HYDROGÈNE

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Isotopes et formes allotropiques

Trois isotopes sont connus. L'hydrogène (symbole H) léger, dont le noyau est formé uniquement d'un proton, est de loin le plus répandu. Le deutérium (symbole D), dont le noyau contient également un neutron, n'existe qu'à un taux de 0,015 p. 100 dans l'hydrogène naturel. Le tritium (symbole T), dont le noyau contient un second neutron, est un isotope artificiel.

Le deutérium est obtenu à partir de l'eau lourde D2O, elle-même préparée par électrolyses successives de solutions aqueuses (l'électrolyse favorise le départ de l'hydrogène H2, donc l'enrichissement en D2O). Alors que pour les éléments plus lourds les propriétés physiques des isotopes et de leurs composés sont très voisines et les propriétés chimiques indiscernables, il n'en est pas de même pour H et D grâce à un rapport des masses atomiques sensiblement égal à 2. L'eau lourde bout à 101,4 0C et se solidifie à 3,8 0C, sa masse volumique à 25 0C est 1,1046 g ( cm-3 au lieu de 0,9970 g . cm-3 pour l'eau ordinaire. La molécule de deutérium, dont l'énergie de vibration à 0 K est inférieure d'un facteur 2 à celle de l'hydrogène, possède une énergie de dissociation de 439,5 kJ . mole-1 à cette température, au lieu de 431,9 kJ . mole-1 pour H2. Il en résulte une plus faible réactivité chimique pour D2. Ce résultat peut être étendu aux liaisons C − D et C − H : la bromuration de l'acétone est environ sept fois plus lente dans le premier cas que dans le second. Le deutérium est utilisé pour marquer des groupements privilégiés en spectroscopie ou en cinétique organiques et les identifier ultérieurement.

Le tritium est généralement obtenu par bombardement neutronique du 6Li :

Il se désintègre, avec une période relativement courte (12,4 ans), en donnant une émission β.

Les isotopes lourds de l'hydrogène sont les principaux constituants des réactions de fusion au sein de la bombe H :

Une réaction analogue peut être obtenue sans passag [...]

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Hydrures : différentes classes

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Énergie de la liaison H-X

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Hydrures covalants : température d'ébullition

Hydrures covalants : température d'ébullition
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Équilibre vapeur d'eau-hydrogène

Équilibre vapeur d'eau-hydrogène
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Écrit par :

  • : professeur à la faculté des sciences de Bordeaux, directeur du Laboratoire de chimie du solide au C.N.R.S.

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Pour citer l’article

Paul HAGENMULLER, « HYDROGÈNE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 29 juillet 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/hydrogene/