Wasserstoff wurde im 18. Jahrhundert als eigenständiger Stoff identifiziert. Bereits im 17. Jahrhundert beobachteten Wissenschaftler wie Robert Boyle, dass ein brennbares Gas freigesetzt wurde, wenn ein Metall mit einer Säure reagierte. Aber es ist nur drin1766DasHenry Cavendishisolierte dieses Gas und untersuchte es systematisch. Er nannte sie „brennbare Luft“ und zeigte, dass bei der Verbrennung Wasser entsteht.
In1783, Antoine Lavoisierinterpretierte Cavendishs Ergebnisse richtig und zeigte, dass Wasser eine Verbindung und kein Element ist. Er gab diesem Gas einen NamenWasserstoff, was „das Wasser erzeugt“ bedeutet (aus dem Griechischen).Wasserkraft= Wasser undGenua= erstellen). Diese Entdeckung war entscheidend für das Aufkommen der modernen Chemie.
Wasserstoff (Symbol H, Ordnungszahl 1) ist das einfachste chemische Element und besteht aus einem einzelnen Proton und einem Elektron. Sein häufigstes Isotop, Protium (¹H), besitzt kein Neutron. Es gibt zwei weitere Isotope: Deuterium (²H), stabil und natürlicherweise in geringen Anteilen vorhanden, und Tritium (³H), radioaktiv mit einer Halbwertszeit von etwa 12,3 Jahren.
Wasserstoff liegt bei Raumtemperatur als zweiatomiges Gas (H₂) vor, ist extrem leicht (Dichte ≈ 0,08988 g/L), farblos, geruchlos und leicht entzündlich. Es schmilzt bei 13,99 K und siedet bei 20,27 K.
Wasserstoff ist ein starkes Reduktionsmittel und bildet chemische Bindungen mit vielen Elementen: Halogenen, Sauerstoff, Schwefel, Metallen usw. Er bildet Hydride und kann sich je nach Kontext wie eine Säure (Protonendonator) oder eine Base verhalten. Es wird insbesondere zur Reduktion von Metalloxiden oder zur Hydrierung organischer Verbindungen eingesetzt.
Wasserstoff wird verwendet:
Wasserstoff macht etwa 75 % der baryonischen Masse im Universum aus. Zur Zeit des Urknalls wurde es in großen Mengen synthetisiert. In Sternen dient es als Brennstoff für thermonukleare Fusionsreaktionen über den Proton-Proton-Zyklus oder den CNO-Zyklus.
Im interstellaren Medium kommt es in atomarer (HI), molekularer (H₂) oder ionisierter (H⁺) Form vor. Seine 21-cm-Linie ist ein wichtiges Instrument der Radioastronomie zur Kartierung der galaktischen Struktur.
Das Wasserstoffatom ist das einfachste Quantensystem und dient als Modell zur Überprüfung der Vorhersagen der Quantenmechanik und Quantenelektrodynamik (QED). Sein sehr gut gemessenes elektronisches Spektrum (Lyman-, Balmer-Linien usw.) ermöglicht es, die Grundkonstanten einzuschränken und Hypothesen über die zeitliche oder räumliche Variation dieser Konstanten zu untersuchen.
