Hidrogén forrásának megtekintése

{{egyért2|a kémiai elemről|hidrogéngazdaság}}
{{Hidrogén/Táblázat}}
A '''hidrogén''' (régies, magyarosított elnevezése ''köneny'' vagy ''gyulany'',<ref>{{cite journal | quotes = | author = Bán Gergely | coauthors = Bán András | year = 1997 | month = március | title = "Ómagyar" | journal = [[Természet Világa]] | volume = 128 | issue = 3 | pages = 116–117 | id = ISSN 0040-3717 | url = http://www.termeszetvilaga.hu/tv9703/omagyar.html | accessdate = 2013-06-22 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20120114121727/http://www.termeszetvilaga.hu/tv9703/omagyar.html | archivedate = 2012-01-14 }}</ref> [[latin nyelv|latinul]]: ''hydrogenium)'' a [[Kémiai elemek periódusos rendszere|periódusos rendszer]] első [[kémiai elem]]e. Vegyjele '''H''', [[rendszám (kémia)|rendszáma]] 1. A hidrogén a legkönnyebb elem, [[relatív atomtömeg]]e 1,00784–1,00811&nbsp;[[atomi tömegegység|u]], egyatomos formájában (H<sub>1</sub>) a leggyakoribb elem, a [[világegyetem]] [[barion]]-tömegének mintegy 75%-a.<ref>{{cite web|last=Palmer|first=D.|title=Hydrogen in the Universe|url=http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/971113i.html|publisher=[[NASA]]|date=1997-09-3|accessdate=2008-02-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20141029152908/http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/971113i.html|archivedate=2014-10-29}}</ref><ref group="megj.">Megjegyzendő, hogy az univerzum tömegének legnagyobb része nem [[barion]]ok vagy [[kémiai elem]]ek formájában található (lásd [[sötét anyag]] és [[sötét energia]]).</ref> A fősorozatbeli [[csillag]]ok nagyrészt [[plazma]] halmazállapotú hidrogénből állnak, amit apránként [[hélium]]má alakítanak át – [[magfúzió]]s folyamatok segítségével. A többi kozmikus testre általánosan igaz, hogy minél nagyobb, annál több benne a hidrogén: mivel a kisebb [[égitest]]ek gravitációs mezeje az igen könnyű hidrogéngázt nem képes [[légkör]]ében huzamosan megtartani.

[[szabványos nyomás és hőmérséklet|Szabványos nyomáson és hőmérsékleten]] színtelen, szagtalan, íztelen, nem mérgező, [[nemfémek|nem fémes]], egy [[vegyérték]]ű, igen gyúlékony kétatomos [[gáz]], [[kémiai képlet]]e H<sub>2</sub>. A világűrben előforduló, egyatomos hidrogén a Földön ritka, mert a hidrogén a legtöbb elemmel könnyen képez [[kovalens kötés|kovalens]] vegyületeket; ekként jelen van a [[víz]]molekulában és a legtöbb [[szerves vegyület]]ben is. Különösen fontos szerepet játszik a sav-bázis reakciókban, az oldható molekulák közötti [[proton]]átadásban.

[[Ion]]os vegyületeiben lehet negatív töltésű (a [[hidridion]] másik neve [[hidridek|hidrid]], jele H<sup>−</sup>), vagy lehet pozitív töltésű (jele H<sup>+</sup>). Ez utóbbi [[kation]] elméletben csak egy csupasz proton, ám a valóságban az ionos vegyületekben a hidrogénkationok komplexeket alkotnak.

A hidrogén leggyakoribb [[izotóp]]ja a [[prócium]] (ritkán használt név, jele <sup>1</sup>H), atommagja egyetlen protonból és nulla [[neutron]]ból áll. Mint a legegyszerűbb ismert atom, nagy elméleti jelentőséggel is bír. Így például, mivel ez az egyetlen olyan semleges elem, amelyre a [[Schrödinger-egyenlet]] analitikus eredményt ad, energetikájának és kötéseinek tanulmányozása kulcsszerepet játszott a [[kvantummechanika]] kidolgozásában.

A hidrogéngázt mesterségesen először a 16. század elején állították elő fémek és erős savak összekeverésével. 1766–81 között elsőként [[Henry Cavendish]] ismerte fel, hogy a hidrogéngáz egy diszkrét anyag,<ref>{{Hivatkozás/Epizód
|title = Discovering the Elements
|url = http://www.bbc.co.uk/programmes/b00q2mk5
|series = Chemistry: A Volatile History
|credits = Presenter: Professor Jim Al-Khalili
|network = [[BBC]]
|station = [[BBC Four]]
|airdate = 2010-01-21
|minutes = 25:40
|hozzáférés = 2013-02-11
|archívurl = https://web.archive.org/web/20100125010949/http://www.bbc.co.uk/programmes/b00q2mk5
|archiválás ideje = 2010-01-25
}}</ref> aminek égésekor víz keletkezik. Erről a tulajdonságáról kapta később a nevét: [[görög nyelv|görögül]] a ''υδρογόνο'' „vízképzőt” jelent.<ref>{{cite web |url=www.vilaglex.hu/Erdekes/Html/KemiaNev.htm |title=Kémiai elnevezések, elemek és vegyületek mindenféle elnevezései|accessdate=2013-02-02}}</ref>

Az iparban nagyrészt [[földgáz]] és vízgőz reakciójával állítják elő, kisebb mértékben nagyobb energiaigényű hidrogéntermelő módszerekkel, mint amilyen a víz [[elektrolízis]]e.<ref>{{cite web
|title=Hydrogen Basics&nbsp;— Production
|url=http://www.fsec.ucf.edu/en/consumer/hydrogen/basics/production.htm
|publisher=Florida Solar Energy Center
|year=2007
|accessdate=2008-02-05
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20181022081019/http://www.fsec.ucf.edu/en/consumer/hydrogen/basics/production.htm
|archivedate=2018-10-22
}}</ref> A legtöbb hidrogént a termelés helyéhez közel használják fel. Két legnagyobb felhasználási területe a [[fosszilis tüzelőanyagok]] feldolgozása (pl.: [[hidrokrakkolás]]) és az [[ammónia]]gyártás, elsősorban a műtrágyákhoz.

A hidrogén nagyon jól oldódik egyes fémekben (pl.: [[palládium]]ban, [[platina|platinában]], [[nikkel]]ben); mindemellett [[kohászat|metallurgiai]] szempontból kedvezőtlen hatása, hogy sok fémet rideggé és törékennyé tesz;<ref name="Rogers 1999 1057–1064">{{cite journal
|last=Rogers|first=H.C.
|title=Hydrogen Embrittlement of Metals
|journal=Science
|volume=159|issue=3819|pages=1057–1064
|year=1999
|doi=10.1126/science.159.3819.1057
|pmid=17775040
|bibcode = 1968Sci...159.1057R | issn = 0036-8075 }}</ref> ezzel megbonyolítja – többek között – a csővezetékek és tartályok tervezését.<ref name="Christensen">{{cite news
 |last        = Christensen
 |first       = C.H.
 |coauthors   = Nørskov, J.K.; Johannessen, T.
 |date        = 9 July 2005
 |title       = Making society independent of fossil fuels&nbsp;— Danish researchers reveal new technology
 |publisher   = Technical University of Denmark
 |url         = http://www.dtu.dk/English/About_DTU/News.aspx?guid=%7BE6FF7D39-1EDD-41A4-BC9A-20455C2CF1A7%7D
 |accessdate  = 2008-03-28
 |archiveurl  = https://web.archive.org/web/20100107204859/http://www.dtu.dk/English/About_DTU/News.aspx?guid=%7BE6FF7D39-1EDD-41A4-BC9A-20455C2CF1A7%7D
 |archivedate = 2010-01-07
}}</ref>

== Tulajdonságai ==

=== Égése ===

[[Fájl:Shuttle Main Engine Test Firing cropped edited and reduced.jpg|bélyegkép|222px|balra|A [[Space Shuttle]] fő hajtóműve hidrogént éget el tiszta oxigénnel. Teljes tolóerőnél a láng szinte láthatatlan]]

A hidrogéngáz (vagy dihidrogén)<ref>{{cite web |url=http://www.usm.maine.edu/~newton/Chy251_253/Lectures/LewisStructures/Dihydrogen.html |title=Dihydrogen |work=O{{=}}CHem Directory |publisher=University of Southern Maine |accessdate=2009-04-06 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090213174645/http://usm.maine.edu/~newton/Chy251_253/Lectures/LewisStructures/Dihydrogen.html |archivedate=2009-02-13 }}</ref> igen gyúlékony, levegővel keveredve nagyon széles tartományban, 4–75 [[térfogatszázalék]]os koncentrációhatárok között képes égni.<ref>{{cite journal |last=Carcassi|first=M.N. |last2=Fineschi|first2=F. |title=Deflagrations of H<sub>2</sub>–air and CH<sub>4</sub>–air lean mixtures in a vented multi-compartment environment |journal=Energy |volume=30|issue=8|pages=1439–1451 |year=2005 |doi=10.1016/j.energy.2004.02.012}}</ref> A hidrogén égésekor felszabaduló [[entalpia]] {{szám|-286}}&nbsp;[[Joule|kJ]]/[[Mól|mol]].<ref>{{cite book |author=Committee on Alternatives and Strategies for Future Hydrogen Production and Use, United States National Research Council, United States National Academy of Engineering |year=2004 |title=The Hydrogen Economy: Opportunities, Costs, Barriers, and R&D Needs |page=240 |publisher=National Academies Press |isbn=0-309-09163-2|url=https://books.google.com/?id=ugniowznToAC&pg=PA240}}</ref>
:<math>\mathrm{2\ H_2\left( g \right)\ +\ O_2\left( g \right)\ \xrightarrow {-572\ kJ}\ 2\ H_2 O\left( f \right)}</math>

A hidrogéngáz és oxigéngáz keverékét [[durranógáz]]nak nevezik, mert kémcsőben meggyújtva durranó hang kíséretében felrobban. A tiszta hidrogén csendesen ég. A hidrogéngáz a levegővel 4–74%-os koncentrációban, [[klór]]ral 5–95%-os koncentrációban robbanóelegyet képez. Ezen gázelegyek szikra, hő vagy napfény hatására felrobbanhatnak. A hidrogén [[öngyulladási hőmérséklet]]e (az a hőmérséklet, melyen levegőben spontán meggyullad) {{szám|500|[[Celsius-skála|°C]]}}.<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/?id=-CRRJBVv5d0C&pg=PA402|page=402 |title=A comprehensive guide to the hazardous properties of chemical substances |publisher=Wiley-Interscience|isbn=0-471-71458-5 |year=2007 |author=Patnaik, P}}</ref> A tiszta hidrogén-oxigén lángok [[Ibolyántúli sugárzás|ultraibolya fényt]] bocsátanak ki, és szabad szemmel szinte láthatatlanok, ahogy azt a bal oldali ábra is illusztrálja. Az égő hidrogén-szivárgások nagyon veszélyesek lehetnek, észlelésük [[lángdetektor]]ral történhet. A [[Hindenburg (LZ 129)|Hindenburg léghajó]] megsemmisülése hírhedt példája a hidrogén égésének, habár a baleset oka máig vitatott. A hidrogén más körülmények között a szénhidrogénekre emlékeztető kékes lánggal ég,<ref>{{Cite web |url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010218009000170 |title=hydrogen flame visibility |accessdate=2020-01-25 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20160415094138/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010218009000170 |archivedate=2016-04-15 }}</ref> a balesetről készült képeken látható narancssárga lángokat főként a hajótestet, illetve a borítást alkotó szénvegyületek égése okozta.<ref>{{cite web |last=Dziadecki |first=J. |title=Hindenburg Hydrogen Fire |url=http://spot.colorado.edu/~dziadeck/zf/LZ129fire.htm |year=2005 |accessdate=2007-01-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070221062654/http://spot.colorado.edu/~dziadeck/zf/LZ129fire.htm |archivedate=2007-02-21 }}</ref> Mivel a hidrogén könnyebb a levegőnél, a hidrogénlángok általában gyorsan emelkednek és kevesebb kárt okoznak, mint a [[Szénhidrogének|szénhidrogén]] tüzek. A Hindenburg léghajó utasainak kétharmada túlélte a balesetet, számos haláleset a tűz helyett a zuhanás illetve az égő dízel üzemanyag miatt következett be.<ref>{{cite web |last=Kelly |first=M. |title=The Hindenburg Disaster |url=http://americanhistory.about.com/od/hindenburg/a/hindenburg.htm |publisher=About.com:American history |accessdate=2009-08-08 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090202041131/http://americanhistory.about.com/od/hindenburg/a/hindenburg.htm |archivedate=2009-02-02 }}</ref>

A H<sub>2</sub> minden oxidálószerrel reagál. Szobahőmérsékleten a hidrogén spontán és hevesen reagálhat a klórral és a [[fluor]]ral a megfelelő hidrogén-halogenid – [[hidrogén-klorid]] és a [[hidrogén-fluorid]] – keletkezése közben, amelyek egyben potenciálisan veszélyes [[sav]]ak.<ref>{{cite book |last=Clayton|first=D.D. |title=Handbook of Isotopes in the Cosmos: Hydrogen to Gallium |url=https://archive.org/details/handbookofisotop0000clay|year=2003 |publisher=Cambridge University Press |isbn=0-521-82381-1}}</ref>
 
=== Kémiai tulajdonságai ===

A hidrogén jó [[redukálószer]]. Például [[vas(II)-szulfid]]dal is reagál, közben [[Kén-hidrogén|kénhidrogén]] keletkezik és vas. A hidrogénion, a H<sup>+</sup> a savion.

=== Elektron-energiaszintje ===

[[Fájl:hydrogen atom.svg|bélyegkép|balra|222px|A hidrogénatom ábrázolása, mutatva a központi proton és az atomi átmérő méretét, mely utóbbi körülbelül kétszerese a [[Bohr-féle atommodell|Bohr modell]] sugarának (a kép nem méretarányos)]]

[[Fájl:19._Експлозија_на_смеса_од_водород_и_воздух.webm|jobbra|bélyegkép|280x280px|A hidrogén-levegő keverék robbanása]]

A hidrogénatomban lévő alapállapotú elektron energiaszintje {{szám|-13.6|[[Elektronvolt|eV]]}}, amely nagyjából egy {{szám|92|[[Méter|nm]]}} hullámhosszúságú ultraibolya [[foton]]nak felel meg.<ref>{{cite web |url=http://jupiter.phy.umist.ac.uk/~tjm/ISPhys/l7/ispl7.html |title=Lecture 7, Emission Lines&nbsp;— Examples |accessdate=2008-02-05 |last=Millar |first=Tom |date=December 10, 2003 |work=PH-3009 (P507/P706/M324) Interstellar Physics |publisher=University of Manchester |archiveurl=https://web.archive.org/web/20111116023018/http://jupiter.phy.umist.ac.uk/~tjm/ISPhys/l7/ispl7.html |archivedate=2011-11-16 }}</ref>

A hidrogén energiaszintjei meglehetősen pontosan kiszámíthatók a [[Bohr-féle atommodell]] alapján, amelynek felfogása szerint az elektron a proton körül „kering”, a Föld Nap körüli keringéséhez hasonlóan. Azonban míg a bolygók és az égitestek egymás közötti vonzását a [[gravitáció]] okozza, az elektronok és a protonok között az [[Elektromágnesség|elektromágneses erő]] hat. A [[kvantummechanika]] fejlődésének kezdetén Bohr posztulálta, hogy a [[perdület]] csak diszkrét értékeket vehet fel, így a Bohr-modell elektronjai a protontól csak bizonyos megengedett távolságra helyezkedhetnek el, és ezért csak bizonyos megengedett energiájúak lehetnek.<ref>{{cite web |last=Stern |first=David P. |date=2005-05-16 |url=http://www.iki.rssi.ru/mirrors/stern/stargaze/Q5.htm |title=The Atomic Nucleus and Bohr's Early Model of the Atom |publisher=NASA Goddard Space Flight Center (mirror) |accessdate=2007-12-20 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20081017073826/http://www.iki.rssi.ru/mirrors/stern/stargaze/Q5.htm |archivedate=2008-10-17 }}</ref>

A hidrogénatom még pontosabb leírása tisztán a kvantummechanikából származik, amely a [[Schrödinger-egyenlet]]et vagy a [[Richard Feynman|Feynman]] útintegrál formulát használja a proton körüli elektron [[valószínűségi sűrűség függvény|valószínűségi sűrűségfüggvényének]] kiszámításához.<ref>{{cite web| last=Stern| first=David P.| date=2005-02-13| url=http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Q7.htm| title=Wave Mechanics| publisher=NASA Goddard Space Flight Center| accessdate=2008-04-16| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080513195241/http://www-spof.gsfc.nasa.gov/stargaze/Q7.htm| archivedate=2008-05-13}}</ref> A legbonyolultabb modellek a [[speciális relativitáselmélet]] és a [[vákuumpolarizáció]] kis hatásait is magukban foglalják. A kvantummechanikai felfogásban az alapállapotú hidrogénatom elektronjának egyáltalán nincs perdülete – ez szemlélteti, mennyire eltér a „bolygóként keringő” elektron képe a valóságtól.

=== Elemi molekulaformái ===

<!--{{bővebben|A hidrogén magspin-izomerjei}}-->
[[Fájl:Liquid hydrogen bubblechamber.jpg|222px|bélyegkép|Az első nyomok a folyékony hidrogénben, a [[Bevatron]] [[buborékkamra|buborékkamrájában]]]]

A hidrogén kétatomos molekulájának két különböző magspinizomerje létezik, amelyek az atommagok relatív [[spin]]jében térnek el.<ref name="uigi">{{cite web|author=Staff|year=2003|url=http://www.uigi.com/hydrogen.html|title=Hydrogen (H<sub>2</sub>) Properties, Uses, Applications: Hydrogen Gas and Liquid Hydrogen|publisher=Universal Industrial Gases, Inc.|accessdate=2008-02-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080327014507/http://www.uigi.com/hydrogen.html|archivedate=2008-03-27}}</ref> Az [[ortohidrogén]]ben a két proton spinje azonos irányú, és triplett állapotot alkot, az eredő magspinmomentum: 1 (½ + ½). A [[parahidrogén]]ben a protonok spinjei ellentétes irányúak, és szingulett állapotot alkotnak, az eredő magspinmomentum: 0 (½ − ½). Standard hőmérsékleten és nyomáson a hidrogéngáz körülbelül 25% para- és 75% ortohidrogénből áll, melyet normál hidrogénnek is neveznek.<ref name="Tikhonov">{{cite journal|last=Tikhonov|first=Vladimir I.|coauthors=Volkov, Alexander A.|title=Separation of Water into Its Ortho and Para Isomers|journal=Science|year=2002|volume=296|issue=5577|doi=10.1126/science.1069513|pmid=12089435|page=2363}}</ref> Az ortohidrogén és a parahidrogén egyensúlyi aránya függ a hőmérséklettől, de mivel az orto forma egy gerjesztett állapot, és emiatt nagyobb energiájú a para formához képest, ezért instabil, és nem lehet tisztán előállítani. Nagyon alacsony hőmérsékleten az egyensúlyi állapot szinte kizárólag a para formából áll. A tiszta parahidrogén folyadék- és gázfázisainak termikus tulajdonságai – a rotációs hőkapacitásaik különbözősége miatt – jelentősen eltérnek a normál formáétól.<ref name="NASA">{{cite web|last=Hritz|first=James|month=March|year=2006|url=http://smad-ext.grc.nasa.gov/gso/manual/chapter_06.pdf|format=PDF|title=CH. 6&nbsp;– Hydrogen|work=NASA Glenn Research Center Glenn Safety Manual, Document GRC-MQSA.001|publisher=NASA|accessdate=2008-02-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080216050326/http://smad-ext.grc.nasa.gov/gso/manual/chapter_06.pdf|archivedate=2008-02-16}}</ref> Az orto/para megkülönböztetés más hidrogéntartalmú molekulákban vagy funkciós csoportokban is előfordul, mint például a [[víz]]ben és a [[metilén]]ben, de kis jelentőségű azok termikus tulajdonságaira nézve.<ref>{{cite journal| last=Shinitzky| first=Meir| last2=Elitzur| first2=Avshalom C.| title=Ortho-para spin isomers of the protons in the methylene group| journal=Chirality| volume=18| issue=9| pages=754–756|year=2006|doi=10.1002/chir.20319| pmid=16856167| last1=Shinitzky| first1=M}}</ref>

A para- és ortohidrogén közötti nem katalizált átalakulás a hőmérséklettel nő, így a gyorsan kondenzált H<sub>2</sub> nagy mennyiségű, nagy energiájú orto formát tartalmaz, amely nagyon lassan para formává alakul.<ref>{{cite journal|last=Milenko|first=Yu. Ya.|coauthors=Sibileva, R. M.; Strzhemechny, M. A|title=Natural ortho-para conversion rate in liquid and gaseous hydrogen|journal=Journal of Low Temperature Physics|year=1997|volume=107|issue=1–2|pages=77–92|doi=10.1007/BF02396837|bibcode = 1997JLTP..107...77M}}</ref> A kondenzált H<sub>2</sub>-ben lévő orto/para arány alapos megfontolást igényel a folyékony hidrogén előállításakor és tárolásakor: az orto-para átalakulás ugyanis [[Exoterm reakció|exoterm]] folyamat, és elegendő hőt termel ahhoz, hogy elpárologtassa a folyékony hidrogén egy részét, így veszteséget okoz. Az orto-para átalakulás [[katalizátor]]ait, úgymint [[vas(III)-oxid]], [[aktív szén]], platinázott azbeszt, ritkaföldfémek, uránvegyületek, [[króm(III)-oxid]], illetve néhány nikkelvegyület,<ref>{{cite web|url=http://www.mae.ufl.edu/NasaHydrogenResearch/h2webcourse/L11-liquefaction2.pdf|title=Ortho-Para conversion. Pag. 13|format=PDF|accessdate=2008-12-16|archiveurl=https://web.archive.org/web/20081216223955/http://www.mae.ufl.edu/NasaHydrogenResearch/h2webcourse/L11-liquefaction2.pdf|archivedate=2008-12-16}}</ref> felhasználják a hidrogén hűtése közben.<ref name="Svadlenak">{{cite journal|last=Svadlenak|first=R. Eldo|coauthors=Scott, Allen B|title=The Conversion of Ortho- to Parahydrogen on Iron Oxide-Zinc Oxide Catalysts|journal=Journal of the American Chemical Society|year=1957|volume=79|issue=20|pages=5385–5388|doi=10.1021/ja01577a013}}</ref>

=== További fázisai ===

[[Fájl:Jupiter interior.png|bélyegkép|jobbra|222px|A Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló [[Óriásbolygó|gázóriások]] nagy mennyiségben tartalmazhatnak fémes hidrogént (szürkével jelölve)]]

==== Fémes hidrogén ====

{{fő|Fémes hidrogén}}

Egy 2016-os kutatásban 3,25 millió [[Bar (mértékegység)|bar]] nyomással nyomtak össze hidrogént, ami ennek következtében [[halmazállapot]]-változáson ment keresztül. A hidrogén egy új, szilárd fázist vett fel, amit „V”-fázisnak neveztek. Ebben az állapotban a hidrogénmolekulák külön atomokra bomlottak, és a hidrogénatomok [[elektron]]jai a fémekben lévő elektronokhoz hasonló tulajdonságokat kezdtek mutatni, azaz [[Delokalizált elektron|delokalizálódtak]].<ref>[http://www.sciencedaily.com/releases/2016/01/160106143028.htm Science Daily: Lab discovery gives glimpse of conditions found on other planets] {{Wayback|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2016/01/160106143028.htm |date=20160108210211 }} 2016-01-06</ref> A hidrogén ilyen átalakulását már 1935-ben megjósolták.<ref>{{cite journal |last1=Wigner |first1=E. |last2=Huntington |first2=H.B. |year=1935 |title=On the possibility of a metallic modification of hydrogen |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-chemical-physics_1935-12_3_12/page/764 |journal=Journal of Chemical Physics |volume=3 |page=764 |doi=10.1063/1.1749590 |bibcode = 1935JChPh...3..764W |issue=12}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Loubeyre |first1=P. |coauthor=''et al.'' |year=1996 |title=X-ray diffraction and equation of state of hydrogen at megabar pressures |journal=Nature |volume=383 |page=702 |doi=10.1038/383702a0 |bibcode = 1996Natur.383..702L |issue=6602}}</ref> A fémes hidrogén – feltételezések szerint – hatalmas mennyiségben van jelen a [[Jupiter]], [[Szaturnusz]], és néhány újonnan felfedezett [[exobolygó]] [[gravitáció]] által összenyomott belsejében. Továbbá azt is feltételezik, hogy akár szobahőmérsékletig (~{{szám|290|[[Kelvin|K]]}}) is [[szupravezetés|szupravezető]].<ref>{{cite journal|last1=Ashcroft |first1=N.W.|year=1968 |title=Metallic Hydrogen: A High-Temperature Superconductor? |journal=Physical Review Letters |volume=21 |page=1748 |doi=10.1103/PhysRevLett.21.1748 |bibcode=1968PhRvL..21.1748A |issue=26}}</ref>

==== Hidrogéniszap ====

A hidrogéniszap folyékony és szilárd halmazállapotú hidrogén elegye [[hármaspont]]i hőmérsékleten. Alacsonyabb a hőmérséklete, de 16-20%-kal nagyobb a sűrűsége, mint a folyékony hidrogéné;<ref>{{cite web |author=Nancy B. McNelis, Terry L. Hardy, Margaret V. Whalen, Maureen T. Kudlac, Matthew E. Moran, Thomas M. Tomsik and Mark S. Haberbusch |year=1995 |month=04 |url=http://gltrs.grc.nasa.gov/cgi-bin/GLTRS/browse.pl?1995%2FTM-106863.html |title=A summary of Slush hydrogen |publisher=[[NASA]] |accessdate=2015-03-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090704124320/http://gltrs.grc.nasa.gov/cgi-bin/GLTRS/browse.pl?1995%2FTM-106863.html |archivedate=2009-07-04 }}</ref> ezért lehetséges jövőbeni [[rakéta-hajtóanyag]]. A hidrogéniszap alkalmazásával ugyanis csökkenne az [[űrhajó]]k üzemanyagtartályának térfogata, és így a jármű üres tömege is.<ref>{{cite web |url=http://www.astronautix.com/props/airshlh2.htm |title=Density |author=Astronautix.com |accessdate=2012-12-29 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20161103012544/http://www.astronautix.com/props/airshlh2.htm |archivedate=2016-11-03 }}</ref>

=== Vegyületei ===

{{bővebben|:Kategória:Hidrogénvegyületek}}

==== Kovalens és szerves vegyületek ====

Habár a H<sub>2</sub> standard körülmények között nem túlzottan reakcióképes, mégis a legtöbb elemmel vegyületeket képez. A hidrogén a nála nagyobb [[elektronegativitás]]ú elemekkel is alkothat vegyületeket, mint például a [[halogének]] (pl. F, Cl, Br, I), vagy az [[oxigén]]; ezekben a vegyületekben a hidrogén részlegesen pozitív töltésű.<ref>{{cite web |last=Clark |first=Jim |title=The Acidity of the Hydrogen Halides |work=Chemguide |year=2002 |url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group7/acidityhx.html#top |accessdate=2008-03-09 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080220174205/http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group7/acidityhx.html#top |archivedate=2008-02-20 }}</ref> Amikor [[fluor]]hoz, [[oxigén]]hez, vagy [[nitrogén]]hez kötődik, a hidrogénatomok részt vehetnek egy közepes erősségű, nem kovalens kötés kialakításában, az úgynevezett [[hidrogénkötés]]ben, amely sok biológiai molekula stabilitása szempontjából kulcsfontosságú.<ref>{{cite web|last=Kimball|first=John W.|title=Hydrogen|work=Kimball's Biology Pages|date=2003-08-07|url=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/H/HydrogenBonds.html|accessdate=2008-03-04|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080304040611/http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/H/HydrogenBonds.html|archivedate=2008-03-04}}</ref><ref>IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Electronic version, [http://goldbook.iupac.org/H02899.html Hydrogen Bond] {{Wayback|url=http://goldbook.iupac.org/H02899.html |date=20080319045705 }}</ref> A hidrogén a kisebb elektronegativitású elemekkel – például a [[fémek]]kel, [[félfémek]]kel – is képez vegyületeket, ezekben részleges negatív töltést vesz fel. Ezeket a vegyületeket gyakran [[hidridek]]nek nevezik.<ref>{{cite web|last=Sandrock|first=Gary|title=Metal-Hydrogen Systems|publisher=Sandia National Laboratories|date=2002-05-02|url=http://hydpark.ca.sandia.gov/DBFrame.html|accessdate=2008-03-23|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080224162206/http://hydpark.ca.sandia.gov/DBFrame.html|archivedate=2008-02-24}}</ref>

A hidrogénvegyületek hatalmas sokaságát képezi a [[szén]]nel, ezek az úgynevezett [[szénhidrogének]], és még ennél is több, [[heteroatom]]ot is tartalmazó szénvegyülete ismert. Ezeket – az élő dolgokkal való általános kapcsolatuk miatt – [[szerves vegyület]]eknek nevezik,<ref name="hydrocarbon">{{cite web| title=Structure and Nomenclature of Hydrocarbons| publisher=Purdue University| url=http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1organic/organic.html| accessdate=2008-03-23| archiveurl=https://www.webcitation.org/69YsEwK4v?url=http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1organic/organic.html| archivedate=2012-07-31}}</ref> tulajdonságaik vizsgálatának tudománya a [[szerves kémia]],<ref>{{cite web| title=Organic Chemistry| work=Dictionary.com| publisher=Lexico Publishing Group| year=2008| url=http://dictionary.reference.com/browse/organic%20chemistry| accessdate=2008-03-23| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080418093054/http://dictionary.reference.com/browse/organic%20chemistry| archivedate=2008-04-18}}</ref> illetve ugyanez az élő [[szervezet (biológia)|szervezetek]] szempontjából a [[biokémia]].<ref>{{cite web |title=Biochemistry |work=Dictionary.com |publisher=Lexico Publishing Group |year=2008 |url=http://dictionary.reference.com/browse/biochemistry |accessdate=2008-03-23 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080329151719/http://dictionary.reference.com/browse/biochemistry |archivedate=2008-03-29 }}</ref> Néhány definíció szerint, a „szerves” vegyületeknek elegendő csupán szenet tartalmazniuk. Azonban, a legtöbb közülük hidrogént is tartalmaz, és mivel ez a szén–hidrogén kötés az, amely az ebbe az osztályba tartozó vegyületek legtöbb különleges kémiai jellemzőjét adja, egyes meghatározások szerint a szén–hidrogén kötések szükségesek a „szerves” kémiához.<ref name="hydrocarbon" /> Milliónyi szénhidrogén ismert, és ezek többnyire bonyolult, szintetikus úton állíthatók elő, amely eljárások ritkán tartalmaznak elemi hidrogént.

==== Hidridek ====

{{bővebben|Hidridek}}
A hidrogén vegyületeit gyakran nevezik [[hidridek]]nek; a kifejezés használata meglehetősen tág értelmű. A „hidrid” kifejezés azt sugallja, hogy a H-atom negatív vagy anionos jellegű, amelyek jelölése H<sup>-</sup>, és akkor használjuk, amikor a hidrogén nála [[Elektronegativitás|elektropozitívabb]] elemmel képez vegyületet. A hidrid anion létezését [[Gilbert Newton Lewis|Gilbert N. Lewis]] vetette fel 1916-ban, az I. és II. főcsoport sószerű hidridjei számára, és Moers bizonyította 1920-ban [[lítium-hidrid]] (LiH) olvadékelektrolízisével, melynek során az anódon [[sztöchiometria|sztöchiometrikus]] mennyiségű hidrogén keletkezett.<ref name="Moers">{{cite journal|last=Moers |first=Kurt |title=Investigations on the Salt Character of Lithium Hydride |journal=Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie |year=1920|volume=113|issue=191|pages=179–228|doi=10.1002/zaac.19201130116}}</ref> Figyelembe véve a hidrogén alacsony elektronegativitását, az I. és II. főcsoporton kívüli fémek esetében a kifejezés meglehetősen megtévesztő. A II. főcsoport hidridjei közül kivétel a BeH<sub>2</sub>, amely polimer. A [[lítium-alumínium-hidrid]]ben az {{chem|AlH|4|-}} anion az Al(III)-hoz erősen kötődő hidridionokból áll.

Habár majdnem mindegyik főcsoport elemeivel képezhetők hidridek, a vegyületek száma és lehetséges kombinációjuk nagyon változó, például ismert több mint száz biner borán-hidrid, de csak egy biner alumínium-hidrid.<ref name="Downs">{{cite journal |last=Downs |first=Anthony J. |coauthors=Pulham, Colin R. |title=The hydrides of aluminium, gallium, indium, and thallium: a re-evaluation
|url=https://archive.org/details/sim_chemical-society-great-britain-chemical-society-reviews_1994-06_23_3/page/175 |journal=Chemical Society Reviews |year=1994 |volume=23 |pages=175–184 |doi=10.1039/CS9942300175 |issue=3}}</ref> Biner [[indium]]-hidridet még nem azonosítottak, jóllehet nagyobb komplexek léteznek.<ref name="Hibbs">{{cite journal |last=Hibbs |first=David E. |coauthors=Jones, Cameron; Smithies, Neil A. |title=A remarkably stable indium trihydride complex: synthesis and characterisation of [InH<sub>3</sub>P(C<sub>6</sub>H<sub>11</sub>)<sub>3</sub>] |journal=Chemical Communications |year=1999 |pages=185–186 |doi=10.1039/a809279f |issue=2}}</ref>

A [[szervetlen kémia|szervetlen kémiában]] a hidridek híd[[ligandum (szervetlen kémia)|ligandumok]] szerepét tölthetik be két központi fémion között a koordinációs komplexekben. Ez a funkció különösen gyakori a 13. csoport elemei közt, különösen a boránok (bór-hidridek), az [[alumínium]] komplexek, valamint a karborán klaszterek esetében.<ref name="Miessler" />

==== Protonok és savak ====

A hidrogén oxidációjakor az atomból eltávolítódik egy elektron, és H<sup>+</sup>-ion keletkezik, amely nem tartalmaz elektront, és [[atommag]]jában általában egy proton található. Ez az oka annak, hogy a hidrogéniont gyakran csak protonnak nevezik. A [[Sav-bázis elméletek#Brønsted-Lowry féle|Brønsted–Lowry-elmélet]] szerint a savak protondonorok, míg a bázisok protonakceptorok.

A csupasz proton (H<sup>+</sup>) nem létezhet oldatban vagy ionos kristályban, mert erőteljesen vonzza más atomok vagy molekulák elektronjait. Leszámítva a magas hőmérsékleten előforduló plazmaállapotot, az ilyen protonokat nem lehet eltávolítani az atomok és molekulák [[elektronfelhő]]itől, ezért azok továbbra is kötődni fognak.

=== Izotópjai ===

{{Bővebben|A hidrogén izotópjai}}
[[Fájl:Hydrogen discharge tube.jpg|222px|bélyegkép|Hidrogén kisülési cső]]
[[Fájl:Deuterium discharge tube.jpg|222px|bélyegkép|Deutérium kisülési cső]]
[[Fájl:Protium.svg|bélyegkép|220px|A prócium a hidrogén leggyakoribb [[izotóp]]ja, egy protonból és egy elektronból áll. Egyedülálló a stabil izotópok közt, mivel nincs neutronja (hogy miért nincs másik, arról bővebben lásd: [[A hélium izotópjai#Hélium-2 (diproton)|diproton]])]]

A hidrogénnek három természetes izotópja van; ezek jelölése <sup>1</sup>H, <sup>2</sup>H és <sup>3</sup>H. Laboratóriumban egyéb, nagymértékben instabil hidrogénatommagokat (<sup>4</sup>H-től <sup>7</sup>H-ig) is előállítottak már, de ezeket a természetben nem figyelték meg.<ref name="Gurov">{{cite journal
|author=Gurov, Yu. B.; Aleshkin, D. V.; Behr, M. N.; Lapushkin, S. V.; Morokhov, P. V.; Pechkurov, V. A.; Poroshin, N. O.; Sandukovsky, V. G.; Tel'kushev, M. V.; Chernyshev, B. A.; Tschurenkova, T. D
|title=Spectroscopy of superheavy hydrogen isotopes in stopped-pion absorption by nuclei
|journal=Physics of Atomic Nuclei
|year=2004|volume=68|issue=3|pages=491–97
|doi=10.1134/1.1891200
|bibcode = 2005PAN....68..491G}}</ref><ref name="Korsheninnikov">{{cite journal |title=Experimental Evidence for the Existence of <sup>7</sup>H and for a Specific Structure of <sup>8</sup>He |journal=Physical Review Letters |year=2003 |volume=90 |issue=8 |page=082501 |doi=10.1103/PhysRevLett.90.082501|bibcode=2003PhRvL..90h2501K |last1=Korsheninnikov |first1=A. |last2=Nikolskii |first2=E. |last3=Kuzmin |first3=E. |last4=Ozawa |first4=A. |last5=Morimoto |first5=K. |last6=Tokanai |first6=F. |last7=Kanungo |first7=R. |last8=Tanihata |first8=I. |last9=Timofeyuk |first9=N.}}</ref>

* {{chem|1|H}}: a hidrogén leggyakoribb izotópja, [[természetes előfordulás]]a több mint 99,98%. Az [[atommag]]ja egyetlen [[proton]]ból áll; innen származik a leíró, de ritkán használt neve, a ''prócium''.<ref>{{cite journal|last=Urey|first=Harold C. |coauthors=Brickwedde, F. G.; Murphy, G. M. |title=Names for the Hydrogen Isotopes |journal=Science|year=1933|volume=78 |issue=2035|pages=602–603 |doi=10.1126/science.78.2035.602 |pmid=17797765|bibcode = 1933Sci....78..602U}}</ref>
* {{chem|2|H}}: a hidrogén másik stabil izotópja, amely ''[[deutérium]]'' néven is ismert; a földi hidrogénminták 0,0184–0,0026 százalékát alkotja.<ref>{{cite web|title=Isotopic compositions of the elements 2009|publisher=IUPAC|url=http://www.ciaaw.org/pubs/TICE2009.pdf|accessdate=2013-06-01|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120311195715/http://www.ciaaw.org/pubs/TICE2009.pdf|archivedate=2012-03-11}}</ref> Magjában egy proton és egy [[neutron]] található. Azt gondolják, hogy lényegében a világegyetemben lévő összes deutérium az [[ősrobbanás]]ban keletkezett, és azóta is megmaradt. A deutérium nem radioaktív, és nem képvisel jelentős toxicitási veszélyt sem. A normál hidrogén helyett deutériumot tartalmazó vízmolekulákban gazdag vizet [[nehézvíz]]nek nevezik. A deutériumot és vegyületeit nem-radioaktív jelölőként használják a kémiai kísérletek során és az <sup>1</sup>H-NMR spektroszkópiához alkalmazott oldószerekben.<ref>{{cite journal|author=Oda, Y; Nakamura, H.; Yamazaki, T.; Nagayama, K.; Yoshida, M.; Kanaya, S.; Ikehara, M. |title=1H NMR studies of deuterated ribonuclease HI selectively labeled with protonated amino acids |journal=Journal of Biomolecular NMR |year=1992|volume=2|issue=2|pages=137–47 |doi=10.1007/BF01875525 |pmid=1330130}}</ref> A nehézvizet atomreaktorokban használják [[neutronmoderátor]]ként és hűtőközegként. A deutérium mindemellett lehetséges üzemanyaga az erőművi [[magfúzió]]nak.<ref>{{cite news |last=Broad |first=William J. |date=November 11, 1991 |title=Breakthrough in Nuclear Fusion Offers Hope for Power of Future |work=The New York Times |url=http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D0CE4D81030F932A25752C1A967958260&sec=&spon=&pagewanted=all |accessdate=2008-02-12 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080524053450/http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D0CE4D81030F932A25752C1A967958260&sec=&spon=&pagewanted=all |archivedate=2008-05-24 }}</ref>
* {{chem|3|H}}: másik nevén ''[[trícium]]'', atommagjában két neutron és egy proton található. [[Radioaktivitás|Radioaktív]], [[béta-bomlás]] révén [[A hélium izotópjai|hélium-3]]-má alakul, [[Felezési idő|felezési ideje]] {{szám|12.32|év}}.<ref name="Miessler" /> Annyira radioaktív, hogy felhasználható [[Radiolumineszcencia|világító festékként]], így olyan helyen is alkalmazzák, mint például a karóra. Az üveg megakadályozza, hogy a kis mennyiségű sugárzás kijusson.<ref>''The Elements'', Theodore Gray, Black Dog & Leventhal Publishers Inc., 2009</ref> Kis mennyiségű trícium természetes módon keletkezik a [[kozmikus sugárzás]] és a légköri gázok kölcsönhatása révén, illetve trícium szabadult fel a nukleáris fegyverkísérletek során is.<ref>{{cite web| author=Staff| date=November 15, 2007| url=http://www.epa.gov/rpdweb00/radionuclides/tritium.html| publisher=U.S. Environmental Protection Agency| title=Tritium| accessdate=2008-02-12| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080102171148/http://www.epa.gov/rpdweb00/radionuclides/tritium.html| archivedate=2008-01-02}}</ref> A tríciumot alkalmazzák magfúziós reakciókban,<ref>{{cite web| last=Nave| first=C. R.| title=Deuterium-Tritium Fusion| work=HyperPhysics| publisher=Georgia State University| year=2006| url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nucene/fusion.html| accessdate=2008-03-08| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080316055852/http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nucene/fusion.html| archivedate=2008-03-16}}</ref> a [[Geokémia|geokémiában]] mint nyomjelző izotóp,<ref>{{cite journal| first=Carol| last=Kendall| first2=Eric| last2=Caldwell| title=Fundamentals of Isotope Geochemistry| publisher=US Geological Survey| year=1998| url=http://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/isopubs/itchch2.html#2.5.1| accessdate=2008-03-08| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080314192517/http://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/isopubs/itchch2.html#2.5.1| archivedate=2008-03-14}}</ref> illetve speciális önmegvilágító berendezésekben.<ref>{{cite web| title=The Tritium Laboratory| publisher=University of Miami| year=2008| url=http://www.rsmas.miami.edu/groups/tritium/| accessdate=2008-03-08| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080228061358/http://www.rsmas.miami.edu/groups/tritium/| archivedate=2008-02-28}}</ref> Illetve kémiai és biológiai nyomjelzős kísérletekben mint radioaktív nyomjelző ''(radiolabel)''.<ref name="holte">{{cite journal| last=Holte| first=Aurali E.| last2=Houck| first2=Marilyn A.| last3=Collie| first3=Nathan L.| title=Potential Role of Parasitism in the Evolution of Mutualism in Astigmatid Mites| journal=Experimental and Applied Acarology| volume=25| issue=2| pages=97–107| publisher=Texas Tech University| location=Lubbock| year=2004|doi=10.1023/A:1010655610575}}</ref>

A hidrogén az egyetlen olyan kémiai elem, amely izotópjainak saját elnevezése a mai napig használatban maradt. A radioaktivitás kutatásának kezdetén a különböző nehéz radioaktív izotópok egyedi neveket kaptak, de ezeket az elnevezéseket ma már a deutérium és a trícium kivételével nem használják. A deutériumot gyakran D, a tríciumot pedig gyakran T betűvel jelölik (a <sup>2</sup>H illetve <sup>3</sup>H helyett), de a próciumnak megfelelő P betű már használatban van a [[foszfor]] jelölésére, így ez nem alkalmazható.<ref>{{cite web |last=van der Krogt |first=Peter |date=May 5, 2005 |url=http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=H |publisher=Elementymology & Elements Multidict |title=Hydrogen |accessdate=2010-12-20 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100123001440/http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=H |archivedate=2010-01-23 }}</ref> Az [[IUPAC|Elméleti és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniójának]] ''(IUPAC)'' [[kémiai nómenklatúra|nevezéktani]] iránymutatója megengedi a D és T használatát, jóllehet a <sup>2</sup>H illetve <sup>3</sup>H szimbólumok használatát javasolja.<ref>§ IR-3.3.2, [http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract04/connelly_310804.html Provisional Recommendations] {{Wayback|url=http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract04/connelly_310804.html |date=20061027174015 }}, Nomenclature of Inorganic Chemistry, Chemical Nomenclature and Structure Representation Division, IUPAC. Accessed on line October 3, 2007.</ref>

== Története ==

=== Felfedezése és felhasználása ===

[[Fájl:Antoine-Laurent Lavoisier (by Louis Jean Desire Delaistre)RENEW.jpg|bélyegkép|222px|Antoine-Laurent de Lavoisier]]

A hidrogént [[Robert Boyle]] fedezte fel 1671-ben, és ő írta le azt a [[vas]]reszelék és híg [[sav]]ak közti reakciót, amely eredményeképpen hidrogéngáz keletkezett.<ref>{{CitLib |aut=Robert Boyle |tit=Tracts written by the Honourable Robert Boyle containing new experiments, touching the relation betwixt flame and air… |loc=London |ann=1672}}</ref><ref>{{cite web |author=Mark Winter |year=2007 |url=http://education.jlab.org/itselemental/ele001.html |title=Hydrogen: historical information |publisher=WebElements Ltd |accessdate=2017-03-25 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080410102154/http://education.jlab.org/itselemental/ele001.html |archivedate=2008-04-10 }}</ref> 1766-ban [[Henry Cavendish]] elsőként fedezte fel, hogy a hidrogén önálló elem; majd a gázt a fém-sav reakció nyomán „tűzveszélyes levegőnek” nevezte el. Úgy gondolta, hogy ez a „tűzveszélyes levegő” valójában azonos a hipotetikus, [[Flogisztonelmélet|flogiszton]] nevű anyaggal,<ref>{{CitLib |capaut=Alan Musgrave |cap=Why did oxygen supplant phlogiston? Research programmes in the Chemical Revolution |tit=Method and Appraisal in the Physical Sciences |loc=Cambrisdge |red=Cambridge University Press |ann=1976 |url=https://www.cambridge.org/core/books/method-and-appraisal-in-the-physical-sciences/why-did-oxygen-supplant-phlogiston-research-programmes-in-the-chemical-revolution/05327AE675AD0157304A6C37BB36AB9D |accd=2017-03-25 |aurl=https://web.archive.org/web/20170326053539/https://www.cambridge.org/core/books/method-and-appraisal-in-the-physical-sciences/why-did-oxygen-supplant-phlogiston-research-programmes-in-the-chemical-revolution/05327AE675AD0157304A6C37BB36AB9D |archd=2017-03-26 }}</ref><ref>Just the Facts—Inventions & Discoveries, School Specialty Publishing, 2005</ref> és továbbá 1781-ben megállapította, hogy a gáz elégésekor vizet termel. Az elem felfedezését rendszerint neki tulajdonítják.<ref name="Nostrand">{{CitLib |cap=Hydrogen |tit=Van Nostrand’s Encyclopedia of Chemistry |loc=Hoboken |red=Wylie-Interscience |ann=2005 |pag=797–799 |isbn=0-471-61525-0}}</ref><ref name="nbb">{{CitLib |aut=John Emsley |tit=Nature’s Building Blocks |loc=Oxford |red=Oxford University Press |ann=2001 |pag=183–191 |isbn=0-19-850341-5}}</ref> A „vízképzőt” jelentő hidrogén nevet [[Antoine Lavoisier]] alkotta szóképzéssel a [[Görög nyelv|görög]] ὕδωρ ''(hüdór: víz)'' és a γεννώ ''(gennó: nemzeni)'' szavakból 1783-ban,<ref name="Stwertka">{{CitLib |aut=Albert Stwertka |tit=A Guide to the Elements |loc=Oxford |red=Oxford University Press |ann=1996 |pag=16–21 |isbn=0-19-508083-1}}</ref> amikor ő és [[Pierre-Simon de Laplace|Laplace]] reprodukálta Cavendish azon megállapítását, miszerint víz keletkezik, ha a hidrogén elég.<ref name="nbb" />

Lavoisier híres tömegmegmaradásra irányuló kísérleteihez a hidrogént úgy állította elő, hogy tűzzel izzásig hevített vascsövön keresztül reagáltatta a vízgőzt fém vassal. A vas vízben lévő protonok általi, magas hőmérsékletű [[anaerob]] oxidációját vázlatosan az alábbi reakciók szemléltetik:
:<math>\mathrm{Fe\ +\ H_2 O\ \rightarrow\ FeO\ +\ H_2}</math>
:<math>\mathrm{2\ Fe\ +\ 3\ H_2 O\ \rightarrow\ Fe_2 O_3\ +\ 3\ H_2}</math>
:<math>\mathrm{3\ Fe\ +\ 4\ H_2 O\ \rightarrow\ Fe_3 O_4\ +\ 4\ H_2}</math>

Számos fém – például a [[cirkónium]] – termel hidrogént hasonló vízzel való reakció során.

[[Fájl:Emissions Spectra.webm|bélyegkép|222px|Hidrogén, neon és hélium vizsgálata spektrofotométerrel]]
1800-ban [[William Nicholson|Nicholson]] és [[Anthony Carlisle|Carlisle]] a vizet elektromos árammal hidrogénre és oxigénre bontotta.<ref>{{CitLib |aut=N. N. Greenwood |aut2=A. Earnshaw |tit=Az elemek kémiája |edi=1. kiad. |loc=Budapest |red=Nemzeti Tankönyvkiadó |ann=1999 |pag=44 |isbn=963-18-9144-5}}</ref> A hidrogént [[James Dewar]] cseppfolyósította az első alkalommal 1898-ban, [[regeneratív hűtés]] és saját találmánya, a [[termosz]] segítségével.<ref name="nbb" /> A következő évben szilárd hidrogént készített.<ref name="nbb" /> A [[deutérium]]ot 1931-ben [[Harold C. Urey|Harold Urey]] amerikai kémikus fedezte fel. 1934-ben pedig [[Ernest Rutherford]], [[Mark Oliphant]] és [[Paul Harteck]] [[trícium]]ot készített.<ref name="Nostrand" /> A nehézvizet, melyben a rendes hidrogén helyén deutérium található, Urey csapata fedezte fel 1932-ben.<ref name="nbb" /> François Isaac de Rivaz építette meg az első hidrogén és oxigén keverékével működő [[belső égésű motor]]t 1806-ban. [[Edward Daniel Clarke]] 1819-ben feltalálta a hidrogéngáz fúvócsövet. A [[Döbereiner-lámpa|Döbereiner-lámpát]] és a [[Kalciumfény|rivaldafényt]] 1823-ban találták fel.<ref name="nbb" />

Az első hidrogénnel töltött [[léggömb]]öt [[Jacques Charles]] találta fel 1783-ban.<ref name="nbb" /> A hidrogén biztosította az első megbízható légi jármű, az 1852-es [[Henri Giffard]]-féle léghajó felhajtóerejét.<ref name="nbb" /> [[Ferdinand von Zeppelin]] német báró hidrogénnel feltöltött merev léghajók ötletét vetette fel; később ezek lettek a [[zeppelin (léghajó)|zeppelinek]], első repülésükre 1900-ban került sor.<ref name="nbb" /> A menetrendszerű közlekedés 1910-ben kezdődött, és az [[első világháború]] 1914. augusztusi kitöréséig {{szám|35000}} ember utazott rajtuk súlyosabb incidensek nélkül. A háború alatt a hidrogénnel töltött léghajókat megfigyelő platformokként és bombázásra használták.

Az első non-stop transzatlanti átkelésre a brit ''R34'' léghajóval, 1919-ben került sor. A rendszeres személyszállítási szolgáltatás az 1920-as években folytatódott, és bár az Egyesült Államok [[hélium]]tartalékainak felfedezése a biztonság megnövekedését ígérte, az amerikai kormány nem volt hajlandó a gázt erre a célra eladni. Következésképpen H<sub>2</sub>-t használtak a [[Hindenburg (LZ 129)|Hindenburg zeppelinben]] is, amely 1937. május 6-án [[New Jersey]] felett a levegőben kigyulladt és elpusztult.<ref name="nbb" /> Az incidenst élőben közvetítette a rádió, és filmre is vették. Széles körben elterjedt, hogy a tüzet a szivárgó hidrogén öngyulladása okozta, de a későbbi vizsgálatok rámutattak, hogy azt az [[alumínium]]-szövet borítás és a [[Elektrosztatika|statikus elektromosság]] idézte elő. Mindenesetre a hidrogén hírneve a léghajózás terén teljesen odalett.

Ugyanebben az évben szolgálatba léptek az első hidrogén-hűtésű [[turbógenerátor]]ok az [[Ohio (állam)|Ohio]] állambeli [[Dayton (Ohio)|Daytonban]] a ''Dayton Power & Light Co.'' vállalatnál, melyek gáz halmazállapotú hidrogént használtak [[hűtőközeg]]ként a forgórészben és az állórészben. A generátorban hűtés céljára sokkal előnyösebb levegő helyett a hidrogén alkalmazása, mert az jobban (gyorsabban) [[Hővezetés|vezeti el a hőt]] a generátortól; csökkenti a zajt; és kisebb súrlódást okoz; ezáltal csökkenti a gép veszteségét.<ref>{{CitLib |tit=A chronological history of electrical development from 600 B.C. |loc=New York |red=National Electric Manufacturers Association |ann=1946 |pag=102 |url=https://www.archive.org/stream/chronologicalhis00natirich/ |accd=2017-03-25 |aurl=https://web.archive.org/web/20170326135402/https://www.archive.org/stream/chronologicalhis00natirich/ |archd=2017-03-26 }}</ref>

Első ízben 1977-ben használtak [[nikkel-hidrogén akkumulátor]]okat az [[Az Amerikai Egyesült Államok Haditengerészete|Egyesült Államok Haditengerészetének]] navigációs műholdján (NTS-2).<ref>{{cite web|url=http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=japaperimportPre97&gID=57704|title=NTS-2 Nickel-Hydrogen Battery Performance 31|publisher=Aiaa.org|accessdate=2009-04-06|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090810200734/http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=japaperimportPre97&gID=57704|archivedate=2009-08-10}}</ref> Ilyen akkumulátorokkal van ellátva például az [[Nemzetközi Űrállomás|ISS]],<ref>{{CitPer |tit=Validation of international space station electrical performance model via on-orbit telemetry |per=IECEC '02. 2002 37th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 2002 |aut=A. G. Jannette |aut2=J. S. Hojnicki |aut3=D. B. McKissock |aut4=J. Fincannon |aut5=T. W. Kerlslake |aut6=C. D. Rodriguez |pag=45–50 |ann=2004 |doi=10.1109/IECEC.2002.1391972 |isbn=0-7803-7296-4 |url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020070612.pdf |accd=2017-03-25 |aurl=https://web.archive.org/web/20170314082148/https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020070612.pdf |archd=2017-03-14 }}</ref> a [[Mars Odyssey]],><ref>{{CitLib |aut=P. M. Anderson |aut2=J. W. Coyne |tit=A lightweight, high reliability, single battery power system for interplanetary spacecraft |ann=2002 |edi=5|isbn=0-7803-7231-X |egyéb={{doi|10.1109/AERO.2002.1035418}}|pag=5–2433}}</ref> és a [[Mars Global Surveyor]] is.<ref>{{cite web |url=http://www.astronautix.com/m/marsglobalsurveyor.html |title=Mars Global Surveyor |publisher=Astronautix.com |accessdate=2017-03-25 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20170609221556/http://astronautix.com/m/marsglobalsurveyor.html |archivedate=2017-06-09 }}</ref> Pályájának sötét részén a [[Hubble űrtávcső|Hubble űrtávcsövet]] szintén nikkel-hidrogén akkumulátorok látták el árammal; ezeket végül 2009 májusában több mint 19 évvel a start után, 13 évvel a tervezett élettartam felett lecserélték.

=== Szerepe a kvantumelméletben ===

[[Fájl:Emission spectrum-H.svg|222px|bélyegkép|A hidrogén emissziós színképe a látható tartományban. Ezek a Balmer-sorozat látható vonalai]]
Az egy protonból és egy elektronból álló viszonylag egyszerű atomszerkezete révén, a hidrogénatom illetve az általa elnyelt és kibocsátott fény volt a középpontja az [[atom]]szerkezeti elméletek fejlődésének.<ref>{{cite book|last=Crepeau |first=Bob |title=Niels Bohr: The Atomic Model |journal=Great Scientific Minds |publisher=Great Neck Publishing |date=2006-01-01 |isbn=1-4298-0723-7}}</ref> Ezenfelül a következésképpen egyszerű hidrogénmolekula, illetve {{chem|H|2|+}}-[[kation]] tette lehetővé a [[kémiai kötés]] természetének teljesebb megértését, amely röviddel a hidrogénatom kvantummechanikai kezelésének 1920-as évekbeli kifejlődését követte.

Az egyik első explicit módon észlelt (de abban az időben még meg nem értett) kvantum hatás, egy hidrogént is magában foglaló Maxwell-megfigyelés volt; fél évszázaddal a teljes [[Kvantummechanika|kvantummechanikai elmélet]] megszületése előtt. Maxwell megfigyelte, hogy a H<sub>2</sub> [[Hőkapacitás|fajlagos hőkapacitása]] szobahőmérséklet alatt rejtélyesen eltér a kétatomos gázokétól, és kriogén hőmérsékleten egyre inkább egyatomos gázokéra hasonlít. A kvantumelmélet szerint, ez a viselkedés a (kvantált) rotációs energiaszintek távolságából ered, amelyek különösen szélesek a hidrogénmolekulában, mert annak alacsony a tömege. Ezek az egymástól távol elhelyezkedő szintek az alacsony hőmérsékletű hidrogénben meggátolják a hőenergia azonos felosztását rotációs mozgássá. A nehezebb atomokból álló kétatomos gázok nem rendelkeznek ilyen széles távolságban lévő energiaszintekkel, és nem mutatják ugyanezt a hatást.<ref name="Berman">{{cite journal |last=Berman |first=R. |coauthors=Cooke, A. H.; Hill, R. W. |title=Cryogenics |url=https://archive.org/details/sim_annual-review-of-physical-chemistry_1956_7/page/1 |journal=Annual Review of Physical Chemistry |year=1956 |volume=7 |pages=1–20 |doi=10.1146/annurev.pc.07.100156.000245 |bibcode = 1956ARPC....7....1B}}</ref>

== Előfordulása ==

[[Fájl:Nursery of New Stars - GPN-2000-000972.jpg|balra|bélyegkép|Az [[NGC 604]], egy óriási [[H II régió|ionizált hidrogénfelhő]] a [[Triangulum-galaxis]]ban]]
A hidrogén – atomos formájában – a világegyetem [[Természetes előfordulás|leggyakoribb]] [[kémiai elem]]e, a [[Barion|normál anyag]] tömegének 75%-át, az atomok számának 90%-át alkotja (az univerzum tömegének legnagyobb része ugyanakkor nem kémiai elem típusú anyag, feltételezések szerint a tömeg még nem észlelhető formájában – mint [[sötét anyag]] és [[sötét energia]] – van jelen).<ref>{{cite web |first=Steve |last=Gagnon |url=http://education.jlab.org/itselemental/ele001.html |title=Hydrogen |publisher=Jefferson Lab |accessdate=2008-02-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080410102154/http://education.jlab.org/itselemental/ele001.html |archivedate=2008-04-10 }}</ref> Ez az elem nagy mennyiségben található meg a csillagokban és a [[Óriásbolygó|gázóriásokban]]. A {{chem|H|2}} molekulafelhők a [[csillagkeletkezés]]sel hozhatók összefüggésbe. A hidrogén létfontosságú szerepet játszik a [[csillag]]ok energiaellátásában a [[proton-proton ciklus]] és [[CNO-ciklus]] [[magfúzió]]ja révén.<ref>{{cite web |last=Haubold |first=Hans |coauthors=Mathai, A. M. |date=November 15, 2007 |url=http://neutrino.aquaphoenix.com/un-esa/sun/sun-chapter4.html |title=Solar Thermonuclear Energy Generation |publisher=Columbia University |accessdate=2008-02-12 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120522094350/http://liveweb.archive.org/http://neutrino.aquaphoenix.com/un-esa/sun/sun-chapter4.html |archivedate=2012-05-22 }}</ref>

Az egész világegyetemben a hidrogén többnyire [[atom]]os és [[plazma]]állapotban található meg, amelyek tulajdonságai meglehetősen eltérnek a molekuláris hidrogénétől. Plazmaállapotban a hidrogén elektronja és protonja nem kapcsolódik össze, ez igen magas elektromos vezetőképességet és magas emissziót (ez adja a Nap és más csillagok fényét) eredményez. A töltött részecskéket a mágneses és elektromos mezők erősen befolyásolják. Például a [[napszél]]ben kölcsönhatásba lépnek a Föld [[magnetoszféra|magnetoszférájával]], előidézve a [[Birkeland-áramok]]at és a [[sarki fény]]t. A hidrogén semleges atomi állapotban található meg a [[csillagközi anyag]]ban. A csillapított Lyman-alfa rendszerekben található nagy mennyiségű semleges hidrogénről feltételezik, hogy uralja az [[Világegyetem|univerzum]] kozmológiai barion sűrűségét, egészen ''z''=4 [[vöröseltolódás]]ig.<ref>{{cite journal|last=Storrie-Lombardi|first=Lisa J.|coauthors=Wolfe, Arthur M.|title=Surveys for z > 3 Damped Lyman-alpha Absorption Systems: the Evolution of Neutral Gas|journal=Astrophysical Journal|year=2000|volume=543|pages=552–576|arxiv=astro-ph/0006044|doi=10.1086/317138|bibcode=2000ApJ...543..552S|issue=2}}</ref>

Szokásos körülmények között az elemi hidrogén a Földön kétatomos gázként fordul elő. Azonban kis tömege miatt – ami lehetővé teszi, hogy könnyebben elszökjön a földi gravitációból, mint a nehezebb gázok – a hidrogéngáz nagyon ritka a Föld légkörében (1&nbsp;[[Ezreléknél kisebb részek|ppm]]). A hidrogén mindemellett a harmadik leggyakoribb elem a Föld felszínén;<ref name="ArgonneBasic">{{cite web |author=Dresselhaus, Mildred et al. |date=May 15, 2003 |url=http://www.sc.doe.gov/bes/hydrogen.pdf |format=PDF |title=Basic Research Needs for the Hydrogen Economy |publisher=Argonne National Laboratory, U.S. Department of Energy, Office of Science Laboratory |accessdate=2008-02-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080213144956/http://www.sc.doe.gov/bes/hydrogen.pdf |archivedate=2008-02-13 }}</ref> többnyire vegyületeiben fordul elő, mint például a [[szénhidrogének]] és a [[víz]].<ref name="Miessler">{{cite book|first=Gary L. |last=Miessler |coauthors=Tarr, Donald A. |year=2003 |title=Inorganic Chemistry |edition=3rd |publisher=Prentice Hall |isbn=0-13-035471-6}}</ref> Bizonyos baktériumok és [[Alga|algák]] is termelnek hidrogéngázt, illetve a bélgáz természetes összetevője, akárcsak a [[metán]], amely maga is egyre növekvő jelentőségű hidrogénforrás.<ref>{{cite web |first=Wolfgang H. |last=Berger |date=November 15, 2007 |url=http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/11_3.shtml |title=The Future of Methane |publisher=University of California, San Diego |accessdate=2008-02-12 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080424152613/http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/11_3.shtml |archivedate=2008-04-24 }}</ref>

A [[protonált molekuláris hidrogén]] ({{chem|H|3|+}}) megtalálható a csillagközi anyagban, ahol molekuláris hidrogénből a [[kozmikus sugárzás]] ionizációjának hatására keletkezik. Ezt az iont a [[Jupiter]] bolygó felső légkörében is megfigyelték. A kis hőmérséklet és sűrűség következtében az ion az űrbéli környezetben viszonylag stabil. A {{chem|H|3|+}} az egyik legnagyobb mennyiségben előforduló ion a világegyetemben, és jelentős szerepet játszik a csillagközi anyagok kémiájában.<ref>{{cite web|author=McCall Group, Oka Group|date=April 22, 2005|url=http://h3plus.uiuc.edu/|title=H3+ Resource Center|publisher=Universities of Illinois and Chicago|accessdate=2008-02-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20071011211244/http://h3plus.uiuc.edu/|archivedate=2007-10-11}}</ref> A semleges [[háromatomos hidrogén]] ({{chem|H|3}}) csak gerjesztett formában létezhet; és ezért instabil.<ref name=couple>{{cite web|url=http://frhewww.physik.uni-freiburg.de/H3/guber4.pdf|title=Coupling of Bound States to Continuum States in Neutral Triatomic Hydrogen|publisher=Department of Molecular and Optical Physics, University of Freiburg, Germany|author=Helm, H. ''et al.''|accessdate=2009-11-25|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110617113507/http://frhewww.physik.uni-freiburg.de/H3/guber4.pdf|archivedate=2011-06-17}}</ref> A [[dihidrogén kation]] ({{chem|H|2|+}}) bár előfordul a világűrben, de igen ritkán.<ref name="eherbstastro">{{Cite journal|last=Herbst|first=E.|authorlink=|coauthors=|year=2000|month=|title=The Astrochemistry of {{chem|H|3|+}}|journal=Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. |volume=358|issue=1774|pages=2523–2534|doi=10.1098/rsta.2000.0665|url=|accessdate=|quote=}}</ref>

== Előállítása ==

<!--{{bővebben|A hidrogén előállítása}}-->
A hidrogént előállítják kémiai és biológiai laboratóriumokban, gyakran egyéb reakciók melléktermékeként; illetve az iparban a telítetlen szubsztrátok [[hidrogénezés]]ére.<!-- hiányzó mondatrészt még beleírni! -->
[[Fájl:Hydrogen production via Electrolysis.png|222px|bélyegkép|jobbra|Hidrogén előállítása elektrolízissel (folyamatábra)]]

=== Laboratóriumban ===

Laboratóriumban a H<sub>2</sub>-t rendszerint híg, nem oxidáló savak és bizonyos reakcióképes fémek – mint például [[Hidrogén-klorid|sósav]] és [[cink]] – reagáltatásával állítják elő a [[Kipp-készülék]]ben.
:<math>\mathrm{Zn\ +\ 2\ HCl\ \rightarrow\ ZnCl_2\ +\ H_2}</math>

[[Alumínium]] bázisokkal való reakciója is hidrogént eredményez:
:<math>\mathrm{2\ Al\ +\ 6\ H_2 O\ +\ 2\ OH^-\ \rightarrow\ 2\ Al\left( OH \right)_4^-\ +\ 3\ H_2}</math>

Előállítható [[alkálifémek]] és víz reakciójával:
:<math>\mathrm{2\ Na\ +\ 2\ H_2 O\ \rightarrow\ 2\ NaOH\ +\ H_2}</math>

A fenti reakció nagyon heves, ezért azt le kell lassítani (például az alkálifémet [[amalgám]] formában, vagy víz helyett a kevésbé aktív [[etanol]]t használva).

A hidrogén előállításának egyszerű módja a [[víz]] [[elektrolízis]]e. A vízbe alacsony feszültségű áramot vezetve, oxigéngáz képződik az [[anód]]on, illetve ezzel egyidejűleg hidrogéngáz képződik a [[katód]]on. Tárolás céljára előállított hidrogéngáz esetén a katód jellemzően platinából, vagy más inert fémből készül. Ha azonban a gázt helyben elégetik, kívánatos, hogy a keletkezett oxigén segítse az égést, és így akár mindkét elektróda inert fémekből készülhet. (A [[vas]] például oxidálódik, és így csökkenti a felhasználható oxigén mennyiségét). Az eljárás elméleti maximális hatásfoka (az előállított hidrogén energetikai értéke szemben a felhasznált villamos energiával) valahol a 80–94% tartományban van.<ref>{{cite web |last=Kruse |first=B. |coauthors=Grinna, S.; Buch, C. |year=2002 |url=http://bellona.org/filearchive/fil_Hydrogen_6-2002.pdf |format=PDF |title=Hydrogen Status og Muligheter |publisher=Bellona |accessdate=2008-02-12 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080216050327/http://bellona.org/filearchive/fil_Hydrogen_6-2002.pdf |archivedate=2008-02-16 }}</ref>
:<math>\mathrm{2\ H_2 O\left( f \right)\ \rightarrow\ 2\ H_2\left( g \right)\ +\ O_2\left( g \right)}</math>

2007-ben felfedezték, hogy egy alumínium-[[gallium]] ötvözetet [[pellet]] formában vízhez adva, azt hidrogén előállítására lehetne felhasználni. Az eljárás ugyan [[alumínium-oxid]]ot is létrehoz; de a drága gallium, amely megakadályozza az oxidréteg kialakulását a pelleten, újrafelhasználható. Ez jelentős következményekkel járhat egy hidrogénalapú gazdaságra nézve; például a hidrogén a helyszínen előállítható, és nem kell szállítani.<ref>{{cite web| last=Venere| first=Emil| date=May 15, 2007| url=http://news.uns.purdue.edu/x/2007a/070515WoodallHydrogen.html| title=New process generates hydrogen from aluminum alloy to run engines, fuel cells| publisher=Purdue University| accessdate=2008-02-05| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080201142401/http://news.uns.purdue.edu/x/2007a/070515WoodallHydrogen.html| archivedate=2008-02-01}}</ref>

=== Iparban ===

<!--{{bővebben|A hidrogén előállítása}}-->

A hidrogén több különböző módon állítható elő, de gazdasági szempontból a legfontosabb eljárások a [[szénhidrogének]]ből nyerik ki a hidrogént. A kereskedelmi ömlesztett hidrogéngázt általában [[földgáz]] [[gőzreformálás]]ával termelik.<ref name="Oxtoby">{{cite book|first=D. W. |last=Oxtoby |year=2002 |title=Principles of Modern Chemistry |url=https://archive.org/details/principlesofmode5edoxto |edition=5th |publisher=Thomson Brooks/Cole |isbn=0-03-035373-4}}</ref> Magas hőmérsékleten ({{szám|1000}}–{{szám|1400|[[Kelvin|K]]}}, {{szám|700}}–{{szám|1100|°C}}) a vízgőz (vízpára) reagál a [[metán]]nal, így [[szén-monoxid]] és dihidrogén keletkezik:
:<math>\mathrm{CH_4\ +\ H_2 O\ \rightarrow\ CO\ +\ 3\ H_2}</math>

Ezt a reakciót kis nyomáson kedvező elvégezni, de nagy nyomáson (2&nbsp;[[Pascal (mértékegység)|MPa]], 20&nbsp;[[Atmoszféra (mértékegység)|atm]]) is lefolytatják. Ennek az az oka, hogy a nagynyomású H<sub>2</sub> a leginkább piacképes termék, és a nyomásváltoztatásos adszorpciós ''(pressure swing adsorption – PSA)'' tisztító rendszerek is jobban működnek nagyobb nyomáson. A keletkezett gázkeverék az úgynevezett „[[szintézisgáz]]”, mert gyakran közvetlenül használják fel [[metanol]] és hasonló vegyületek előállításához. A metán kivételével a szénhidrogének is felhasználhatóak a szintézisgáz előállítására; változó [[termelékenység]]gel. Ezen magasan optimalizált technológia sok komplikációjának egyike a koksz vagy szén képződése:
:<math>\mathrm{CH_4\ \rightarrow\ C\ +\ 2\ H_2}</math>

Következésképpen, a gőzreformálás jellemzően H<sub>2</sub>O-feleslegben megy végbe. További hidrogén nyerhető ki a gőzből szén-monoxid felhasználásával, a [[víz-gáz eltolási reakció]]n ''(WGS)'' keresztül, különösen [[vas-oxid]] katalizátor jelenlétében. Ez a reakció emellett egy gyakori, ipari [[szén-dioxid]] forrás:<ref name="Oxtoby" />
:<math>\mathrm{CO\ +\ H_2 O\ \rightarrow\ CO_2\ +\ H_2}</math>

Egyéb fontos H<sub>2</sub>-termelő eljárás például a szénhidrogének részleges oxidációja;<ref>{{cite web| title=Hydrogen Properties, Uses, Applications| publisher=Universal Industrial Gases, Inc.| year=2007| url=http://www.uigi.com/hydrogen.html| accessdate=2008-03-11| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080327014507/http://www.uigi.com/hydrogen.html| archivedate=2008-03-27}}</ref>
:<math>\mathrm{2\ CH_4\ +\ O_2\ \rightarrow\ 2\ CO\ +\ 4\ H_2}</math>

és a vízgáz-reakció, amely a fenti eltolási reakciót előzheti meg:<ref name="Oxtoby" />
:<math>\mathrm{C\ +\ H_2 O\ \rightarrow\ CO\ +\ H_2}</math>

A hidrogént néha ugyanabban az ipari folyamatban állítják elő és használják fel anélkül, hogy elkülönítenék. Az [[ammónia|ammóniát]] előállító [[Haber–Bosch-eljárás]]ban a hidrogén földgázból keletkezik.<ref>{{cite web| last=Funderburg| first=Eddie| title=Why Are Nitrogen Prices So High?| publisher=The Samuel Roberts Noble Foundation| year=2008| url=http://www.noble.org/Ag/Soils/NitrogenPrices/Index.htm| accessdate=2008-03-11| archiveurl=https://web.archive.org/web/20010509065844/http://www.noble.org/ag/Soils/NitrogenPrices/Index.htm| archivedate=2001-05-09}}</ref> [[Telített sósvíz]] [[klór]]termelő [[elektrolízis]]ének mellékterméke is hidrogén.<ref>{{cite web| last=Lees| first=Andrew| title=Chemicals from salt| publisher=BBC|year=2007|url=http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/chemistry/usefulproductsrocks/chemicals_saltrev3.shtml|accessdate=2008-03-11|archiveurl = https://web.archive.org/web/20071026052022/http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/chemistry/usefulproductsrocks/chemicals_saltrev3.shtml |archivedate = October 26, 2007|deadurl=yes}}</ref>

=== Termokémiailag ===

Több mint kétszáz termokémiai ciklus létezik, amely [[vízbontás]]ra használható; és körülbelül egy tucat ilyen ciklus – például a [[vas-oxid ciklus]]; [[cink cink-oxid ciklus]]; [[cérium(IV)-oxid cérium(III)-oxid ciklus]]; [[kén-jód ciklus]], [[réz-klór ciklus]] és a [[hibrid kénciklus]] – áll kutatás és tesztelés alatt, hogy vízből és hőből elektromosság nélkül állítson elő hidrogént és oxigént.<ref>{{cite web|url=http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review05/pd28_weimer.pdf|title=Development of solar-powered thermochemical production of hydrogen from water|format=PDF|accessdate=2013-02-11|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070417134156/http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review05/pd28_weimer.pdf|archivedate=2007-04-17}}</ref> Számos laboratórium (többek között Franciaországban, Németországban, Görögországban, Japánban, valamint az Egyesült Államokban) fejleszt termokémiai módszereket a hidrogén előállítására, napenergia és víz felhasználásával.<ref>{{cite web|url=http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/progress07/ii_f_1_perret.pdf|title=Development of Solar-Powered Thermochemical Production of Hydrogen from Water, DOE Hydrogen Program, 2007|author=Perret, Robert|accessdate=2008-05-17|format=PDF|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100527212241/http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/progress07/ii_f_1_perret.pdf|archivedate=2010-05-27}}</ref>

=== Anaerob korrózióval ===

Anaerob körülmények között, a [[vas]]- és [[acél]]ötvözeteket a víz [[proton]]jai lassan oxidálják. A vas anaerob korróziója először [[vas(II)-hidroxid]] ''(zöld rozsda)'' kialakulásához vezet, és az alábbi reakció írja le:
:<math>\mathrm{Fe\ +\ 2\ H_2 O\ \rightarrow\ Fe\left( OH \right)_2\ +\ H_2}</math>

Anaerob körülmények között viszont, a [[vas(II)-hidroxid]]ot (Fe(OH)<sub>2</sub>) a víz protonjai [[magnetit]]té és molekuláris hidrogénné oxidálhatják. Ezt a folyamatot a [[Schikorr-reakció]] írja le:
:<math>\mathrm{3\ Fe\left( OH \right)_2\ \rightarrow\ Fe_3 O_4\ +\ 2\ H_2 O\ +\ H_2}</math>

A jól kristályosodott magnetit (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) termodinamikailag stabilabb, mint a vas(II)-hidroxid (Fe(OH)<sub>2</sub>). Ez a folyamat a vas és acél anaerob korróziója során történik, az oxigénmentes [[Talajvíz|talajvizekben]] és a talajvízszint alatti redukáló [[talaj]]okban.

=== Geológiailag ===

A Föld légkörében található oxigéntől (O<sub>2</sub>) elzárva, mélygeológiai viszonyok között hidrogén (H<sub>2</sub>) keletkezik a szerpentinesedés során, a [[fayalit]] (Fe<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>, az [[olivin]] sorozat utolsó, vasban gazdag tagja) kristályrácsában lévő vas (Fe<sup>2+</sup>) szilikátok, vízben lévő protonok (H<sup>+</sup>) általi anaerob oxidációja révén. A megfelelő, [[magnetit]] (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>), [[kvarc]] (SiO<sub>2</sub>) és hidrogén (H<sub>2</sub>) létrejöttéhez vezető reakció a következő:
:<math>\mathrm{3\ Fe_2 SiO_4\ +\ 2\ H_2 O\ \rightarrow\ 2\ Fe_3 O_4\ +\ 3\ SiO_2\ +\ 3\ H_2}</math>

Ez a reakció hasonlít a [[Schikorr-reakció]]ban megfigyelt, vízzel érintkező [[vas(II)-hidroxid]] anaerob oxidációjára.

=== Transzformátorokban ===

A nagy teljesítményű [[transzformátor]]ok egy részét ásványolajjal hűtik. Ezek meghibásodása esetén gázok képződhetnek, melyek közül a hidrogén a leggyakoribb; ezért a hidrogén képződése a transzformátorban súlyos problémák korai előjele.<ref>{{cite book|author=Hirschler, M. M.|title=Electrical Insulating Materials: International Issues|url=https://books.google.com/books?id=bmxcV_TlsV8C&pg=PA89|accessdate=13 July 2012|year=2000|publisher=ASTM International|isbn=978-0-8031-2613-8|pages=89–|archívurl=https://web.archive.org/web/20130526150038/http://books.google.com/books?id=bmxcV_TlsV8C&pg=PA89|archívdátum=2013-05-26}}</ref>

== Felhasználása ==

[[Fájl:Fertiliser application to Oil Seed Rape - geograph.org.uk - 1218472.jpg|222px|bélyegkép|jobbra|Olajrepce műtrágyázása]]

=== Folyamatok ===

A kőolaj- és vegyiparnak nagy mennyiségű H<sub>2</sub>-re van szüksége. A H<sub>2</sub> legnagyobb alkalmazási területe a fosszilis tüzelőanyagok feldolgozása és az [[ammónia]]termelés. A petrolkémiai üzem legfontosabb hidrogénfogyasztó folyamatai a hidrodealkilezés, a hidrodeszulfurizáció és a [[Krakkolás|hidrokrakkolás]]. Ezenkívül számos más felhasználási területe van, ezek egyike a hidrogénezés; különösen a telítetlen olajok és zsírok (melyek megtalálhatóak például a [[margarin]]ban) telítettségének növelésekor, illetve a [[metanol]] előállításakor. A [[hidrogén-klorid|sósav]] előállításakor közvetlenül hidrogénforrásként hasznosítják, illetőleg felhasználják [[érc]]ek redukálószereként.<ref>{{cite web |author=Chemistry Operations |date=2003-12-15 |url=http://periodic.lanl.gov/1.shtml |title=Hydrogen |publisher=Los Alamos National Laboratory |accessdate=2008-02-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110304203439/http://periodic.lanl.gov/1.shtml |archivedate=2011-03-04 }}</ref>

A hidrogén sok [[Ritkaföldfémek|ritkaföldfémben]] és [[Átmenetifémek|átmenetifémben]] jól oldódik,<ref name="Takeshita">{{cite journal|last=Takeshita |first=T. |last2=Wallace |first2=W.E. |last3=Craig |first3=R.S. |title=Hydrogen solubility in 1:5 compounds between yttrium or thorium and nickel or cobalt |journal=Inorganic Chemistry |volume=13 |issue=9 |pages=2282–2283 |year=1974 |doi=10.1021/ic50139a050}}</ref> és egyaránt oldódik nanokristályos fémekben és [[fémüveg]]ben is.<ref name="Kirchheim1">{{cite journal |last=Kirchheim|first=R. |last2=Mutschele|first2=T. |last3=Kieninger|first3=W. |title=Hydrogen in amorphous and nanocrystalline metals |url=https://archive.org/details/sim_materials-science-and-engineering_1988-03_99/page/457|journal=Materials Science and Engineering |year=1988|volume=99|pages=457–462 |doi=10.1016/0025-5416(88)90377-1 |last4=Gleiter |first4=H |last5=Birringer |first5=R |last6=Koble |first6=T}}</ref> A hidrogén fémekben való oldhatóságára befolyással vannak a kristályrácsban lévő szennyezőanyagok, illetve a helyi torzulások.<ref name="Kirchheim2">{{cite journal|last=Kirchheim |first=R. |title=Hydrogen solubility and diffusivity in defective and amorphous metals |url=https://archive.org/details/sim_progress-in-materials-science_1988_32_4/page/262 |journal=Progress in Materials Science |volume=32 |issue=4 |pages=262–325 |year=1988 |doi=10.1016/0079-6425(88)90010-2}}</ref> Ezek a tulajdonságok akkor lehetnek hasznosnak, ha a hidrogént forró [[palládium]]lemezeken átvezetve tisztítják; de a gáz magas oldhatósága kohászati probléma, mert sok fémet rideggé tesz,<ref name="Rogers 1999 1057–1064" /> illetve megbonyolítja a csővezetékek és a tartályok, de más gyártmányok tervezését is.<ref name="Christensen" />

Eltekintve a reagensként való használatától, a H<sub>2</sub>-t széles körben alkalmazzák a fizika és a mérnöki tudományok területén. Védőgázként használják fel egyes fémek hevítésekor (például [[volfrám]]), valamint különböző [[hegesztés (fémek)|hegesztési]] eljárásokban, mint például az [[atomos hidrogén hegesztés]]ben ''(AHW)''.<ref>{{cite journal|last=Durgutlu| first=Ahmet |title=Experimental investigation of the effect of hydrogen in argon as a shielding gas on TIG welding of austenitic stainless steel |journal=Materials & Design |volume=25 |issue=1 |pages=19–23 |year=2003 |doi=10.1016/j.matdes.2003.07.004}}</ref><ref>{{cite web|title=Atomic Hydrogen Welding|publisher=Specialty Welds|year=2007|url=http://www.specialwelds.com/underwater-welding/atomic-hydrogen-welding.htm|accessdate=2015-03-14|archiveurl=https://web.archive.org/web/20130911062035/http://web.archive.org/web/20110716115120/http://www.specialwelds.com/underwater-welding/atomic-hydrogen-welding.htm|archivedate=2013-09-11}}</ref> A hidrogént felhasználják az [[erőmű]]vekben, az elektromos [[generátor]]ok forgórészének hűtésére, mert a [[hővezetési tényező]]je az összes létező gáz közül a legnagyobb. A folyékony hidrogént felhasználják kriogén kutatásokban, beleértve a [[szupravezetés|szupravezetőképességét]] vizsgáló tanulmányokat is.<ref>{{cite journal|last=Hardy |first=Walter N. |title=From H2 to cryogenic H masers to HiTc superconductors: An unlikely but rewarding path |journal=Physica C: Superconductivity |volume=388–389 |pages=1–6 |year=2003 |doi=10.1016/S0921-4534(02)02591-1|bibcode = 2003PhyC..388....1H}}</ref> Mivel a hidrogéngáz sűrűsége a levegő {{tört|1|15}}-e, ezért könnyebb a levegőnél, így korábban [[léghajó]]k és léggömbök töltőgázaként használták fel.<ref name="zeppelins">{{cite web |last=Barnes |first=Matthew |title=LZ-129, Hindenburg |work=The Great Zeppelins |year=2004 |url=http://www.ciderpresspottery.com/ZLA/greatzeps/german/Hindenburg.html |accessdate=2008-03-18 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080301224417/http://www.ciderpresspottery.com/ZLA/greatzeps/german/Hindenburg.html |archivedate=2008-03-01 }}</ref>

Napjainkban a tiszta, illetve a nitrogénnel kevert hidrogént (úgynevezett [[formálógáz]]) nyomjelző gázként használják szivárgások detektálására. Az alkalmazásai megtalálhatók az autóipar, a vegyipar, a villamosenergia-termelés, az űrkutatás és a távközlés területén.<ref>{{cite conference |first=Matthias |last=Block |title=Hydrogen as Tracer Gas for Leak Detection |booktitle=16th WCNDT 2004 |publisher=Sensistor Technologies |date=2004-09-03 |location=Montreal, Canada |url=http://www.ndt.net/abstract/wcndt2004/523.htm |accessdate=2008-03-25 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090108102521/http://www.ndt.net/abstract/wcndt2004/523.htm |archivedate=2009-01-08 }}</ref> A hidrogén engedélyezett élelmiszer-adalékanyag ([[E-számok|E949]]), lehetővé teszi az élelmiszer-csomagolások szivárgáspróbáját, illetve antioxidáns tulajdonságokkal bír.<ref>{{cite web |url=http://ec.europa.eu/food/fs/sfp/addit_flavor/flav15_en.pdf |format=PDF |title=Report from the Commission on Dietary Food Additive Intake |publisher=[[Európai Unió]] |accessdate=2008-02-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080216050325/http://ec.europa.eu/food/fs/sfp/addit_flavor/flav15_en.pdf |archivedate=2008-02-16 }}</ref>

A hidrogén ritkább izotópjainak mindegyike egyedi alkalmazással rendelkezik. A [[deutérium]]ot (hidrogén-2) felhasználják a [[Magfúzió|fúziós]] erőművekben; illetve az [[urán]] hasadóanyagú [[CANDU|CANDU reaktorokban]] [[Neutronmoderátor|moderátorként]] ([[neutron]] lassításra) alkalmazzák.<ref name="nbb" /> A deutériumvegyületek alkalmazási területei a kémiai és biológiai vizsgálatok, a [[kinetikus izotóp hatás]] tanulmányozása.<ref>{{cite journal|last=Reinsch| first=J|coauthors=A Katz, J Wean, G Aprahamian, JT MacFarland
|title=The deuterium isotope effect upon the reaction of fatty acyl-CoA dehydrogenase and butyryl-CoA| journal=J. Biol. Chem.|volume=255
|issue=19|pages=9093–97|year=1980|pmid=7410413}}</ref> A [[trícium]]ot (hidrogén-3) [[atomreaktor]]okban termelik, felhasználják a [[hidrogénbomba]] gyártásához,<ref>{{cite journal| last=Bergeron| first=Kenneth D.| title=The Death of no-dual-use| journal=Bulletin of the Atomic Scientists| volume=60| issue=1| page=15| publisher=Educational Foundation for Nuclear Science, Inc.| year=2004| url=http://find.galegroup.com/itx/start.do?prodId=SPJ.SP06| doi=10.2968/060001004| accessdate=2013-02-11| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080419051641/http://find.galegroup.com/itx/start.do?prodId=SPJ.SP06| archivedate=2008-04-19}}</ref> a biotudományokban izotópos címkézéshez,<ref name="holte" /> illetve mint [[Béta-sugárzás|sugárzó]] forrás a világító festékekben.<ref>{{cite journal| last=Quigg| first=Catherine T.| title=Tritium Warning| url=https://archive.org/details/sim_bulletin-of-the-atomic-scientists_1984-03_40_3/page/56| journal=Bulletin of the Atomic Scientists| volume=40|issue=3| pages=56–57|month=March|year=1984}}</ref>

Az egyensúlyi hidrogén [[hármaspont]]jának hőmérséklete meghatározott fix pont az ITS-90 hőmérsékleti skálán; értéke {{szám|13.8033}}&nbsp;[[kelvin|K]].<ref>{{cite conference |title=International Temperature Scale of 1990 |booktitle=Procès-Verbaux du Comité International des Poids et Mesures |pages=T23–T42 |year=1989 |url=http://www.bipm.org/utils/common/pdf/its-90/ITS-90.pdf |accessdate=2008-03-25 |format=PDF |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080413221030/http://www.bipm.org/utils/common/pdf/its-90/ITS-90.pdf |archivedate=2008-04-13 }}</ref>

=== Hűtőközegként ===

A hidrogéngázt gyakran alkalmazzák erőművek elektromos [[generátor]]aiban a hagyományos léghűtés helyett,<ref>{{cite web|url=http://www.ganzdata.hu/download/Hidrogen-_es_vizhutesu_turbogeneratorok.pdf|title=Hidrogén- és vízhűtésű turbogenerátorok|accessdate=2013-06-13|archiveurl=https://web.archive.org/web/20160307140019/http://www.ganzdata.hu/download/Hidrogen-_es_vizhutesu_turbogeneratorok.pdf|archivedate=2016-03-07}}</ref><ref>{{cite web|url=http://diploma.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/84831/|title=A hidrogén előállítása és felhasználása a Paksii Atomerműben|author=Furka Tibor|date=1999|accessdate=2022-10-18}}</ref> mivel számos előnyös tulajdonsága van, amelyek a közvetlen eredményei annak, hogy könnyű, kétatomos molekula. Ezek közé tartozik az alacsony [[sűrűség]] és kis [[viszkozitás]], illetve, hogy az összes gáz közül a legmagasabb a [[Hőkapacitás|fajlagos hőkapacitása]] és [[hővezetési tényező]]je.

=== Energiahordozóként ===

{{bővebben|Hidrogéngazdaság}}
A hidrogén nem energiaforrás;<ref name="sustain">{{cite web|last=McCarthy|first=John|title=Hydrogen|publisher=[[Stanford Egyetem|Stanford University]]|date=1995-12-31|url=http://www-formal.stanford.edu/jmc/progress/hydrogen.html|accessdate=2008-03-14|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080314043136/http://www-formal.stanford.edu/jmc/progress/hydrogen.html|archivedate=2008-03-14}}</ref> eltekintve a [[deutérium]]mal vagy [[trícium]]mal működő kereskedelmi [[magfúzió]]s erőművektől, amelyek technológiája jelenleg is fejlesztés alatt áll.<ref>{{cite web |title=Nuclear Fusion Power |publisher=World Nuclear Association |month=May |year=2007 |url=http://www.world-nuclear.org/info/inf66.html |accessdate=2008-03-16 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080310022109/http://world-nuclear.org/info/inf66.html |archivedate=2008-03-10 }}</ref> A [[Nap]] energiája is a hidrogén fúziójából származik, de ezen folyamat szabályozható megvalósítása földi körülmények között nehéz feladat.<ref>{{cite web |title=Chapter 13: Nuclear Energy&nbsp;— Fission and Fusion |work=Energy Story |publisher=California Energy Commission |year=2006 |url=http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter13.html |accessdate=2008-03-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080302193129/http://energyquest.ca.gov/story/chapter13.html |archivedate=2008-03-02 }}</ref> A szoláris, biológiai, vagy elektromos forrásból származó elemi hidrogén előállítása több energiát igényel, mint amennyi az elégetésével nyerhető, így ezekben az esetekben a hidrogén [[energiatárolás|energiatárolóként]], ill. [[Energiahordozó|energiahordozóként]] funkcionál; akárcsak egy akkumulátor vagy a folyékony szénhidrogének. A hidrogén fosszilis forrásokból (mint például a metán) is előállítható, de ezek a források nem fenntarthatók.<ref name="sustain" />

A folyékony hidrogén és a sűrített hidrogéngáz ''egységnyi térfogatra'' vett energiasűrűsége bármely megvalósítható nyomáson lényegesen kisebb, mint a hagyományos üzemanyagforrásoké; jóllehet az ''egységnyi tömegre'' vett energiasűrűsége jóval nagyobb.<ref name="sustain" /> Mindazonáltal, az elemi hidrogént már széles körben tárgyalják, mint egy gazdaság-szintű, lehetséges jövőbeli energiahordozót.<ref>{{cite press release |title=DOE Seeks Applicants for Solicitation on the Employment Effects of a Transition to a Hydrogen Economy |work=Hydrogen Program |publisher=US Department of Energy |date=2006-03-22 |url=https://web.archive.org/web/20110719105413/http://www.hydrogen.energy.gov/news_transition.html |accessdate=2008-03-16}}</ref> Például a CO<sub>2</sub>-megkötés, amelyet a [[szén-dioxid-leválasztás és -tárolás]] követ, elvégezhető lenne azon a ponton, amikor a H<sub>2</sub> előállítható fosszilis tüzelőanyagokból.<ref name="GATech" /> A közlekedésben használt hidrogén elégése viszonylag tiszta; némi NO<sub>x</sub>-kibocsátással,<ref>{{cite journal |last=Heffel| first=James W.|title=NOx emission and performance data for a hydrogen fueled internal combustion engine at 1500&nbsp;rpm using exhaust gas recirculation|journal=International Journal of Hydrogen Energy |volume=28 |issue=8 |pages=901–908 |year=2002|doi=10.1016/S0360-3199(02)00157-X}}</ref> de szén-dioxid-kibocsátás nélkül megy végbe.<ref name="GATech">{{cite press release |title=Carbon Capture Strategy Could Lead to Emission-Free Cars |publisher=Georgia Tech |date=2008-02-11 |url=http://www.gatech.edu/newsroom/release.html?id=1707 |accessdate=2008-03-16 |archívurl=https://web.archive.org/web/20080328050807/http://www.gatech.edu/newsroom/release.html?id=1707 |archívdátum=2008-03-28 }}</ref> Hasonlóan a hidrogén és nitrogén vegyülete, az [[ammónia]] is elégethető belső égésű motorokban, azonban szintén NOx képződés mellett. Az infrastruktúra hidrogénalapú gazdaságra való teljes átalakításának költsége azonban jelentős.<ref>{{cite book|first=Joseph J. |last=Romm |year=2004 |title=The Hype About Hydrogen: Fact And Fiction In The Race To Save The Climate |url=https://archive.org/details/hypeabouthydroge0000romm |edition=1st |publisher=Island Press |isbn=1-55963-703-X}}</ref>

==== Üzemanyagcellákban ====

Energiahordozóként legtisztább módon [[üzemanyagcella]] (tüzelőanyag-cella) alkalmazásával használható fel, amelyben folyamatos hidrogénellátás mellett szünetmentes elektromos áram nyerhető ki belőle. Ezzel részben helyettesíthető például az [[elektromos autó|elektromos hajtású járművek]] [[akkumulátor (energiatároló)|akkumulátora]].

=== Félvezetőiparban ===

A hidrogént felhasználják az amorf szilícium és amorf szén szabad kötéseinek telítésére, így stabilizálva az anyagi tulajdonságokat.<ref>{{cite journal|last=Le Comber| first= P. G. |title=Hall effect and impurity conduction in substitutionally doped amorphous silicon
|journal=Philosophical Magazine|doi=10.1080/14786437708232943 |volume=35 |issue=5 |pages=1173–1187 |year=1977 |last2=Jones |first2=D. I. |last3=Spear |first3=W. E.|bibcode = 1977PMag...35.1173C}}</ref> Emellett a különböző oxidokban – beleértve: [[Cink-oxid|ZnO]],<ref>{{cite journal|last=Van de Walle| first= Chris G.|title=Hydrogen as a cause of doping in zinc oxide |journal=Physical Review Letters|volume=85|issue=5|doi=10.1103/PhysRevLett.85.1012 |pages=1012–1015|year=2000 |pmid=10991462|bibcode=2000PhRvL..85.1012V}}</ref><ref>{{cite journal |last=Janotti|first= Anderson |title=Hydrogen multicentre bonds|doi=10.1038/nmat1795 |journal=Nature Materials |volume=6|pages=44–47 |year=2007 |pmid=17143265 |last2=Van De Walle |first2=CG |issue=1|bibcode = 2007NatMa...6...44J}}</ref> [[Ón-dioxid|SnO<sub>2</sub>]], CdO, [[Magnézium-oxid|MgO]],<ref>{{cite journal|last=Kilic| first= Cetin|title=n-type doping of oxides by hydrogen|doi=10.1063/1.1482783|journal=Applied Physics Letters|volume=81 |issue=1|pages=73–75|year=2002|last2=Zunger|first2=Alex|bibcode = 2002ApPhL..81...73K}}</ref> [[Cirkónium-dioxid|ZrO<sub>2</sub>]], HfO<sub>2</sub>, La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, [[Titán-dioxid|TiO<sub>2</sub>]], SrTiO<sub>3</sub>, LaAlO<sub>3</sub>, [[Szilícium-dioxid|SiO<sub>2</sub>]], [[Alumínium-oxid|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]], ZrSiO<sub>4</sub>, HfSiO<sub>4</sub> és SrZrO<sub>3</sub><ref>{{cite journal|last=Peacock| first= P. W.|doi=10.1063/1.1609245|title=Behavior of hydrogen in high dielectric constant oxide gate insulators |journal=Applied Physics Letters |volume=83 |issue=10 |pages=2025–2027 |year=2003 |last2=Robertson |first2=J. |bibcode = 2003ApPhL..83.2025P}}</ref> – potenciális elektrondonor.

== Biológiai szerepe ==

A különféle [[mikroorganizmus]]ok [[Erjedés|anaerob anyagcseréjük]] során végtermékként hidrogént állítanak elő, általában [[vas]]- vagy [[nikkel]]tartalmú [[enzim]]ek (úgynevezett hidrogenázok) által [[Katalizátor|katalizált]] reakciókon keresztül. Ezek az enzimek a H<sub>2</sub> és az azt alkotó két-két proton és elektron közti reverzibilis redoxi-reakciót katalizálják. A hidrogéngáz a [[Piroszőlősav|piruvát]] vízzé történő [[erjedés|fermentációja]] során keletkező redukáló komponensek szállításakor jön létre.<ref>{{cite book|first=Richard|last=Cammack|url=https://books.google.com/?id=GTzajKoBoNwC&pg=PA202 |coauthors=Robson, R. L.|year=2001|pages=202–203 |title=Hydrogen as a Fuel: Learning from Nature |publisher=Taylor & Francis Ltd |isbn=0-415-24242-8}}</ref>

A vízbontás, melynek során a víz összetevőire – protonokra, elektronokra és oxigénre – bomlik, minden [[Fotoszintézis|fotoszintetizáló]] szervezetben lejátszódik a [[fényszakasz]] során. Néhány ilyen szervezet, köztük a ''[[Chlamydomonas reinhardtii]]'' algák és a [[cianobaktériumok]] kifejlesztettek egy második lépést, a [[sötétszakasz]]t, melyben a [[kloroplasztisz]]ban lévő specializált hidrogenázok redukálják a protonokat és elektronokat, így képezve H<sub>2</sub>-gázt.<ref>{{cite journal|last=Kruse|first=O. |coauthors=Rupprecht, J.; Bader, K.-P.; Thomas-Hall, S.; Schenk, P. M.; Finazzi, G.; Hankamer, B |title=Improved photobiological H<sub>2</sub> production in engineered green algal cells |journal=The Journal of Biological Chemistry
|year=2005|volume=280|issue=40|pages=34170–7 |doi=10.1074/jbc.M503840200 |pmid=16100118}}</ref> Erőfeszítések történtek annak érdekében, hogy a géntechnológiával módosított cianobaktérium hidrogenázok hatékonyan szintetizálják a H<sub>2</sub>-gázt oxigén jelenlétében is.<ref>{{cite web |first=H. O. |last=Smith |coauthors=Xu, Q |year=2005 |url=http://ec.europa.eu/food/fs/sfp/addit_flavor/flav15_en.pdf |format=PDF |title=IV.E.6 Hydrogen from Water in a Novel Recombinant Oxygen-Tolerant Cyanobacteria System |work=FY2005 Progress Report |publisher=United States Department of Energy |accessdate=2008-02-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080216050325/http://ec.europa.eu/food/fs/sfp/addit_flavor/flav15_en.pdf |archivedate=2008-02-16 }}</ref> Hasonló erőfeszítéseket algákkal is végeztek bioreaktorokban.<ref>{{cite news| last=Williams| first=Chris| title=Pond life: the future of energy| work=Science| publisher=The Register| date=2006-02-24| url=http://www.theregister.co.uk/2006/02/24/pond_scum_breakthrough/| accessdate=2008-03-24| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080305050153/http://www.theregister.co.uk/2006/02/24/pond_scum_breakthrough/| archivedate=2008-03-05}}</ref>

== Biztonság ==
A hidrogén az emberi biztonságra nézve veszélyes anyag, levegővel keveredve potenciálisan tűz- és robbanásveszélyes; míg tiszta, [[oxigén]]mentes formában fulladást okozhat.<ref name=NASAH2>{{cite web |author=Brown, W. J. et al. |first=H. O. |last=Smith |coauthors=Xu, Q |url=http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/canceled/871916.pdf |format=PDF |year=1997 |title=Safety Standard for Hydrogen and Hydrogen Systems |publisher=[[NASA]] |accessdate=2008-02-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080216050325/http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/canceled/871916.pdf |archivedate=2008-02-16 }}</ref> Ezen túlmenően, a folyékony hidrogén kriogén anyag, ennek megfelelően a nagyon hideg folyadékokkal kapcsolatos veszélyeket rejti magában (mint például a fagyási sérülés).<ref>{{cite web| title=Liquid Hydrogen MSDS| publisher=Praxair, Inc.| month=September| year=2004| url=http://www.hydrogenandfuelcellsafety.info/resources/mdss/Praxair-LH2.pdf| format=PDF| accessdate=2008-04-16| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080527233910/http://www.hydrogenandfuelcellsafety.info/resources/mdss/Praxair-LH2.pdf| archivedate=2008-05-27}}</ref> A hidrogén számos fémben oldódik, és azon túlmenően, hogy elszivárog, kedvezőtlen hatással lehet rájuk; ilyen hatás például a hidrogén-elridegedés,<ref>{{cite journal| title=‘Bugs’ and hydrogen embrittlement| journal=Science News| volume=128| issue=3| page=41| location=Washington, D.C.| date=1985-07-20|doi=10.2307/3970088| jstor=3970088}}</ref> amely repedésekhez és robbanáshoz vezethet.<ref>{{cite web|url=http://www.twi.co.uk/content/oilgas_casedown29.html|title=Union Oil Amine Absorber Tower|last=Hayes|first=B.|publisher=TWI|accessdate=29 January 2010|archiveurl=https://web.archive.org/web/20081120215355/http://www.twi.co.uk/content/oilgas_casedown29.html|archivedate=2008-11-20}}</ref> A külső légtérbe kiszivárgó hidrogéngáz spontán meggyulladhat. Továbbá a hidrogénlángok amellett, hogy nagyon forróak, szinte láthatatlanok, és így véletlen égési sérülésekhez vezethetnek.<ref>{{cite web| title=Hydrogen Safety| publisher=Humboldt State University| url=http://www.schatzlab.org/education/h2safety.html| accessdate=2010-04-14| archiveurl=https://web.archive.org/web/20110326001949/http://www.schatzlab.org/education/h2safety.html| archivedate=2011-03-26}}</ref>

Még a hidrogén adatainak (beleértve a biztonsági adatlapot is) értelmezését is számos jelenség torzítja el. A hidrogén számos fizikai és kémiai tulajdonsága a parahidrogén/ortohidrogén arány függvénye (napokig vagy hetekig is eltart, míg egy adott hőmérsékleten eléri a egyensúlyi arányt, amelyre az adatokat általában megadják). A hidrogén detonációs paraméterei, mint például a kritikus detonációs nyomás és hőmérséklet, erősen függenek a tartály geometriájától.<ref name=NASAH2/>

A hidrogén a tárolóedény falának legkisebb repedésén keresztül is átszivárog. Az olyan tartályok, amelyek más anyagok számára gáztömör tárolást képesek biztosítani, a hidrogén számára nem biztos, hogy megfelelnek.

== Megjegyzések ==

{{references|csoport=megj.}}

== Jegyzetek ==

{{jegyzetek|oszlopok=2}}

== Fordítás ==

{{fordítás|en|Hydrogen|oldid= }}

== Források ==

* {{CitLib|aut=Bodonyi Ferenc |aut2= |aut3= |tit=Kémiai összefoglaló |subtit= |ass= |edi= |loc=Budapest |loc2= |red=Műszaki Könyvkiadó |red2= |ann=1987 |ser= |sernr= |isbn=963-10-7229-0 |url= |capaut= |capaut2= |capaut3= |cap= |pag=39.; 301–303 |misc= }}
*[https://www.elobolygonk.hu/Innovativ_trendek/Jarmuipar/2020_11_18/ammoniaval_tankolnak_a_hajokat_/ Ammóniával tankolnák a hajókat] {{Wayback|url=https://www.elobolygonk.hu/Innovativ_trendek/Jarmuipar/2020_11_18/ammoniaval_tankolnak_a_hajokat_/ |date=20201202155113 }}

== További információk ==

*a magyar Wikipédia hidrogént tartalmazó vegyületeinek listája [https://www.gyimesilaszlo.hu/cgi-bin/okepl.cgi?H külső keresővel]

* {{wikiszótár|a|{{lc:Hidrogén}}}}
*{{commonskat-natúr|Hydrogen|Hidrogén}}

* Henning Boetius: ''Hidrogén-forradalom. Az energiaellátás új formája''; ford. Mesés Péter; Corvina, Budapest, 2006 (''Corvina tudástár'')
* Stróbl Alajos: ''Hidrogén az energiagazdálkodásban''; Elgoscar-2000, Budapest, 2007 (''Környezetvédelmi füzetek'')
* Svéhlik Csaba: ''Közlekedés, környezet, alternatívák. Küzdelem a tisztább környezetért''; Kheops Automobil-Kutató Intézet, Mór, 2007 (''Kheops könyvek'')
* Schiller Róbert: ''Hidrogén, az elemek királya. A kémia születésétől az energetika jövőjéig''; Typotex, Budapest, 2013
* ''Biohidrogén''; szerk. Bélafiné Bakó Katalin; Pannon Egyetemi Kiadó, Veszprém, 2014

== Kapcsolódó cikkek ==

* [[:Kategória:Hidrogénvegyületek]] – a hidrogén vegyületei.
* [[Kémiai elemek nevének etimológiája]]
* [[Hidrogéngazdaság]]
* [[Üzemanyagcella]]

{{Kétatomos elemek}}
{{Nemzetközi katalógusok}}
{{portál|Kémia}}
{{kiemelt}}

[[Kategória:Nemfémek]]