير معروفة)

Copernicium (معدن تمر بمرحلة انتقالية)

أنون تريوم (خصائص كيميائية غير معروفة)

Flerovium (خصائص كيميائية غير معروفة)

أنون بينتيوم (خصائص كيميائية غير معروفة)

Livermorium (خصائص كيميائية غير معروفة)

أنون سيبتيوم (خصائص كيميائية غير معروفة)

أنون أوكتيوم (خصائص كيميائية غير معروفة) الجدول الدوري

- ← → الهيدروجين الهيليوم مظهر عديم اللون الغاز

الأرجواني توهج في حالة البلازما لها

الطيفية خطوط الهيدروجين خصائص عامة الاسم والرمز، والهيدروجين العدد،
H، 1 النطق / haɪdrədʒən / HY-drə-jən [1] المعدنية اللافلزية الفئة
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 1، 1، ق كتلة ذرية 1،008 (1) الإلكترون
التكوين 1s1 1 الإلكترون قذائف من الهيدروجين (1) تاريخ اكتشاف هنري
كافنديش [2] [3] (1766) انطوان لافوازييه اسمه من قبل [4] (1783) الخواص
الفيزيائية اللون عديم اللون المرحلة الغاز الكثافة (0 ° C، 101.325 كيلو
باسكال) 0،08988 جم / L السائل كثافة في عضو البرلمان 0.07 (0.0763 الصلبة)
[5] · ز-3 سم السائل كثافة في درجة الغليان 0،07099 سم ​​ز ·-3 ذوبان نقطة
14،01 K، -259.14 ° C، -434.45 ° F نقطة الغليان 20.28 K، -252.87 ° C،
-423.17 ° F الثلاثي 13،8033 نقطة K (-259 درجة مئوية)، 7،042 كيلو باسكال
32،97 نقطة حرجة K، 1،293 ميجا باسكال حرارة الانصهار 0،117 كج (H2) ·
مول-1 حرارة التبخر (H2) 0.904 كج · مول-1 المولي السعة الحرارية (H2)
28.836 J-1 · · مول K-1 ضغط البخار P (باسكال) 1 10 100 1 ك 10 ك 100 K في T
(K) 15 20 الخواص الذرية التأكسد 1، -1 (أكسيد مذبذب) إليكترونيجاتيفيتي
2.20 (بولينغ الحجم) طاقة التأين 1: 1312.0 كج · مول-1 التساهمية دائرة نصف
قطرها 31 ± 17:00 فان دير فال دائرة نصف قطرها 120 م Miscellanea سداسية
التركيب البلوري الهيدروجين لديها بنية الكريستال سداسية diamagnetic
المغناطيسي يأمر [6] الموصلية الحرارية 0.1805 W · · M-1 K-1 سرعة الصوت
(غاز، 27 ° C) 1310 م · S-1 CAS 1333-74-0 التسجيل عدد النظائر الأكثر
استقرارا المقالة الرئيسية: نظائر الهيدروجين ISO NA نصف العمر DM DE
(إلكترون فولت) DP 1H 1H 99،985٪ مستقرة مع 0 النيوترونات 2H 0.015٪ 2H
مستقرة مع 1 نيوترون 3H-β تتبع 0.01861 Y 12،32 3He

الخامس
ر
ه

· ص

الهيدروجين هو عنصر كيميائي مع رمز H وله الرقم الذري 1. مع الوزن الذري
لل1،00794 ش (1.007825 يو ل1-الهيدروجين)، والهيدروجين هو أخف العناصر
وشكله أحادي الذرة (H1) هو مادة كيميائية الأكثر وفرة، التي تشكل ما يقرب
من 75٪ من كتلة الكون baryonic. [7] غير وتتكون أساسا من الهيدروجين بقايا
نجوم في حالة البلازما لها.

في درجة حرارة وضغط القياسية، والهيدروجين هو عديم اللون والرائحة، لا
طعم له، غير سامة، وغير الحديدية والغاز للغاية ثنائي الذرة H2 القابلة
للاحتراق مع الصيغة الجزيئية. تحدث بشكل طبيعي الهيدروجين الذرية أمر نادر
الحدوث على الأرض لأن الهيدروجين مركبات التساهمية تشكل بسهولة مع معظم
العناصر وموجود في جزيء الماء ومعظم المركبات العضوية. الهيدروجين يلعب
دورا هاما خاصة في الكيمياء حمض قاعدة التفاعلات مع العديد من البروتونات
تبادل بين جزيئات قابلة للذوبان.

في المركبات الأيونية، يمكن أن يستغرق شحنة سالبة (أنيون والمعروفة باسم
هيدريد وكما هو مكتوب H-)، أو على شكل H + الأنواع موجبة الشحنة. يتم
كتابة الموجبة الأخير وعلى الرغم تتألف من بروتون العارية، ولكن في الواقع،
الكاتيونات الهيدروجين في المركبات الأيونية تحدث دائما الأنواع وأكثر
تعقيدا.

النظير الأكثر شيوعا من الهيدروجين البروتيوم (نادرا ما تستخدم اسم، رمز
1H) مع بروتون واحد ونيوترون لا. كما أبسط ذرة معروفة، كانت ذرة
الهيدروجين من استخدام النظرية. على سبيل المثال، حيث أن الذرة محايدة فقط
مع الحل التحليلي للمعادلة شرودنغر، لعبت دراسة علم الطاقة، وارتباط لذرة
الهيدروجين دورا رئيسيا في تطوير ميكانيكا الكم.

وكان أول غاز الهيدروجين المنتجة اصطناعيا في أوائل القرن 16th، من خلال
خلط المعادن مع أحماض قوية. في 1766-81، هنري كافنديش كان أول من يدرك أن
غاز الهيدروجين كان مادة منفصلة، ​​[8]، وأنها تنتج الماء عندما أحرق، الذي
أعطى خاصية اسمها في وقت لاحق: في اليونانية، والهيدروجين تعني "المياه
السابق" .

الإنتاج الصناعي بشكل رئيسي من إعادة تكوين البخار للغاز الطبيعي، وكثير
من الأحيان أقل من أكثر استهلاكا للطاقة طرق إنتاج الهيدروجين مثل التحليل
الكهربائي للماء. [9] ويعمل معظم الهيدروجين بالقرب من موقع إنتاجها، مع
الاستخدامات أكبر دولتين يجري معالجة الوقود الأحفوري (على سبيل المثال،
التكسير الهيدروجيني) وإنتاج الأمونيا، ومعظمهم لسوق الأسمدة.

الهيدروجين هو مصدر قلق في الصناعات المعدنية والمعادن وسعها العديد من
embrittle، [10] تعقيد تصميم خطوط الأنابيب وصهاريج التخزين. [11] محتويات

1 خصائص
1،1 الاحتراق
1،2 مستويات الطاقة الكترون
1.3 أشكال الجزيئية عنصري
1.4 مراحل
1،5 المركبات
1.5.1 المركبات التساهمية والعضوية
1.5.2 هيدريدات
1.5.3 البروتونات والأحماض
1،6 نظائر
2 التاريخ
2،1 اكتشاف واستخدام
2.2 دور في نظرية الكم
3 حدث طبيعي
4 الإنتاج
4.1 مختبر
4.2 الصناعية
4،3 الكيميائي الحراري
4،4 تآكل اللاهوائية
4،5 حدوث الجيولوجية: رد فعل serpentinization
4،6 في المحولات تشكيل
5 الطلبات
5،1 الاستهلاك في عمليات
5،2 المبرد
5،3 الناقل للطاقة
5،4 أشباه الموصلات صناعة
6 ردود الفعل البيولوجية
7 السلامة والاحتياطات
( انظر أيضا
9 ملاحظات
10 المراجع
11 المزيد من القراءة
12 وصلات خارجية

خصائص إحراق A سوداء تشبه الكائن كأس التعليق من القاع مع توهج الأزرق
يخرج من افتتاحه. المكوك الفضائي الهيدروجين المحرك الرئيسي المحترقة مع
الأكسجين، وينتج اللهب غير مرئية تقريبا في الاتجاه الكامل.

غاز الهيدروجين (هيدروجين الهيدروجين أو الجزيئية) [12] هو شديدة
الاشتعال وسوف يحرق في الهواء في مجموعة واسعة جدا من تركيزات بين 4٪ و 75٪
من حيث الحجم. [13] والمحتوى الحراري للاحتراق الهيدروجين هو ل-286 كج /
مول : [14]

2 H2 (ز) + O2 (ز) → 2 H2O (L) + 572 كج (286 كج / مول) [ملاحظة 1]

يشكل غاز الهيدروجين خليط متفجر مع الهواء إذا كان 4-74٪ المركزة ومع
الكلور إذا كان 5-95٪ تتركز. ومخاليط تنفجر تلقائيا عن طريق الحرارة، شرارة
أو أشعة الشمس. درجة الحرارة autoignition الهيدروجين، ودرجة حرارة
الاشتعال التلقائي في الهواء، على بعد 500 ° C (932 ° F). [15] النقي
الهيدروجين والأوكسجين النيران تنبعث الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية
تقريبا وللعين المجردة، كما يتضح من طول الانبعاث الضعيف من محرك مكوك
الفضاء الرئيسية مقارنة عمود واضح للغاية لمكوك الفضاء الداعم الصواريخ
الصلبة. قد كشف عن تسرب الهيدروجين حرق تتطلب كاشف اللهب؛ مثل هذه
التسريبات يمكن ان يكون خطيرا جدا. تدمير المنطاد هيندينبيرغ كان مثالا
سيئة السمعة للاحتراق الهيدروجين؛. تجري مناقشة القضية، ولكن لهيب مرئية
كانت نتيجة المواد القابلة للاحتراق في الجلد السفينة [16] لأن الهيدروجين
هو المزدهر في الهواء، النيران الهيدروجين تميل إلى الصعود بسرعة وتسبب أقل
ضرر من حرائق النفط والغاز. نجا ثلثي الركاب هيندينبيرغ النار، والعديد من
الوفيات كانت نتيجة بدلا السقوط أو حرق وقود الديزل. [17]

H2 يتفاعل مع كل عنصر مؤكسد. يمكن الهيدروجين يتفاعل تلقائيا وبشكل عنيف
في درجة حرارة الغرفة مع الكلور والفلور لتشكيل هاليدات الهيدروجين
المقابلة، كلوريد الهيدروجين وفلوريد الهيدروجين، والتي هي أيضا الأحماض
يحتمل أن تكون خطرة. [18] مستويات الطاقة الإلكترونية المقال الرئيسي: ذرة
الهيدروجين رسم للكرة رمادي فاتح كبيرة مع قطع حي وكرة سوداء صغيرة وأرقام
توضح 1.7x10-5 بأقطار النسبية. تصوير ذرة الهيدروجين مع حجم البروتون
المركزي هو مبين، وقطر الذرية كما هو موضح نحو ضعف نصف قطر نموذج بور (صورة
عدم الحجم).

الطاقة على مستوى الدولة الأرضي من الإلكترون في ذرة الهيدروجين هو
-13،6 فولت، وهو ما يعادل الفوتون فوق البنفسجية من الطول الموجي نانومتر
تقريبا 92. [19]

ويمكن حساب مستويات طاقة الهيدروجين بطريقة شبه دقيقة باستخدام نموذج
بوهر للذرة، الذي ينظر إلى مفهوم الإلكترون بأنها "تدور حول" بروتون في
القياس لمدار الأرض من الشمس. ومع ذلك، فإن القوة الكهرومغناطيسية يجذب
الإلكترونات والبروتونات مع بعضها البعض، في حين تنجذب الكواكب والأجرام
السماوية ببعضها البعض عن طريق الجاذبية. بسبب تفريد من الزخم الزاوي وارد
في ميكانيكا الكم في وقت مبكر من بوهر، يمكن للإلكترون في نموذج بور فقط
باحتلال بعض المسافات المسموح بها من البروتون، وبالتالي يسمح فقط بعض
الطاقات. [20]

وصفا أكثر دقة للذرة الهيدروجين يأتي من العلاج الكم الميكانيكية البحتة
التي يستخدم معادلة شرودنجر أو صياغة مسار فاينمان لا يتجزأ لحساب كثافة
احتمال الإلكترون حول البروتون. [21] العلاجات الأكثر تعقيدا تسمح للآثار
الصغيرة النسبية الخاصة والاستقطاب فراغ. في العلاج ميكانيكية الكم،
الإلكترون الهيدروجين ذرة في الأرض الدولة لا تملك الزخم الزاوي في كل مثال
على مدى اختلاف "الكواكب المدار" مفهوم حركة الإلكترون يختلف عن الواقع.
الجزيئية أشكال عنصري انظر أيضا: أيزومرات دوران الهيدروجين دائرتين ساطعة
على خلفية داكنة، كلاهما يحتوي على العديد من خطوط سوداء رقيقة الداخل. أول
المسارات التي لوحظت في السائل الهيدروجين غرفة فقاعة في Bevatron

توجد أيزومرين تدور مختلفة من جزيئات ثنائية الذرة الهيدروجين التي
تختلف من زيادة ونقصان النسبية النواة. [22] في شكل orthohydrogen، يدور من
البروتونات هما موازية وتشكيل الدولة الثلاثي مع عدد الكم تدور الجزيئي
لل1 ( ½ ½ +)؛ في شكل parahydrogen يدور هي عكسي التوازي وتشكيل القميص مع
عدد الكم تدور الجزيئي لل0 (½ - ½). في درجة حرارة وضغط القياسية، يحتوي
على غاز الهيدروجين حوالي 25٪ من البارا و 75٪ من الأورثو، والمعروف أيضا
باسم "النموذج العادي". [23] نسبة إلى توازن orthohydrogen parahydrogen
يعتمد على درجة الحرارة، ولكن لأن أورثو النموذج هو حالة مثارة، ولها طاقة
أعلى من شكل الفقرة، فمن غير مستقرة، ولا يمكن أن تنقيته. في درجات حرارة
منخفضة جدا، وتتكون الدولة التوازن على وجه الحصر تقريبا من البارا. السائل
والغاز الخصائص الحرارية للمرحلة parahydrogen نقية تختلف كثيرا عن تلك
التي للنموذج العادي بسبب الاختلافات في القدرات الحرارة التناوب، كما ناقش
بشكل أكبر في سبين أيزومرات من الهيدروجين. [24] التمييز اورثو / الفقرة
كما يحدث في غيرها من الهيدروجين تحتوي على جزيئات أو المجموعات الوظيفية،
مثل المياه والميثيلين، ولكن هو من أهمية تذكر لخصائصها الحرارية. [25]

وinterconversion uncatalyzed بين الفقرة وH2 اورثو يزيد مع زيادة درجة
الحرارة؛ بسرعة بالتالي مكثف H2 يحتوي على كميات كبيرة من الأورثو عالي
الطاقة الذي يحول إلى النموذج الفقرة ببطء شديد [26] نسبة اورثو / الفقرة
الموجزة في H2 هو المهم النظر في إعداد وتخزين الهيدروجين السائل: التحويل
من اورثو إلى الفقرة مصدر للحرارة وينتج ما يكفي من الحرارة لتتبخر بعض من
السائل الهيدروجين، مما يؤدي إلى فقدان المواد المسال. المحفزات
لinterconversion اورثو-الفقرة، مثل أكسيد الحديديك، الكربون المنشط،
والاسبستوس بالبلاتين، والمعادن الأرضية النادرة، مركبات اليورانيوم،
وأكسيد الكروم، النيكل أو بعض [27] المركبات، وتستخدم خلال تبريد
الهيدروجين. [28] مراحل

مضغوط الهيدروجين
السائل الهيدروجين
طين الهيدروجين
الصلبة الهيدروجين
الهيدروجين المعدني

مركبات للمزيد من المعلومات: مركبات الهيدروجين التساهمية والمركبات العضوية

بينما H2 ليس رد الفعل جدا تحت الظروف القياسية، فإنه شكل مركبات مع
معظم العناصر. الهيدروجين يمكن أن تشكل مركبات مع العناصر التي هي أكثر
كهربية، مثل الهالوجينات (على سبيل المثال، F، الكلور، البروم، I)، أو
الأكسجين؛ في هذه المركبات الهيدروجين يأخذ على شحنة موجبة جزئية [29]
عندما المستعبدين من الأكسجين، الفلور، أو النيتروجين، الهيدروجين يمكن
المشاركة في شكل من أشكال متوسطة القوة الرابطة noncovalent دعا الرابطة
الهيدروجينية، وهو أمر حاسم لاستقرار العديد من الجزيئات البيولوجية. [30]
[31] الهيدروجين يشكل أيضا مركبات مع عناصر كهربية أقل، مثل المعادن و
الفلزات، الذي يأخذ على شحنة سالبة جزئية. ومن المعروف في كثير من الأحيان
هذه المركبات كما هيدريدات. [32]

الهيدروجين يشكل مجموعة واسعة من المركبات تسمى الكربون مع المواد
الهيدروكربونية، ومجموعة أوسع حتى مع heteroatoms أنه بسبب ارتباطهم مع
العام الكائنات الحية، وتسمى المركبات العضوية. [33] ومن المعروف أن دراسة
خصائصها كما الكيمياء العضوية [ ومن المعروف 34] ودراستهم في سياق الكائنات
الحية والكيمياء الحيوية. [35] ووفقا لبعض التعريفات، سيتطلب الأمر فقط
"العضوية" لاحتواء مركبات الكربون. ومع ذلك، ومعظمهم من تحتوي أيضا على
الهيدروجين، ولأن هذا هو السند الكربون والهيدروجين الذي يعطي هذه الفئة من
المركبات معظم خصائصه كيميائية معينة، يطلب من الكربون والهيدروجين في بعض
التعاريف لكلمة "عضوي" في الكيمياء. [ 33] ومن المعروف الملايين من
الهيدروكربونات، وتتشكل عادة من خلال مسارات معقدة الاصطناعية، التي تنطوي
نادرا ما الهيدروجين الابتدائية. الهيدريد

غالبا ما تسمى مركبات الهيدروجين هيدريدات، وهو مصطلح يستخدم بشكل فضفاض
إلى حد ما. مصطلح "هيدريد" يشير إلى أن ذرة H اكتسب طابع سلبي أو أنيوني،
تدل H-، وتستخدم الهيدروجين وعندما تشكل مركب مع عنصر أكثر كهربي. وقد تجلى
وجود أنيون هيدريد، الذي اقترحه جيلبرت إن لويس في عام 1916 لمجموعة I II
والملح مثل هيدريدات، وذلك في عام 1920 من قبل مورس التحليل الكهربائي
للهيدريد الليثيوم المنصهر (ليه)، مما ينتج عنه كمية من الهيدروجين رياضيات
الكيمياء في الأنود. [36] للحصول على هيدريدات غير المجموعة الأولى
والمعادن II، فإن مصطلح مضلل تماما، نظرا لانخفاض إليكترونيجاتيفيتي
الهيدروجين. استثناء في المجموعة الثانية هيدريدات هو BeH2، وهو
البوليمرية. في هيدريد الليثيوم الألمنيوم، وALH- 4 أنيون يحمل مراكز
hydridic ترتبط بقوة مع آل (III).

على الرغم من أن يمكن تشكيل هيدريدات مع عناصر المجموعة الرئيسية تقريبا
كل شيء، والجمع بين عدد من المركبات على نطاق واسع يختلف ممكن، على سبيل
المثال، هناك أكثر من 100 ثنائي borane هيدريدات المعروفة، ولكن واحدة فقط
هيدريد الألومنيوم ثنائي [37] هيدريد الإنديوم ثنائي لم يفعل ذلك. تم
التعرف حتى الآن، على الرغم من وجود أكبر المجمعات. [38]

في الكيمياء غير العضوية، ويمكن أيضا أن تكون بمثابة هيدريدات سد يغاندس
أن مراكز الرابط معدنيين في مجمع التنسيق. هذه الوظيفة هو شائع وخاصة في
العناصر 13 المجموعة، وخاصة في boranes (هيدريدات البورون) ومجمعات
الألمنيوم، وكذلك في carboranes متفاوت المسافات. [39] البروتونات والأحماض
مزيد من المعلومات: حمض قاعدة ردود الفعل

أكسدة الهيدروجين يزيل الإلكترون ويعطي H +، والتي لا تحتوي على نواة
وإلكترونات التي تتألف عادة من بروتون واحد. هذا هو السبب وغالبا ما تسمى H
+ بروتون. هذا النوع هو محور المناقشة من الأحماض. تحت نظرية
برونستيد-لوري، والأحماض هي الجهات المانحة بروتون، في حين يقبلون قواعد
بروتون هي.

ويمكن لبروتون العارية، H +، غير موجود في الحل أو في البلورات
الأيونية، وذلك بسبب جاذبيتها لا يمكن وقفها لذرات أو جزيئات أخرى مع
الإلكترونات. إلا في درجات الحرارة العالية المرتبطة البلازما، لا يمكن أن
البروتونات مثل شطبها من السحب الإلكترون من الذرات والجزيئات، وستظل تعلق
عليها. ومع ذلك، يستخدم أحيانا "بروتون" على المدى فضفاضة ومجازا للإشارة
إلى الهيدروجين المشحونة إيجابيا أو الموجبة المرفقة مع الأنواع الأخرى في
هذا الشكل، وعلى هذا النحو هو الرمز "H +" دون أي الإيحاء بأن أي
البروتونات واحدة موجودة بحرية كنوع.

يسمى "أيون الهيدرونيوم" (H3O +) لتجنب الآثار المترتبة على "بروتون
solvated" عارية في الحل، وتعتبر في بعض الأحيان المحاليل المائية الحمضية
تحتوي على الأنواع الأقل المرجح همية. ولكن، حتى في هذه الحالة، ويعتقد أن
هذه الكاتيونات الهيدروجين solvated أكثر واقعية جسديا التي سيتم تنظيمها
في مجموعات الأنواع التي تشكل أقرب إلى H9O + 4. [40] تم العثور على أيونات
أوكسونيوم أخرى عندما حل في الماء مع غيرها من المذيبات. [41]

على الرغم من غرابة على الأرض، واحدة من الأيونات الأكثر شيوعا في الكون
هو H + 3 أيون، والمعروفة باسم الهيدروجين الجزيئي أو البروتونية الموجبة
trihydrogen. [42] النظائر المقالة الرئيسية: نظائر الهيدروجين الهيدروجين
التفريغ (الطيف) أنبوب الديوتيريوم التفريغ (الطيف) أنبوب تدور الرسم
التخطيطي للذرة إيجابية في منطقة الوسط بنسبة جسيمات سالبة. البروتيوم،
النظير الأكثر شيوعا من الهيدروجين، واحد بروتون والكترون واحد. فريدة من
نوعها بين جميع النظائر مستقرة، فإنه لا يوجد لديه النيوترونات (انظر
diproton لمناقشة لماذا الآخرين لا وجود لها).

تدل 1H، 2H 3H والهيدروجين من ثلاثة نظائر طبيعية. تم توليفها أخرى، نوى
غير مستقرة للغاية (4H ل7H) في المختبر ولكن لم تلاحظ في الطبيعة. [43]
[44]

1H هو نظير الهيدروجين الأكثر شيوعا مع وفرة من أكثر من 99.98٪. لأن نواة هذا النظير يتكون من بروتون واحد فقط، مقابل حصولها على وصفي ولكن نادرا ما تستخدم البروتيوم الاسم الرسمي. [45]
ومن المعروف 2H، والآخر مستقر نظائر الهيدروجين، الديوتيريوم وكما يحتوي على بروتون واحد ونيوترون واحد في نواته. ويعتقد أساسا جميع الديوتيريوم في الكون قد تم إنتاجها في وقت الانفجار الكبير، وعانى منذ ذلك الوقت. الديوتيريوم ليس المشعة، ولا تمثل خطرا كبيرا سمية. ويسمى الماء المخصب في الجزيئات التي تشمل الديوتيريوم بدلا من الهيدروجين العادي الماء الثقيل. الديوتيريوم وتستخدم مركباته كتسمية غير المشعة في التجارب الكيميائية والمذيبات في ل1H-NMR الطيفي. [46] يستخدم الماء الثقيل كمهدئ نيترون والمبرد للمفاعلات النووية. الديوتيريوم هو وقود أيضا إمكانية الاندماج النووي التجارية. [47]
كما هو معروف 3H التريتيوم ويحتوي على بروتون واحد واثنين من النيوترونات في نواته. فمن المشعة، المتحللة في الهليوم-3 عن طريق اضمحلال بيتا وله فترة عمر نصف 12.32 عاما. [39] ومن المشعة بحيث يمكن استخدامه في الطلاء المضيئة، مما يجعلها مفيدة في أشياء مثل الساعات. الزجاج يمنع كمية صغيرة من الإشعاع من الخروج [48] كميات صغيرة من التريتيوم تحدث بشكل طبيعي بسبب تفاعل الأشعة الكونية مع غازات الغلاف الجوي؛ كما تم التريتيوم صدر خلال تجارب الأسلحة النووية [49] فهو يستخدم في النووي. ردود الفعل الانصهار، [50] والجيوكيمياء في التتبع النظير، [51] والمتخصصة في أجهزة الإضاءة التي تعمل بالطاقة الذاتية. [52] كما تم التريتيوم المستخدمة في وضع العلامات التجارب الكيميائية والبيولوجية باعتبارها radiolabel. [53]

الهيدروجين هو العنصر الوحيد الذى له أسماء مختلفة لنظائره في الاستعمال
الشائع اليوم. أثناء الدراسة في وقت مبكر من النشاط الإشعاعي، وقدمت مختلف
النظائر المشعة أسماء خاصة بهم، ولكنها لم تعد تستخدم هذه الأسماء،
باستثناء الديوتيريوم والتريتيوم. وتستخدم في بعض الأحيان الرموز وD T
(بدلا من 2H 3H و) لالديوتيريوم والتريتيوم، ولكن الرمز المقابل
لالبروتيوم، P، هو بالفعل في استخدامها لالفوسفور وبالتالي فلن يكون متوفرا
لالبروتيوم. [54] في مبادئها التوجيهية nomenclatural ، والاتحاد الدولي
للكيمياء البحتة والتطبيقية يسمح أي من D، T، 2H، 3H واستخدامها، على الرغم
من ويفضل 2H 3H و. [55] تاريخ اكتشاف واستخدام المقال الرئيسي: الجدول
الزمني للتكنولوجيات الهيدروجين

في 1671، اكتشف روبرت بويل ووصف التفاعل بين برادة الحديد والأحماض
المخففة، والذي ينتج في إنتاج غاز الهيدروجين. [56] [57] في 1766، هنري
كافنديش كان أول من اعترف غاز الهيدروجين كمادة منفصلة، ​​عن طريق تسمية
الغاز من رد فعل المعادن الحمضية "هواء قابل للاشتعال". وهو يتكهن بأن
"هواء قابل للاشتعال" كان في الواقع مطابقة للمادة افتراضية تسمى
"فلوجيستون" [58] [59] وإيجاد مزيد من عام 1781 أن الغاز ينتج الماء عندما
احترقت. وعادة ما يعطى الفضل في اكتشاف أنه، بوصف ذلك عنصرا. [2] [3] في
1783، انطوان لافوازييه أعطى عنصر الهيدروجين اسم (من اليونانية معنى ὕδρω
المياه والطاقة المائية الجينات γενῆς يعني الخالق) [4] وعندما لابلاس
مستنسخة في إيجاد كافنديش الذي يتم انتاجه الماء عندما يتم حرق الهيدروجين.
[3] أنطوان لافوازييه لوران دي

إنتاج الهيدروجين لافوازييه لتجاربه الشهيرة على حفظ الشامل عن طريق
تفاعل وتدفق البخار مع الحديد المعدني من خلال أنبوب الحديد المتوهجة يسخن
في النار. يمكن أكسدة اللاهوائية من الحديد من قبل البروتونات من الماء في
درجة حرارة عالية مثل تخطيطي من قبل مجموعة من ردود الفعل التالية:

FE + H2O → H2 + فيو

2 الحديد + 3 H2O → Fe2O3 + 3 H2

3 + 4 H2O الحديد Fe3O4 + 4 → H2

العديد من المعادن مثل الزركونيوم الخضوع رد فعل مماثل مع الماء مما يؤدي إلى إنتاج الهيدروجين.

والهيدروجين المسال لأول مرة من قبل جيمس ديوار عام 1898 باستخدام التبريد التجدد واختراع