Chimie générale

Éditions Études Vivantes

L’hydrogène

diaporama réalisé par Christian Louis Ph.D.

La structure atomique de l’hydrogène

L’atome d’hydrogène, dont le symbole atomique

est H, possède la structure connue la plus simple.Le noyau atomique

contient un seul proton.Un seul électron gravite autour de ce noyau.L’électron, rapide et insaisissable, crée un nuage électronique sphérique autour du noyau.

Les isotopes de l’hydrogène

La forme la plus commune de l’atome H, l’isotope 1H, ne contient aucun neutron.

Le noyau atomique de l’isotope 2H contient un neutron et celui de l’isotope 3H en contient deux.

Deutérium 2HProtium 1H Tritium 3H

L’abondance de l’hydrogène dans l’univers

L’atome d’hydrogène est l’atome le plus abondant

dans l’univers.

L’élément hydrogèneDans l’espace interstellaire et intergalactique, l’hydrogène existe surtout sous la forme d’un gaz atomique, H.

Dans les noyaux des étoiles, les atomes d’hydrogène sont dépouillés de leurs électrons; il reste un plasma contenant H+.Dans l’atmosphère terrestre, on trouve des traces de dihydrogène gazeux, H2 . Toutefois, on en trouve des quantités importantes dans l’atmosphère des grosses planètes comme Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus.

Les composés de l’hydrogèneLa croûte terrestre contient 0,87 % d’hydrogène dont la

majeure partie est combinée avec de l’oxygène ou du carbone.

C

H H

O

Méthanal CH2O

H HO

Eau H2O

CH H

H

HMéthane CH4

O

CH H

H

HMéthanol CH3OH

La production de l’hydrogèneDans un laboratoire de chimie, on peut obtenir de

l’hydrogène élémentaire en faisant réagir une solution aqueuse composée d’un acide et d’un métal.

Zn (s) + 2 HCl (aq)

H2 (g) + ZnCl2 (aq)

Dans l’industrie, on obtient de l’hydrogène en faisant réagir le méthane ou le carbone avec de l’eau à haute

température.CH4 (g) + H2O (g)

3 H2 (g) + CO (g)

C (s) + H2O (g) H2 (g) + CO (g)

Les utilisations de l’hydrogèneL’hydrogène sert surtout à synthétiser l’ammoniac

utilisé dans les engrais.

N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)

L’hydrogène sert aussi à synthétiser le méthanol utilisé comme solvant ou comme additif dans l’essence.

2 H2 (g) + CO (g) CH3OH (l)

~CH=CH~ (l) + H2 (g)

~CH2-CH2~ (s)

L’hydrogène sert à hydrogéner les liaisons doubles des acides gras insaturés pour transformer des huiles en

margarineou en graisses de cuisson.

La combustion de l’hydrogèneL’hydrogène est utilisé comme combustible dans

certaines fusées.

2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g)

L’hydrogène est un combustible léger et propre qui libère beaucoup d’énergie. Malheureusement, le coût de

production est élevé.

2 H2O (l) 2 H2 (g) + O2 (g)

Des méthodes permettant de produire de l’hydrogène à faible coût,

par l’action de l’énergie solaire sur l’eau, sont a`l ’étude.