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Celui-ci
découvrit qu’en approchant une bougie allumée près d’une éprouvette, on
provoquait la combustion d’une flamme donnant ainsi naissance à des gouttelettes
d’eau sur la paroi, d’où le nom hydrogène (hydro = eau, gène = producteur)
...
La faible proportion d’hydrogène sur la terre est due à sa
volatilité lors de la formation de la planète
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C’est le plus léger élément 11H et sa distribution électronique est 1s1
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008g, ρ = 0
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II- PROPRIETES ET REACTIONS DU DIHYDROGENE :
La forme stable de l’hydrogène élémentaire dans les conditions normales est le
« dihydrogène H2 » qu’on appelle de façon moins formelle « l’hydrogène »
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mol-1) et la liaison H-H est courte
(0
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Les propriétés physiques de la molécule de H2 sont les suivantes :
Tf = 14K (-259°C), Teb = 20K (-253°C), électronégativité = 2
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Le principal processus industriel de production de
l’hydrogène est le « reformage à la vapeur »
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CH4(g) + H2O(g)

1000°C

CO(g)

+ 3H2(g)

Une réaction semblable, qui était autrefois la source de H2, avec le coke comme
réducteur, est quelquefois appelée « réaction du gaz avec l’eau »
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CO(g) + H2O(g)

1000°C

CO2(g)

+ 3H2(g)

La production de l’hydrogène est souvent intégrée à des procédés chimiques qui
ont besoin d’hydrogène comme matière première, comme pour sa combinaison
avec N2 pour produire NH3 qui est la source primaire des produits chimiques azotés,
des matières plastiques et des engrais
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2- Quelques réactions de l’hydrogène :
L’hydrogène moléculaire réagit lentement avec la plupart des autres éléments, en
partie à cause de son enthalpie de liaison élevée qui implique une énergie
d’activation élevée pour ses réactions
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a- Réaction catalytique avec le monoxyde de carbone :
C’est une réaction qui est réalisée à grande échelle dans le monde entier, elle
permet la préparation du méthanol gazeux :
CO(g) + H2(g)

Cu/Zn

CH3OH(g)

b- réaction avec les halogènes :
- Avec F2 la réaction est explosive à température ambiante :
2HF+ ∆

F2+ H2

2

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Cherouana
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com Chapitre III
- Avec Cl2 la réaction ne peut avoir lieu qu’en présence de lumière ou de chauffage
jusqu'au début d’ébullition :
F2+ Cl2

hν ou ∆

2HCl

- Avec I2 et Br2 la réaction a lieu à haute température :
Br2+ H2

T

2HBr

III- COMPOSES DE L’HYDROGENE
Selon le type d’élément (famille) auquel est lié l’atome d’hydrogène, les composés
binaires obtenus sont répertoriés dans des classes bien précises selon leurs
propriétés physiques et chimiques
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b- Les hydrures salins, des solides cristallins non volatils, non conducteurs de
l’électricité
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1- Composés moléculaires :
Les éléments électronégatifs du groupe (IIIA) au groupe (VIIA) donnent couramment
des molécules avec l’hydrogène comme B2H6, CH4, H2O……
a- Nomenclature :
Les noms systématiques des composés moléculaires de l’hydrogène se forment à
partir de l’élément et du suffixe « -ane »
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Les noms
triviaux ammoniac et eau sont universellement utilisés plutôt que les noms
systématiques « azane » et « oxydane »
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Une liaison hydrogène est constituée d’un atome d’hydrogène situé entre deux
atomes non métalliques électronégatifs
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Une des manifestations les plus intéressantes de la liaison hydrogène est la
structure de la glace (figure 1)
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Ces atomes sont liés entre eux par
des liaisons hydrogène type O-H…O
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Figure3 : Les cages des molécules d’eau des clathrates
En plus de leur intérêt structural, les clathrates sont souvent utilisés comme
modèles de l’organisation des molécules d’eau autours de groupements non
polaires présents dans les protéines
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2- Hydrures salins
Les hydrures salins sont obtenus par combinaison de l’atome d’hydrogène avec les
métaux alcalins ou alcalino-terreux
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L’électrolyse de ces solutions produit de l’hydrogène gazeux à l’anode, preuve de
l’existence de l’anion hydrure
2H- (sel fondu)

H2(g) + e

La réaction des hydrures avec l’eau est dangereusement violente
NaH(s) + H2O(l)

H2(g) + NaOH(aq)

NaH(s), hydrure de sodium peut s’enflammer lorsqu’on l’expose à l’air humide et
ses feux sont difficiles à éteindre
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CaH2(s) + 2H2O(l)

2H2(g) + Ca(OH)2(s)

On préfère utiliser de l’hydrure de calcium car c’est l’hydrure le moins cher et il
est disponible sous forme de granulés faciles à manipuler
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3- Hydrures métalliques
Tous les métaux du bloc d des groupes (IIIb), (IVb) et (Vb) et tous les éléments du
groupe f forment des hydrures métalliques non stœchiométriques
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Cependant, on a affirmé que l’hydrogène se dissout dans
le fer aux pressions très élevées et que l’hydrure de fer est très abondant au
centre de la terre
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Aux pressions modérées, seul le palladium donne une phase stable de composition
PdHx (x<1), le nickel donne des phases hydrure à très haute pression et le platine
ne donne aucune phase
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Cette mobilité et la composition variable de ces
hydrures font d’eux des moyens de stockage potentiel de l’hydrogène
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95) est disponible dans le commerce pour le stockage de l’hydrogène à basse
pression et il a été testé comme source d’énergie dans des voitures d’essai
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+ H
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Pratiquement, une seule méthode, le « procédé de Haber » (prix Nobel
pour ce procédé en 1918), est utilisé pour l’ensemble de sa production
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N2(g) + 3H2(g)

2NH3(g)

Ce procédé est une combinaison directe de N2 et H2 effectuée sur un catalyseur de
fer dopé, les dopants étant SiO2, MgO et d’autres oxydes
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Elle se comporte comme un acide face à une base et comme une base face à un
acide, on dit qu’elle a un caractère « amphotère ou ampholyte »
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com Chapitre III
VI- ISOTOPES DE L’HYDROGENE
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Le deutérium 21D = 21H, on le trouve surtout dans les fonds de mer
Le tritium 31T = 31H, c’est un élément radioactif et il n’est présent qu’en
petite quantité dans le gaz naturel

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