Hydrogen ion
Hydrogen
Hydrogen (
IPA: , is a
chemical element represented by the symbol H and an
atomic number of 1. At
standard temperature and pressure it is a colorless, odorless,
nonmetallic, tasteless, highly
flammable diatomic gas (H2). With an
atomic mass of
1.00794 g/
mol, hydrogen is the lightest element.Hydrogen is the most
abundant of the chemical elements, constituting roughly 75% of the universe's elemental mass.
Stars in the
main sequence are mainly composed of hydrogen in its
plasma state. Elemental hydrogen is relatively rare on
Earth, and is industrially produced from
hydrocarbons such as methane, after which most elemental hydrogen is used "captively" (meaning locally at the production site), with the largest markets about equally divided between fossil fuel upgrading (e.g.,
hydrocracking) and in
ammonia production (mostly for the fertilizer market). Hydrogen may be produced from water using the process of
electrolysis, but this process is presently significantly more expensive commercially than hydrogen production from natural gas.
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Hydrogen atom
Atomic hydrogen redirects here. For the method of welding, see
Atomic hydrogen welding. A hydrogen atom is an atom of the chemical element
hydrogen. It is composed of a single negatively-charged
electron circling a single positively-charged
nucleus of the hydrogen atom. The nucleus of hydrogen consists of only a single proton (in the case of hydrogen-1 or protium; see box at right), or it may also include one or more neutrons (giving
deuterium,
tritium, and other isotopes). The electron is bound to the nucleus by the
Coulomb force. This article is primarily about Hydrogen-1, also known as protium or "light hydrogen", which is the primary component of natural hydrogen.
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Hydronium
Atome d'hydrogène
Ion hydronium
L'ion hydronium (H3O+) est un
ion oxonium. On trouve cet ion oxonium à l'état non hydraté dans des substances solides, dans des composés cristallins ou non. En revanche l'ion hydronium n'existe qu'en solution aqueuse. Il est alors entouré de plusieurs molécules d'
eau (H2O) en nombre indéterminé (ce qui n'en fait donc pas rigoureusement un
complexe) avec lesquelles il entretient des
liaisons hydrogène. Définitions H+ :
proton, mais éventuellement
tritium et
deutérium. H3O+ : ion oxonium existant dans l'état solide; véritable complexe avec liaisons O-H dirigées. H3O+(aq) abrégé de H3O+, n H2O: ion hydronium existant en milieu aqueux ; c'est un ion oxonium hydraté, entouré de façon informelle, par plusieurs couches de molécules d'eau (environ neuf couches). Les molécules d'eau polaires sont agglutinées autour de l'ion oxonium chargé positivement, sous l'influence de forces électrostatiques faibles. Ce phénomène appelé
solvatation ou interaction du solvant s'appelle hydratation dans l'eau. Eau solvant L'ion hydronium est présent en permanence dans l'eau, du fait de la réaction d'
autoprotolyse : Tout d'abord il y a dissociation d'une molécule d'eau. . Puis une deuxième molécule d'eau donne un véritable complexe avec le proton obtenu. Enfin, l'ion oxonium s'entoure de plusieurs couches de molécules d'eau par le phénomène de
solvatation (intervention du solvant: hydratation dans ce cas) sous l'influence de forces électrostatiques faibles (
force de van der Waals) appelées encore ici, liaisons hydrogène. Le proton solvaté obtenu est appelé ion hydronium, noté H3O+(aq), abrégé de aqueux pour illustrer le fait qu'il est hydraté. Le schéma réactionnel global peut s'écrire: HO-(aq) étant l'ion
hydroxyde qui est lui aussi soumis au phénomène de solvatation. Néanmoins cette réaction est peu importante puisque dans 1 litre d'eau pure, à 25°C, seulement 10-7 mole d'eau est dissociée, soit environ deux molécules sur un milliard... L'ion hydronium est responsable de la propriété des
acides selon la définition de
Bronsted. Il est présent dans toute solution aqueuse en équilibre avec l'ion
hydroxyde HO-. C'est la mesure de sa concentration qui permet de déterminer le
pH de la solution.
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Oxonium
Wasserstoffatom
Ein Wasserstoffatom ist ein Atom des
chemischen Elements Wasserstoff, das normalerweise nur als zweiatomiges Wasserstoffgas vorkommt (H2).Das Atom besteht aus einem einfach positiv geladenen
Atomkern (mit einem Proton und null bis zwei Neutronen) und einem negativ geladenen
Elektron. Elektron und Atomkern sind aufgrund ihrer entgegengesetzten
elektrischen Ladung aneinander gebunden (
coulombsches Gesetz).Das Wasserstoffatom ist das am einfachsten aufgebaute aller Atome und bietet daher den Schlüssel zum Verständnis des Aufbaus und der Eigenschaften aller
Atome. Es ist das einzige Atom, für das die
quantenmechanische Schrödinger-Gleichung analytisch, d. h. in mathematisch geschlossener Form, gelöst werden kann. Die
Spektrallinien des Wasserstoffatoms sind mit hoher Genauigkeit berechenbar, und können mit den gemessenen Werten verglichen werden, wie zum Beispiel das bekannteste Linienmultiplett, die
Balmer-Serie.
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Jon hydroniowy
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Oxonium
Een oxoniumion is de verzamelnaam voor elk
ion dat een trivalent (en dus positief geladen)
zuurstofatoom bevat. De algemene formule van het oxoniumion is R3O+. Het meest eenvoudige en meest voorkomende oxoniumion is het
hydroxonium-ion (H3O+).Andere oxoniumionen ontstaan bijvoorbeeld bij protonering van
alcoholen,
ketonen of
ethers. Deze alkyloxoniumionen zijn in het algemeen niet stabiel en zeer reactief. Het zijn sterke
Lewis-zuren en zijn vaak een tussenproduct in organische reacties (bijvoorbeeld E2 eliminaties).
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