L’Idrogeno

Simbolo dell'elemento chimico Idrogeno della tavola periodica
Idrogeno

L’idrogeno è il primo elemento della tavola periodica, con numero atomico 1. Esso appartiene, dunque, al primo gruppo e al primo periodo. Esso è inserito nel primo gruppo, ovvero quello dei “metalli alcalini”: questo termine, tuttavia, è riferito solamente agli elementi dal litio in giù, escludendo quindi l’idrogeno.

L’idrogeno è l’elemento più leggero in assoluto, ma nonostante questo è anche il più abbondante, in termini ponderali, nell’universo.

Essendo l’elemento con la struttura atomica più semplice, esso è stato ampiamente studiato, sia in passato che in tempi più recenti. Lo sviluppo della meccanica quantistica ha permesso uno studio approfondito di questo elemento.

Storia dell’idrogeno

La scoperta dell’idrogeno non è stata facile. Esso, infatti, nel suo stato elementare H2, è un gas talmente leggero che tende a sfuggire alla forza di gravità, uscendo così dall’atmosfera.

I primi scienziati ad avere un contatto ravvicinato con l’idrogeno gassoso, seppur inconsapevolmente, furono Paracelso, prima, e Robert Boyle, dopo, nel 1671. Entrambi si accorsero della formazione di questo gas infiammabile facendo reagire dei metalli (principalmente limatura di ferro) con acidi forti. Tuttavia, il loro contributo non andò oltre l’osservazione della formazione di questo gas infiammabile.

La vera scoperta dell’idrogeno, invece, è attribuita ad Henry Cavendish, il quale, nel 1766, riconobbe la sua forma molecolare gassosa H2 come una sostanza discreta, la quale definì “aria infiammabile”. Cavendish giunse a tali conclusioni in seguito alla reazione del mercurio con acidi forti, la quale liberava un gas incolore e inodore, ma appunto infiammabile. Nonostante egli identificò erroneamente l’origine di tale gas, attribuendola ad un rilascio del mercurio, Cavendish fu comunque in grado di descrivere accuratamente molte proprietà dell’idrogeno. Questo è il motivo per cui la scoperta del primo elemento della tavola periodica è spesso attribuita a questo scienziato.

Successivamente, nel 1783, Antoine Lavoisier verificò la scoperta di tale gas, la cui combustione portava alla formazione di acqua. Per tale motivo, Lavoisier decise di chiamarlo “Hydrogène”, dal greco “generatore di acqua”.

Generalità
Nome: Idrogeno
Simbolo chimico: H
Numero atomico: 1
Gruppo (classificazione IUPAC): 1
Periodo: 1
Blocco: s
Serie chimica: Non metalli
Numero CAS: 1333-74-0
Proprietà
Proprietà atomiche
Massa atomica relativa: 1.00794 uma
Raggio covalente: 37 pm
Raggio di Van der Waals: 120 pm
Raggio ionico: (none)
Configurazione elettronica: 1s1
Termine spettroscopico di Russel-Saunders: 2S1/2
Affinità elettronica: 72.8 kJ mol-1 (0.754 eV)
Energia di prima ionizzazione: 1312.05 kJ mol-1 (13.598 eV)
Elettronegatività (Pauling): 2.20
Elettronegatività (Allen): 2.30
Proprietà cristallografiche
Struttura cristallina: Esagonale compatta (hcp) [molecole di H2]
Proprietà fisiche
Stato standard @ 298.15 K: Gas incolore
Densità: 0.08988 kg m-3
Volume molare: 11.42・10-3 m3 mol-1
Punto di fusione: 14.025 K (-259.125 °C)
Punto di ebollizione: 20.268 K (-252.882 °C)
Punto critico: 32.01 K (-241.14 °C) @ 1.293 MPa
Entalpia di fusione: 0.558 kJ mol-1
Entalpia di vaporizzazione: 0.452 kJ mol-1
Tensione di vapore: 209 kPa @ 23 K
Velocità del suono @ 298.15 K: 1270 m s-1