Wasserstoffatom gegen Wasserstoffion
Wasserstoff ist das erste und kleinste Element im Periodensystem, das mit H bezeichnet wird. Es wird aufgrund seiner Elektronenkonfiguration in Gruppe 1 und Periode 1 des Periodensystems eingeordnet: 1s1. Wasserstoff kann ein Elektron aufnehmen, um ein negativ geladenes Ion zu bilden, oder das Elektron leicht spenden, um ein positiv geladenes Proton zu erzeugen, oder das Elektron teilen, um kovalente Bindungen zu bilden. Aufgrund dieser Fähigkeit ist Wasserstoff in einer großen Anzahl von Molekülen vorhanden und ist ein sehr reiches Element in der Erde. Wasserstoff hat drei Isotope, die als Protium bezeichnet werden-1H (keine Neutronen), Deuterium-2H (ein Neutron) und Tritium- 3H (zwei Neutronen). Protium ist das am häufigsten vorkommende von drei mit einem relativen Vorkommen von etwa 99%. Wasserstoff existiert als zweiatomiges Molekül (H2) in der Gasphase und es ist ein farbloses, geruchloses Gas. Darüber hinaus ist Wasserstoff ein extrem brennbares Gas, das mit hellblauer Flamme verbrennt. Wasserstoff ist bei normaler Raumtemperatur nicht sehr reaktiv. Bei hohen Temperaturen kann es jedoch schnell reagieren. H2 ist im Oxidationszustand Null; Daher kann es als Reduktionsmittel wirken, um Metalloxide oder Chloride zu reduzieren und Metalle freizusetzen. Wasserstoff wird in der chemischen Industrie verwendet, z. B. zur Ammoniakproduktion im Haber-Prozess. Flüssiger Wasserstoff wird in Raketen und Fahrzeugen als Treibstoff verwendet.
Die Elemente im Periodensystem sind außer den Edelgasen nicht stabil. Daher versuchen Elemente, mit anderen Elementen zu reagieren, um die Edelgaselektronenkonfiguration zu erhalten, um Stabilität zu erreichen. Ebenso muss Wasserstoff ein Elektron erhalten, um die Elektronenkonfiguration des Edelgases Helium zu erreichen. Alle Nichtmetalle reagieren mit Wasserstoff und bilden Wasserstoffionen. Mit Ausnahme einiger Ähnlichkeiten weisen Wasserstoffatom und Wasserstoffion aufgrund der Änderung eines Elektrons unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften auf.
Wasserstoffatom
Das Wasserstoffatom ist das erste Element im Periodensystem. Das Wasserstoffatom hat ein Elektron und ein Proton. Daher hat es die Elektronenkonfiguration von 1s1. Es ist nur ein Elektron im s-Suborbital gefüllt, in dem zwei Elektronen untergebracht werden können. Daher ist das Wasserstoffatom instabil und sehr reaktiv, um eine stabile Elektronenkonfiguration zu erhalten. Je nach Isotop kann die Anzahl der Neutronen im Kern wie oben erwähnt variieren.
Wasserstoffion
Wasserstoffion wird auch als Hydron bezeichnet. Es wird durch Entfernung eines Elektrons aus atomarem Wasserstoff hergestellt. Das Wasserstoffion hat eine Ladung von +1 (einwertig). Das Kation des Protiums ist spezifisch als Protonen bekannt. Dies ist der Typ von Wasserstoffatomen, den wir hauptsächlich betrachten, da das natürliche Vorkommen von Protium im Vergleich zu anderen Isotopen sehr hoch ist. Dies liegt in wässrigen Lösungen als Hydroniumionen (H3O+). Wasserstoffionen sind für die Azidität verantwortlich, und die Konzentration der Wasserstoffionen wird zur Berechnung des pH-Werts herangezogen. Wenn Wasserstoffatome mit anderen Nichtmetallen reagieren, werden Wasserstoffionen gebildet, die beim Lösen des Moleküls vollständig oder teilweise an das wässrige Medium abgegeben werden.
Was ist der Unterschied zwischen Wasserstoffatom und Wasserstoffion? • Wasserstoffionen tragen eine Ladung +1, im Gegensatz zu einem neutral geladenen Wasserstoffatom. • Das Wasserstoffatom hat ein Proton und ein Elektron, während das Wasserstoffion ein Proton hat, aber keine Elektronen. • Aufgrund der Freisetzung eines Elektrons unterscheidet sich der Wasserstoffionenradius vom Atomradius. • Das Wasserstoffatom ist reaktiver als das Ion, weil es instabiler ist. Das Ion hat die Heliumelektronenkonfiguration erreicht; daher ist es stabil. • Wasserstoffionen werden von negativ geladenen Elektroden angezogen, Wasserstoffatome jedoch nicht. |