O hidrogênio foi identificado como uma substância distinta no século XVIII. Já no século XVII, sábios como Robert Boyle (1627-1691) observavam que um gás inflamável era liberado durante a reação de um metal com um ácido. Mas foi somente em 1766 que Henry Cavendish (1731-1810) isolou esse gás e o estudou sistematicamente. Ele o chamou de "ar inflamável" e demonstrou que produzia água ao queimar.
Em 1783, Antoine Lavoisier (1743-1794) interpretou corretamente os resultados de Cavendish e demonstrou que a água é um composto, não um elemento. Ele nomeou esse gás hidrogênio, significando "que gera água" (do grego hydro = água e genes = criar). Esta descoberta foi decisiva no advento da química moderna.
O hidrogênio (símbolo H, número atômico 1) é o elemento químico mais simples, constituído por um único próton e um elétron. Seu isótopo mais comum, o prótio (¹H), não possui nêutron. Dois outros isótopos existem: o deutério (²H), estável e naturalmente presente em pequenas proporções, e o trítio (³H), radioativo com uma meia-vida de cerca de 12,3 anos.
À temperatura ambiente, o hidrogênio é encontrado na forma de gás diatômico (H₂), extremamente leve (densidade ≈ 0,08988 g/L), incolor, inodoro e altamente inflamável. Ele funde a 13,99 K e ferve a 20,27 K.
| Isótopo / Notação | Prótons (Z) | Nêutrons (N) | Massa atômica (u) | Abundância natural | Meia-vida / Estabilidade | Decaimento / Observações |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Prótio — \(\,^{1}\mathrm{H}\,\) | 1 | 0 | 1.007825 u | ≈ 99,985 % | Estável | Núcleo reduzido a um próton; base do hidrogênio atômico. |
| Deutério — \(\,^{2}\mathrm{H}\) (D) | 1 | 1 | 2.014102 u | ≈ 0,0156 % | Estável | Um próton + um nêutron; núcleo ligado, usado em RMN e fusão. |
| Trítio — \(\,^{3}\mathrm{H}\) (T) | 1 | 2 | 3.016049 u | Traço | 12,32 anos | Radioativo β\(^-\) dando \(\,^{3}\mathrm{He}\). Produzido em reatores e usado para fusão D–T. |
| Isótopos neutrônicos extremos — \(\,^{4}\mathrm{H},\,^{5}\mathrm{H},\,^{6}\mathrm{H},\,^{7}\mathrm{H}\) | 1 | 3 — 6 | — (ressonâncias) | Não naturais | \(10^{-22}\) — \(10^{-21}\) s | Estados muito instáveis observados em laboratório; decaimento imediato por emissão de nêutrons. |
O hidrogênio é um redutor poderoso e forma ligações químicas com muitos elementos: halogênios, oxigênio, enxofre, metais, etc. Ele forma hidretos e pode agir como um ácido (doador de próton) ou uma base (aceptor de próton) dependendo do contexto. O hidrogênio está envolvido na redução de óxidos metálicos liberando um próton quando age como ácido, e na hidrogenação de compostos orgânicos capturando um próton quando age como base.
O hidrogênio representa cerca de 75% da massa bariônica do universo. Ele foi sintetizado em grandes quantidades no momento do Big Bang. Nas estrelas, serve como combustível para reações de fusão termonuclear via ciclo próton-próton ou ciclo CNO. No meio interestelar, é encontrado em forma atômica (H I), molecular (H₂) ou ionizada (H⁺). Sua linha de 21 cm é uma ferramenta importante na radioastronomia para mapear a estrutura galáctica.
N.B. :
A linha de 21 cm é um sinal de rádio emitido pelo hidrogênio neutro no espaço. Ela ocorre quando uma pequena mudança na orientação dos spins do próton e do elétron no átomo de hidrogênio libera um fóton. Embora essa transição seja rara e muito fraca, ela é muito útil para os astrônomos "verem" a distribuição do hidrogênio em nossa galáxia e em galáxias próximas, pois atravessa facilmente as nuvens de poeira que bloqueiam a luz visível.
O átomo de hidrogênio é o sistema quântico mais simples e serve como modelo para testar as previsões da mecânica quântica e da eletrodinâmica quântica (QED). Seu espectro eletrônico, muito bem medido, permite restringir as constantes fundamentais e explorar hipóteses sobre a variação dessas constantes no tempo ou no espaço.
Berílio (Z=4): um metal
raro com propriedades excepcionais 
