Unterschied zwischen Wasserstoff und Sauerstoff

Hauptunterschied - Wasserstoff gegen Sauerstoff

Das Periodensystem der Elemente zeigt jedes Element, das bisher anhand seiner Ordnungszahlen (aufsteigender Reihenfolge) auf der Erde entdeckt wurde. Einige dieser Elemente sind auf der Erde sehr reichlich vorhanden, während andere Elemente in Spuren vorhanden sind. Wasserstoff und Sauerstoff sind zwei Elemente, die fast überall auf der Erde vorkommen. Der Hauptunterschied zwischen Wasserstoff und Sauerstoff ist das Wasserstoff hat keine Neutronen in seinem stabilsten Isotop, während Sauerstoff 8 Neutronen in seinem stabilsten Isotop hat.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Wasserstoff?
     - Definition, Isotope, Struktur, Eigenschaften, Abundanz
2. Was ist Sauerstoff?
      - Definition, Isotope, Struktur, Eigenschaften, Abundanz
3. Was ist der Unterschied zwischen Wasserstoff und Sauerstoff?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Allotrope, Ordnungszahl, Elektron, Wasserstoff, Isotope, Neutron, Sauerstoff, Proton, Protium

Was ist Wasserstoff?

Wasserstoff ist ein Element mit Ordnungszahl 1 und Symbol H. Es ist das Element, das oben im Periodensystem zu finden ist. Wasserstoff hat drei natürlich vorkommende Isotope. Sie sind Protium, Deuterium und Tritium. Sie unterscheiden sich in der Anzahl der Neutronen, die sie in ihrem Kern haben. Unter diesen Isotopen ist das am häufigsten vorkommende Isotop Protium. Die Menge an Protium in der Natur beträgt etwa 98%. Daher bezieht sich der Begriff Wasserstoff typischerweise auf Protium.

Wasserstoff hat keine Neutronen, nur ein Proton und ein Elektron. Wasserstoff hat nur einen s Orbital und keine anderen Orbitale. Daher befindet sich das einzige Elektron des Wasserstoffatoms im Orbit. Da dieses Elektron allein und ungepaart ist, kann Wasserstoff H bilden⁺ Ionen leicht durch Entfernen dieses Elektrons. Das Vorhandensein eines ungepaarten Elektrons macht das Wasserstoffatom instabil. Daher neigt Wasserstoff dazu, kovalente Bindungen mit vielen verschiedenen Elementen zu bilden, indem er sein Elektron mit ihnen teilt.

Die in der Natur am häufigsten vorkommende Form von Wasserstoff sind Wassermoleküle. Zwei Wasserstoffatome sind kovalent mit einem Sauerstoffatom in einem Wassermolekül gebunden. Die Summenformel von Wasser ist als H angegeben₂O. Abgesehen davon wird Wasserstoff in Kohlenwasserstoffen, vielen üblichen Polymeren und anderen organischen und anorganischen Spezies gefunden. Wasserstoff wird in der Atmosphäre als Wasserstoffgas gefunden. Die molekulare Formel von Wasserstoffgas ist H₂. Dort sind zwei Wasserstoffatome durch eine kovalente Bindung verbunden, indem sie das einzige Elektron teilen, das sie besitzen.

Abbildung 01: Chemische Struktur von H und H₂

Bei normaler Temperatur und normalem Druck ist Wasserstoff ein farbloses, geruchloses und ungiftiges Gas. Es ist leicht entflammbar. Wenn H₂ Gas reagiert mit Metallelementen, es bildet das H^- Anion. Dieses Anion wird Hydrid genannt. Die Bindung zwischen Metall und Hydrid ist ionisch und das Wasserstoffatom hat zwei (gepaarte) Elektronen im Hydridanion.

Was ist Sauerstoff?

Sauerstoff ist ein Element mit Ordnungszahl 8 und Symbol O. Der natürlich vorkommende Sauerstoff hat drei Isotope. Sie sind ¹⁶O, ¹⁷O und ¹⁸O. Aber die am häufigsten vorkommende Form ist ¹⁶O. Wenn wir also generell von Sauerstoff sprechen, beziehen wir uns auf ¹⁶O Isotop.

Sauerstoff hat 8 Protonen und 8 Neutronen im Kern. Es hat auch 8 Elektronen um den Kern. Diese Elektronen befinden sich in s- und p-Orbitalen. Die Elektronenkonfiguration von Sauerstoff beträgt 1s²2s²2p⁴. Da das äußerste Orbital, das Elektronen enthält, p-Orbital ist, gehört Sauerstoff zum p-Block des Periodensystems. Sauerstoff hat 4 Elektronen im 2p-Orbital. Zwei von ihnen sind gepaart und zwei andere Elektronen sind nicht gepaart. Daher kann Sauerstoff zu O werden^2- Anion durch Erhalten von zwei Elektronen von außen. Wenn zwei Elektronen gewonnen werden, erhält Sauerstoff die Elektronenkonfiguration von Neon, was eine sehr stabile Konfiguration ist.

Sauerstoff bildet O₂ Gas. Es ist das Gas, das jedes Lebewesen für seine Atmung benötigt. Der Prozentsatz von O₂ Gas in der Atmosphäre beträgt etwa 21%. Daher kommt Sauerstoff in der Atmosphäre am häufigsten vor. Sauerstoff wird auch als Teil von Wassermolekülen gefunden. Dort ist das Sauerstoffatom durch zwei kovalente Bindungen mit zwei Wasserstoffatomen verbunden. Sauerstoff ist das zweitstärkste elektronegative Element und steht nur hinter Fluor.

Abbildung 02: Bildung von O2-Molekül

Bei Normaltemperatur und -druck tritt Sauerstoff als zweiatomiges Molekül auf, das geruchlos, farblos und nicht toxisch ist. Es gibt zwei Allotrope von Sauerstoff als O₂ und O₃. O₂ wird typischerweise als Disauerstoff oder Sauerstoff bezeichnet, während O bezeichnet wird₃ heißt Ozon. Ozon befindet sich hauptsächlich in der Ozonschicht in der oberen Atmosphäre.

Unterschied zwischen Wasserstoff und Sauerstoff

Definition

Wasserstoff: Wasserstoff ist ein Element mit der Ordnungszahl 1 und dem Symbol H.

Sauerstoff: Sauerstoff ist ein Element mit der Ordnungszahl 8 und dem Symbol O.

Anzahl der Neutronen

Wasserstoff: Das häufigste Isotop des Wasserstoffs hat im Kern keine Neutronen.

Sauerstoff: Das häufigste Isotop des Sauerstoffs hat 8 Neutronen im Kern.

Orbitale

Wasserstoff: Wasserstoff hat nur ein Orbital.

Sauerstoff: Sauerstoff hat s- und p-Orbitale.

Anzahl ungepaarter Elektronen

Wasserstoff: Wasserstoff hat ein ungepaartes Elektron.

Sauerstoff: Sauerstoff hat zwei ungepaarte Elektronen.

Anzahl kovalenter Anleihen

Wasserstoff: Wasserstoff kann nur eine kovalente Bindung eingehen.

Sauerstoff: Sauerstoff kann zwei kovalente Bindungen bilden.

Atommasse

Wasserstoff: Die Atommasse von Wasserstoff beträgt etwa 1,00794 u.

Sauerstoff: Die Atommasse von Sauerstoff beträgt 15,999 u.

Fazit

Sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff sind in der Erdkruste sehr häufig. Daher ist es wichtig, den Unterschied zwischen Wasserstoff und Sauerstoff zu verstehen. Diese Elemente befinden sich entweder in der Gasphase als ihre zweiatomigen Moleküle oder als feste oder flüssige Phase, wenn sie mit anderen Elementen verbunden sind.

Verweise:

1. "Kanadische Wasserstoff- und Brennstoffzellenvereinigung". Was ist Wasserstoff? N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 07. Juli 2017. 
2. "Was ist Sauerstoff?" Inogen. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 07. Juli 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. "Kovalenter Bindungswasserstoff" Von Jacek FH - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Abbildung 02 01 09" von CNX OpenStax (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia