HYDROGÈNE

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Propriétés chimiques

L'hydrogène était déjà connu des alchimistes, qui le préparaient par action des acides sur les métaux sous le nom d'air inflammable. Cavendish fut le premier à le recueillir dans une cloche à mercure et c'est Lavoisier qui lui donna son nom.

La stabilité thermique de la molécule d'hydrogène explique sa faible réactivité à basse température. Il faut amorcer les réactions à chaud ou utiliser un catalyseur qui favorise sa dissociation.

La présence de l'unique électron sur un niveau de faible énergie (le niveau 1s à l'état fondamental) explique la valeur élevée du potentiel d'ionisation (13,6 eV) – du même ordre de grandeur que celle du krypton. La conséquence en est l'absence de composés solides contenant l'hydrogène sous forme d'ions H+. L'affinité faible, mais positive (67 kJ . mole-1), limite l'existence d'ions H- aux combinaisons avec les éléments les plus électropositifs, donc les plus faciles à ioniser. Ces remarques expliquent que, dans la plupart de ses composés chimiques, l'hydrogène possède des liaisons fortement covalentes.

Action de l'hydrogène sur les corps simples. Hydrures

Trois classes de composés très différents peuvent se former. Leur nature est liée à la position de l'élément considéré dans le tableau périodique.

Hydrures : différentes classes

Dessin : Hydrures : différentes classes

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Énergie de la liaison X–H 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Hydrures ioniques ou salins

Correspondant aux éléments les plus électropositifs – essentiellement les alcalins et les alcalinoterreux –, les hydrures ioniques ou salins sont caractérisés par l'ion H-. L'électrolyse en milieu sel fondu donne en effet un dégagement d'hydrogène à l'anode. La forte polarisabilité de l'ion H- due au petit nombre d'électrons présents explique les variations sensibles de rayon ionique (0,144 nm dans LiH et 0,154 nm dans CsH).

On obtient ces hydrures par synthèse directe entre 200 et 500 0C. Leur structure électronique explique leur faible stabilité thermique : le seul qui ait une tension de dissociation inférieure à 1 bar au point de fusion est LiH (0,04 bar à 680 0C).

Les hydrures alcalins possèdent une structure de type NaCl, les hydrures alcalino-terreux la struc [...]


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Hydrures : différentes classes

Hydrures : différentes classes
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Énergie de la liaison H-X

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 25 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/hydrogene/