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Das Periodensystem der Elemente
für den Schulgebrauch
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Wasserstoff
1,00794 u
1H
 I. Hauptgruppe 
1. Periode
 
_______________
1. Gruppe (IUPAC 89)
Þ Vgl. Protium, 1H, Deuterium, Tritium Zum Startpunkt Tabellen Begriffserklärungen Periodensystem in Großformat anzeigen Element suchen Zurück Innerhalb der Gruppe nach unten bewegen Innerhalb der Gruppe nach oben bewegen Nächstes Element anzeigen
Elementart: Nichtmetall Oxidationsstufe(n): -1, +1
Schmelztemperatur: -259,125 °C (14,025 K) Elektronegativität: 2,1
Siedetemperatur: -252,882 (20,268 K) Atomradius: 30 pm
Dichte: 0,00008988 g/cm3
Litermasse: 0,0899 g/L
Erdkrustenhäufigkeit: 0,88 %
Anordnung der Elektronen
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f .. 6s 6p 6d ... 7s
1                                      
Schalenmodell Lewis-Schreibweise Energieniveauschema
Schalenmodell
(Atom)
 

(Molekül H2)
Energieniveauschema
Name Der Name »hydrogenium« (= Wasserbildner) geht auf Lavoisier zurück.
Entdeckung Als 'brennbare Luft' bereits im 16. Jahrhundert bekannt (Einwirkung von Säuren auf Metalle). 1766 von Cavendish rein dargestellt. 1781 zeigt Cavendish, dass Wasserstoff zusammen mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. 1783 zerlegt Lavoisier Wasserdampf.
Eigenschaften
Zink reagiert mit Salzsäure. Die Gasbläschen bestehen aus Wasserstoff. Wasserstoff ist ein farb-, geschmack- und geruchloses Gas. Von allen Gasen hat Wasserstoff die geringste Dichte. Unter extrem hohem Druck zeigt Wasserstoff metallische Eigenschaften. Das Gas besteht aus zweiatomigen Molekülen (Elementmolekülen) mit der Formel H2. Es ist brennbar und im Gemisch mit Luft bzw. Sauerstoff oder Chlor explosiv (Knallgas bzw. Chlorknallgas).
 
Optimale Mischungen für Knallgas:
2 Teile Wasserstoff + 1 Teil Sauerstoff.
Für Chlorknallgas:
1 Teil Chlor + 1 Teil Wasserstoff.
Zink reagiert mit Salzsäure: Die im Reagenzglas aufsteigenden Gasbläschen bestehen aus Wasserstoff.
Knallgasprobe zum Nachweis von Wasserstoff:
Knallgasprobe Ein Reagenzglas mit dem Gas füllen und an der Öffnung entzünden. Schwache Verpuffung (wenig Sauerstoff) bzw. pfeifendes Geräusch (viel Sauerstoff) zeigen die Anwesenheit von Wasserstoff an.
 
Tondokument: Link Knallgasprobe (MP3)
Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Wasserstoff:
2 H2 + O2 ergibt 2 H2O (gasförmig)
Vorkommen Wasserstoff ist das häufigstes Element im Weltall. Auf der Erde findet sich Wasserstoff gebunden u.a. in Wasser, Erdöl und Erdgas. Jedes sechste Atom auf der Erde ist ein Wasserstoff-Atom.
Herstellung Kann durch Elektrolyse von Wasser hergestellt werden. Zur Gewinnung von 1 m3 Wasserstoff und 0,5 m3 Sauerstoff sind allerdings 5 kWh an elektrischer Energie notwendig! Technisch erzeugt man Wasserstoff durch Reduktion von Wasser mit glühendem Koks bzw. durch Spaltung von Erdgas. Herstellung im Labor z.B. durch Reaktion von Zink mit Salzsäure.
Linienspektrum
                      Balmer-Serie                               Lyman-Serie
                       Infrarot Ultraviolett
Verwendung Synthese von Methanol, Ammoniak und Chlorwasserstoff; zur Fetthärtung; zum autogenen Schweißen; Entschwefelung von Erdöl; Raketentreibstoff; Kraftfahrzeugantrieb.
Farbkennzeichnung
von Stahlflaschen

(DIN EN 1089-3)
Farbkennzeichnung von Wasserstoffflaschen
 
Flaschenschulter: rot
 

Flaschenkörper: rot

(Linksgewinde)
Isotope
Name Symbol Modell
des Kerns
Bau
des Kerns
Anteil
Protium 1H Protium-Kern 1 Proton ,
keine Neutronen
 Z = 1 
A = 1
99,985 %

 
Deuterium 2H
bzw.
D
Deuterium-Kern 1 Proton ,
1 Neutron
 Z = 1 
A = 2
0,015 %

 
Tritium 3H
bzw.
T
Tritium-Kern 1 Proton ,
2 Neutronen
 Z = 1 
A = 3
10–16 %
 
Radioaktivität
Bei allen drei Nukliden ist die  Kernladungszahl Z = 1 . Es handelt sich damit um Isotope des Wasserstoffs. Der Bau der Elektronenhülle ist bei allen Wasserstoffisotopen gleich. Die Unterschiede liegen nur in der Neutronenzahl N bzw. Nukleonenzahl A. Die Nukleonenzahl entspricht der Massenzahl.
Redox-Potenziale
H2 + 2 H2O 2 H3O+ + 2 e ±0,000 Volt
H2 + 2 H2O 2 H3O+ + 2 e
(bei pH=7)
-0,42 Volt
H2 + 2 OH 2 H2O + 2 e -0,84 Volt
2 H H2 + 2 e -2,24 Volt
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Quellenangabe für diese Seite:
 chemie-master.de: Periodensystem für den Schulgebrauch, Online im Internet: 
 http://www.chemie-master.de/pse/pse.php?modul=H [Stand 25.06.2016] 
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