수소

다른 뜻에 대해서는 수소 (수학) 문서를 참조하세요.

H	1H 수소 Hydrogen [그리스어 hydro (물) / gen (만드는 것)] / 水素
	평균 원자량 Average mass	1.008 (1.00797) Da
	모노이소토픽 원자량 Monoisotopic mass	1.007825 Da
	밀도 (실온)	0.08988 g/L
	원자 반지름	53 pm
물리적 성질 상세 설명 상온에서의 상태 녹는점 끓는점 전기음성도 2.20 기체 -259.16 °C -252.879 °C 전자친화도 72.8 kJ/mol 융해열 기화열 열용량 (25°C) 결정모양 육방정계 0.117 kJ/mol 0.904 kJ/mol 28.836 J/(mol·K) CAS 등록번호 1333-74-0

개요

수소(Hydrogen , 水素)는 주기율표의 첫 번째 자리를 차지하며, 가장 가벼운 원소이고, 우주 질량의 약 75 %를 차지하는 가장 풍부한 원소이다.

지구상에서 9번째로 풍부하며, 지구 전체질량의 0.9％를 차지한다. 수소는 우주 전체에 존재하는 모든 물질 질량의 약 75％를 차지할 정도로 풍부한 원소이다. 항성(恒星)의 중력에 의해 모아지며, 태양을 비롯한 별의 에너지를 공급하는 핵융합에 의해 헬륨으로 전환된다. 또한 동식물을 구성하는 모든 물질은 수소가 탄소 및 다른 원소와 결합하여 형성된 화합물이다. 석유와 석탄에는 탄화수소 형태로 있으며, 물 무게의 약 11％를 차지한다. 지구 대기 중에서는 수소 기체가 계속해서 우주로 빠져나가므로 함량이 낮다.

원자 구조

수소 원자는 원자핵에 하나의 양성자를, 그리고 주위에 한 개의 전자(1s 전자)를 갖고 있다. 바닥 상태의 전자의 에너지는 -13.6 eV (-1310 kJ/mol)이며, 따라서 수소 원자의 이온화 에너지는 1,310 kJ/mol이다.

수소는 자연에서 3가지 동위원소로 존재한다. 이들은 1H, 2H, 그리고 3H이다. 이중 1H가 99.98 % 이상을 차지하며, 원자핵에는 한 개의 양성자만이 있다. 2H는 수소 원자의 0.0156 %를 차지하며, 원자핵은 1개의 중성자도 갖고 있다. 이를 중수소(deuterium)이라 부르며, 보통 D로 나타낸다. 중수소는 방사능을 내지 않는다. 삼중수소(tritium)라 불리는 3H는 2개의 중성자를 갖고 있으며, 보통 T로 나타낸다. 이 동위원소는 β- 붕괴를 하여 질량수 3인 헬륨(3He)이 되는데, 반감기는 12.32 년이다. 삼중수소는 자연계에 극미량(수소원자의 1/1018) 존재하는데, 이는 주로 상층권에서 대기와 우주선(線)의 핵반응으로 생성된다.

원소 형태의 수소는 거의 대부분 이원자 분자 H2로 존재한다. H2 기체의 해리에너지는 436 kJ/mol 이다. H2의 녹는점은 -259 oC (14 K)이고, 끓는점은 -253 oC (20 K) 로, 헬륨(He) 다음으로 낮다. 0 oC, 1기압에서의 기체 밀도는 0.090 g/L로 모든 기체 중에서 가장 가볍고, 녹는점에서의 액체 밀도는 0.07 g/cm3로, 액체 중에서 가장 가볍다.