Chimie Minérale
L’hydrogène est le seul élément dont chaque isotope porte un nom spécifique, car leur différence de masse (comparativement à celle de l'atome d'hydrogène) est significative : du simple au double ou au triple, ce qui explique que, contrairement à ce qui vaut pour les isotopes en général, ces différences peuvent influencer les propriétés chimiques du deutérium ou du tritium par rapport au protium (effet isotopique). L'eau lourde (D2O), qui contient des isotopes d'hydrogène lourd, est par exemple toxique (à forte dose) pour de nombreuses espèces.
Les isotopes les plus notables de l'hydrogène sont :
• l’hydrogène léger ou protium 1H, le plus abondant (~99,98 % de l'hydrogène naturel). Le noyau est simplement constitué d'un proton et ne possède donc pas de neutron. C'est un isotope stable.
• le deutérium 2H (ou D), beaucoup moins abondant (de 0,0082 à 0,0184 % de l'hydrogène naturel, ~0,015 % en moyenne). Le noyau est constitué d'un proton et d'un neutron, c'est aussi un isotope stable. Sur Terre, il est essentiellement présent sous forme d'eau déutérée HDO (eau semi-lourde).
On situe l’hydrogène dans le groupe IA et quelquefois dans le groupe VIIA, cependant l’hydrogène n’appartient ni à la famille des alcalins, ni à celle des halogènes. Si l’hydrogène est placé habituellement dans le groupe IA (alcalins), c’est parce qu’il possède un seul électron de valence comme les alcalins, cependant il existe des différences fondamentales entre les propriétés de l’hydrogène et celles des alcalins et ceci est du au fait que l’hydrogène ne possède pas d’électrons de cœur alors que les alcalins en possèdent. Comme l’hydrogène ne possède pas d’électrons de cœur, l’ion H+ ne peut se former au cours d’une réaction chimique de la même façon que l’ion Na+ ou tout autre alcalin. En effet l’ion H+ ne peut exister lorsqu’il se retrouve entouré d’autres atomes car il s’exerce une si grande attraction entre un proton démuni de cortège électronique et les électrons des doublets libres des atomes voisins que le proton se lie très rapidement à l’un de ces doublets libres et ne reste donc pas isolé. Cela explique que la dissociation des acides en solution aqueuse ne conduise pas à la formation d’ions H+ mais à celle d’ions H3O + .
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