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CHEMIE-MASTER-Periodensystem für den Schulgebrauch

Periodensystem für den Schulgebrauch von chemie-master.de


123456789101112131415161718
1H                He
2LiBe          BCNOFNe
3NaMg          AlSiPSClAr
4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
6CsBaLANHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
7FrRaACTRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg
 
LanthanoideLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
ActinoideAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr

1,00794 u

1H

Wasserstoff


  • Elementart:

    Nichtmetall

  • 1. Gruppe (IUPAC)

    I. Hauptgruppe ( I A )

  • 1. Periode

    K-Schale

  • Elektronenkonfiguration:

    1s1

  • Schmelztemperatur:

    14,025 K bzw. -259,125 °C

  • Siedetemperatur:

    20,268 K bzw. -252,882 °C

  • Dichte:

    0,00008988 g/cm3

  • Litermasse:

    0,0899 g/L

  • Oxidationsstufe(n):

    -1, +1

  • Elektronegativität:

    2,1

  • Atomradius:

    30 pm

  • Ionenradius [pm]:

    H–: 154

  • 1. Ionisierungsenergie:

    1312,06 kJ/mol

  • Erdkrustenhäufigkeit:

    0,88 %

  • Schalenmodell:
    Schalenmodell von Wasserstoff
  • Energieniveauschema:
    Energieniveauschema von Wasserstoff
  • Lewis-Schreibweise:
    Lewisschreibweise von Wasserstoff

Wasserstoff (chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht)

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:

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.
Knallgasprobe zum Nachweis von Wasserstoff:

Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Wasserstoff:
2 H2 + O2 → 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):

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