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 HydrogèneRechercher images 

Corps simple, gazeux, se solidifiant à -259,14 °C, se liquéfiant à -252,87 °C ; élément (H) de numéro atomique 1, de masse atomique 1,0079. Elément le plus abondant de l'Univers, l'hydrogène n'occupe cependant pas sur la Terre la première place. L'air atmosphérique en renferme de petites quantités (3/10 000 en volume) ; à l'état de combinaison, l'hydrogène figure dans l'eau, dans beaucoup de corps minéraux et dans tous les corps organiques. C'est à partir de l'hydrogène que se forment les autres éléments dans les étoiles, lors des réactions thermonucléaires. L'atome d'hydrogène ordinaire est constitué d'un unique proton, autour duquel gravite un seul électron. On connaît en outre deux isotopes de l'hydrogène : le deutérium et le tritium. L'hydrogène naturel, constitué de molécules H2, est un gaz incolore et inodore ; il est le plus léger de tous les corps, sa densité par rapport à l'air étant 0,07. Il traverse plus rapidement qu'aucun autre gaz les parois poreuses. Après l'hélium, c'est le gaz le plus difficile à liquéfier. L'atome d'hydrogène s'ionise parfois, surtout sous la forme H+, c'est-à-dire sous forme de proton. Il ne peut exister seul dans une substance polarisable : il devient H3O+ dans l'eau. Peu actif à froid, l'hydrogène donne, à chaud ou au contact de catalyseurs, de nombreuses réactions. Elément univalent, il présente un caractère nettement électropositif. Il se combine directement à la plupart des non-métaux ainsi qu'aux métaux alcalins et alcalinoterreux. Il réagit avec les halogènes, donnant des hydracides. Il brûle avec une flamme bleue, et son mélange avec l'oxygène, détonant au contact d'une étincelle ou de mousse de platine, est employé dans le chalumeau oxhydrique. L'hydrogène se combine au soufre à chaud et à l'azote sous pression (préparation de l'ammoniac). Particulièrement avide d'oxygène et de chlore, il peut réduire beaucoup de leurs combinaisons. Il réduit le monoxyde de carbone à chaud en donnant du méthane (en présence de nickel) ou des carbures saturés (synthèse de Fischer-Tropsch). Avec les métaux de transition, l'hydrogène donne des composés interstitiels, les atomes d'hydrogène se plaçant dans les vides du réseau cristallin. Certains métaux peuvent absorber ainsi des quantités importantes d'hydrogène : des hydrures métalliques font, pour cette raison, l'objet d'études pour le stockage de celui-ci à bord de véhicules où il servirait de carburant. On prépare l'hydrogène industriellement à partir de l'eau (électrolyse ou réduction par le carbone) ou de mélanges gazeux qui en contiennent (gaz naturel, gaz des cokeries, gaz de pétrole). On procède principalement par décomposition catalytique des hydrocarbures par la vapeur d'eau. L'hydrogène est devenu un gaz industriel de première importance ; il est aujourd'hui employé comme matière première dans un grand nombre d'opérations chimiques (synthèse de l'ammoniac et du méthanol, traitements en pétrochimie). L'hydrogène liquide est souvent employé comme combustible pour la propulsion des lanceurs spatiaux. Produit par électrolyse de l'eau, par exemple à partir du "trop plein" d'électricité des centrales (nucléaires, solaires ou éoliennes) en heures creuses, il pourrait constituer un vecteur énergétique de l'avenir. L'hydrogène métallique est un état prédit dans les années 1930 : il perdrait alors son aspect isolant et moléculaire habituel pour se réorganiser en solide métallique. En 1968, le britannique Neil Ashcroft a prédit qu'il se comporerait comme un supraconducteur, et cela à température ambiante, mais sous une pression entre 400 et 500 gigapascals, inenvisageable actuellement. Mais en intégrant du lanthane au treillis d'hydrogène, on pourrait ramener la pression requise entre 100 et 200 gigapascals, quasi à notre portée [06/2019].
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