Vodík

Tento článek je o chemii vodíku. Pro fyziku atomového vodíku, vidět atom vodíku.

1 (žádný) ? vodík ? helium - ? H ? Li periodická tabulka
Generál
Jméno, Symbol, Číslo	vodík, H, 1
Chemická série	nonmetals
Skupina, Období, Blok	1, 1, s
Vzhled	bezbarvý
Relativní atomová hmotnost	1.00794(7). g/mol
Konfigurace elektronu	1s1
Elektrony na shell	1
Fyzikální vlastnosti
Fáze	plyn
Hustota	(0 ° C, 101.325 kPa) 0.08988 g/L
Teplota tání	14.01 K (? 259.14 °C,? 434.45 °F)
Teplota varu	20.28 K (? 252.87 °C,? 423.17 °F)
Trojný bod	13.8033 K, 7.042 kPa
Kritický bod	32.97 K, 1.293 MPa
Teplo roztavení	(H2) 0.117 kJ/mol
Výparné skupenské teplo	(H2) 0.904 kJ/mol
Tepelná kapacita	(25 ° C) (H2) 28.836 J / (mol · K)
Tlak páry P/ Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k u T/ K         15 20
Atomové vlastnosti
Krystalová soustava	šestiúhelníkový
Oxidační stavy	1,? 1 (amphoteric kysličník)
Elektronegativita	2.20 (Pauling měřítko)
Ionization energie	1st: 1312.0 kJ/mol
Atomový poloměr	25 odpoledne
Atomový poloměr (calc.)	53 odpoledne (Bohr poloměr)
Covalent poloměr	37 odpoledne
Van der Waals poloměr	120 odpoledne
Rozmanitý
Magnetické uspořádání	???
Tepelná vodivost	(300 K) 180.5 mW / (m · K)
Rychlost zvuku	(plyn, 27 ° C) 1310 m/s
Registrační číslo CAS	1333-74-0
Pozoruhodné izotopy
Hlavní článek: Izotopy vodíku iso Na poločas rozpadu DM DE (MeV) DP 1H 99.985% H je stáj s 0 neutrony 2H 0.015% H je stáj s 1 neutrony 3H stopa 12.32 y ?? 0.019 3On
Odkazy

Vodík (Latina: hydrogenium, od starověkého Řeka: hydro: “vlhnout” a geny: “se tvořit”) je chemický prvek v periodické tabulce, která má symbol H a atomové číslo 1. U standardní teploty a tlaku to je bezbarvý, odorless, nonmetallic, univalent, nechutný, velmi hořlavý diatomic plyn (H₂). S atomovým množstvím jen 1.00794 g/mol, vodík je nejlehčí prvek vesmíru. To je také nejhojnější, představovat hrubě 75 % celého vesmíru je základní záležitost.^[1] To je dar ve vodě, skoro všechny organické sloučeniny a ve všech živých organismech. Vodík je schopný působit chemicky se většinou dalšími prvky. Hvězdy v jejich hlavním sledu jsou ohromně složeny z vodíku v jeho plazmovém stavu. Element je současně používán primárně v obohacování fosilního paliva. Jiná použití obsahují, zatímco stoupající plyn jak alternativní palivo (vidí ekonomiku vodíku), a více nedávno jako zdroj energie v palivových článkách.

Různé významy “vodíku”

Slovo "vodík" má pro různé lidi různý význam, což vede k mnohým zmatkům.

Možná použití:

• Vodík je název prvku
• Vodík je atom, někdy nazvaný “H tečka” to je hojné ve vesmíru ale nezbytně chybějící na zemi, protože to dimerizes.
• Vodík je diatomic molekula to by bylo příhodné palivo kromě toho to nastane přirozeně jen v množstvích stopy a muset být extrahován z jiných zdrojů, takový jak fosilní paliva; lékárny zvýšeně odkazují se na H₂ jako dihydrogen odlišit tuto molekulu od atomového vodíku a vodíku nalezeného v ostatních sloučeninách,
• Vodík je atomový volič uvnitř všech organických sloučenin, vlhnout, a mnoho jiných chemických sloučenin.

Tak když jeden říká, že “vodík je všudypřítomný ve vesmíru, ale překvapivě těžký k produkci ve velkých množstvích na zemi” my znamenáme, že H atomy a H₂ vyskytovat se ve vesmírném prostoru ale že tyto dva druhy jsou vzácné nebo drahé vytvářet v čisté formě na zemi. Zřejmě, země má množství vodíku, ale to je celé spojené v molekulách takový jako uhlovodíky a voda. V laboratoři, H₂ je připraven reakcí kyselin na kovech takový jako zinek. Elektrolýza vody je jednoduchá ale drahá metoda výrobního vodíku. Velkovýroba je obvykle procesem nazýval páru reformováním zemního plynu.

Těžba H₂ od vody nebo uhlovodíků vyžaduje energii; tito jsou procesy endothermic. H₂ moci ne být produkován od vody nebo uhlovodíků bez vynaložení energie a tohoto problému centrální quandry se postaví před výrobu vodíku. Jedna možná udržitelná metoda na výrobu H₂ znamená vodu photochemical “se štěpit,” kde energie vstupu přijde z našeho slunce. Tento přístup se vyhne výrobě skleníku-plyny, který být spojován s fosilními palivy. Jisté druhy zelené řasy využijí tuto metodu za velmi zvláštních podmínek. Druhá možná vodíková výrobní cesta je přes síru-cyklus jodidu používat zdroj tepla taková jak nukleární energie, ale tam jsou argumenty o zda nebo ne atomová energie by měla být považována za udržitelnou energii. Se svlékat H₂ od biomass nebo dokonce čištěných organických sloučenin takový jak glukóza nebo sorbitol také tvoří skleníkotvorné plyny, ale tento proces (jako woodburning) není čistý skleníkový producent.

Základní rysy

Elektronická struktura

Vodík je nejlehčí chemický prvek; jeho nejběžnější izotop zahrnuje pouze jeden záporně nabitý elektron, obíhající kolem kladně nabitého protonu (jádra atomu vodíku - všechny ostatní atomy mají složitější jádra s více protony nebo neutrony). Elektron je zavázán protonu Coulomb sílou, elektrická síla to jeden pevný, elektricky nabitý nanoparticle působí na jiném. Atom vodíku má zvláštní význam v kvantové mechanice jako jednoduchý fyzický systém pro kterého je přesné řešení k Schrödinger rovnice; od toho rovnice, experimentálně pozorované frekvence a intenzity vodíkových spektrálních čár mohou být spočítáni. Spektrální čáry jsou tmavé nebo jasné linky v jinak jednotné a spojité spektrum, vyplývat z přemíry nebo nedostatku fotonů v úzkém kmitočtovém rozsahu, srovnal s blízkými frekvencemi.

U standardní teploty a tlaku, vodík existuje jako plyn diatomic, H₂, s bodem varu 20.27   K, a bod tání 14.02   K.^{[pochvalná zmínka   potřebovaný]} Pod vysokými tlaky, takový jako ti u centra obrů plynu, molekuly ztratí jejich identitu a vodík se stane kovem (kovový vodík). Pod extrémně nízkým tlakem ve vesmíru — doslova vakuum — element inklinuje existovat jako jednotlivé atomy, prostě protože to je statisticky nepravděpodobné pro je k zájmové skupině. Nicméně, mraky H₂ a možná jediné atomy vodíku jsou říkány k formě v H já a H II oblasti a být spojován se vznikem hvězdy. Vodík hraje důležitou roli v pohánět hvězdy přes proton – proton a uhlík – cyklus dusíku. Tito jsou procesy jaderné fáze, která propouštěcí masivní množství energie ve hvězdách a jiná horká nebeská tělesa jako atomy vodíku se spojí do atomů hélia.

U vysokých horeček, plyn vodíku může existovat jako směs atomů, protony, a záporně nabitý hydride ionty. Tato směsice má vysoký emissivity a absorptivity v rozsahu viditelného světla a taková vyzařování dají svah světlu ze slunce a jiných hvězd.

H₂ je méně rozpustný ve vodě, alkoholu nebo éteru než kyslík je. Jeho rozpustnost a adsorption charakteristiky s různými kovy jsou velmi důležité v metalurgii (tolik kovy mohou snášet embrittlement vodíku) a v vyvíjejících se bezpečných způsobech, jak uložit to pro použití jako palivo.

Hoření

To působí násilně s chlórem a fluorem, tváření hydrohalic kyseliny, který může poškodit plíce a jiné tkáně. V vzduchu, to je velmi hořlavé, spálení u koncentrací jako minimum jak 4 % H₂. Když míchal se s kyslíkem, vodík exploduje na zapálení. Jedinečná vlastnost vodíku je že jeho plamen je téměř neviditelný v vzduchu. Toto dělá to obtížný prozradit to jestliže otvor je spálení, a nese větší riziko, že to jde snadno vejít do ohně vodíku bezděčně.

Viz též: atom vodíku.

Aplikace

Velká množství H₂ být potřebován v ropě a chemických průmyslech. Zdaleka největší aplikace H₂ je pro zpracování (“obohacování”) fosilních paliv. Klíčoví spotřebitelé H₂ v petrochemické rostlině zahrnovat hydrodealkylation, hydrodesulfurization a hydrocracking^[2]. H₂ má několik jiných důležitých použití.

• použitý v hydrogenation tuků a olejů (nalezený v položkách takový jako margarín), a ve výrobě methanolu.
• H₂ je používán ve výrobě kyseliny hydrochloric
• H₂ je používán v jistých svářecích metodách
• H₂ je používán v redukci kovových rud.
• H₂ je součást některých raketová paliva.
• H₂ je používán jako rotor chladící tekutina v elektrických generátorech u síly umístí, protože to má nejvyšší tepelnou vodivost nějakého plynu.
• Kapalina H₂ je používán ve výzkumu cryogenic, včetně studií supravodivosti.
• Teplota trojného bodu vodíku rovnováhy je definovat pevnou čárku na jeho-90 teplotní stupnice.
• Protože H₂ je zapalovač než vzduch, mít trochu více než 1/15th hustoty vzduchu, to bylo jednou široce použité jako agent těžení v balónech a vzducholodích. Nicméně, toto použití bylo odříznuto poté, co Hindenburg pohroma přesvědčila veřejnost že plyn byl příliš nebezpečný pro tento účel.
• Deuterium, izotop vodíku (vodík-2), je používán v aplikacích jaderného štěpení jako moderátor k pomalým neutronům, a v reakcích jaderné fáze. Deuterium směsi mají použití v chemii a biologii ve studiích reakčních izotopových efektů.
• Tritium (vodík-3), produkoval v nukleárních reaktorech, je používán ve výrobě vodíkových bomb jak izotopové popisky v biosciences, a jako zdroj záření v světélkujících nátěrech.

Vodík jako zdroj energie

Vodík není předcházející zdroj energie jako fosilní paliva ale nosič, hodně mít rád baterii. Tam jsou žádné “studny vodíku” nebo “doly vodíku” na Zemi, tak H₂ moci ne být považován za zdroj prvotní energie takový jako fosilní paliva nebo uran. Protože H₂ je tak lehký, nějaký dar množství na zemi bude vznášet se nahoru do atmosféry a ven do prázdna. H₂ moci nicméně být vypaloval motory vnitřního spalování, přístup obhajoval BMW je experimentální vodíkové auto. Tam je několik metod vodíku uložení pro aplikace dopravy, nejvíce obyčejně-použitý být plynné ukládání ve válcích plynu podobných těm užitý na uskladnění nějakého natlakovaného plynu. Alternativy zahrnují ukládání jako kov nebo chemikálie hydrides, cryogenic ukládání kapalného vodíku (jak v BMW vodíkovém vnitřním spalování auto motoru) a výzkum směřuje k nanomaterials, které budou schopné uložit vodík více efektivně než některý metod nahoře.

Emisní spektrum ultrafialové deuterium obloukové lampy jasně ukazovat charaketristické vodíkové emisní linky (ostré vrcholy u 656 nm a 486 nm) a emise kontinua v ~ 200-400 nm oblast. Emisní spektrum deuterium se liší od toho protium kvůli vlivu hyperfine vzájemných ovlivňování, ačkoli tyto účinky mění vlnovou délku linek pouhými zlomky nanometer a být příliš pěkný být rozeznán spectrometer použitý tady.

Vodíkové palivové články jsou vyšetřovány jako mobilní zdroje energie s nižšími emisemi než vodík-pálit motory vnitřního spalování. Nízké emise vodíku ve spalovacích motorech a palivové články jsou současně vyrovnáni znečištěním vytvořeným výrobou vodíku. Toto může se měnit jestliže podstatná množství elektřiny vyžadované pro elektrolýzu vody mohou být vytvořena primárně od minima znečištění získá takovou jak sluneční energii nebo vítr. Výzkum je řízen na H₂ jak nahrazení pro fosilní paliva. To mohlo stát se spojením mezi rozsahem energetických zdrojů, povozů a ukládání. H₂ moci být změněn k a od elektřiny (řešit ukládání elektřiny a záležitosti dopravy), od biofuels, a od a do zemního plynu a nafty. Všichni toto může teoreticky být dosáhl s nulovými emisemi CO₂ a jedovatý pollutants. (Vidět také ekonomika vodíku.)

V Haber proces pro výrobu čpavku a svět je pátá nejvíce vytvořená průmyslová směs, vodík je vytvořen v situ od zemního plynu.

Historie

Objev H₂

H₂ byl nejprve produkován Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493 – 1541) — také známý jako Paracelsus — tím, že míchá kovy s kyselinami. On byl nevědomý, že hořlavý plyn produkovaný touto chemickou reakcí byl H₂. V 1671, Robert Boyle popisoval reakci mezi filings železa a zředěné kyseliny, který vyústí v výrobu H₂.^[3] V 1766, Henry Cavendish byl první rozpoznat H₂ jako jednotlivá substance, tím, že pozná plyn od této reakce jak “vznětlivý” a shledání, že plyn produkuje vodu když vypaloval vzduch. Cavendish klopýtal dál H₂ když experimentuje s kyselinami a rtutí. Ačkoli on špatně předpokládal, že vodík byl sloučenina rtutě — a ne kyseliny — on byl ještě schopný přesně popisovat několik klíčových vlastností vodíku.

Antoine Lavoisier dal elementu jeho jméno a dokázal, že voda je složena z vodíku a kyslíku. Jeden z prvních použití H₂ byl pro balóny. H₂ byl získán reagující sulfuric kyselinou a kovovým železem.

Protože jeho relativně jednoduché struktury atomu, se sestávat jediný protonu a elektron, atom vodíku byl centrální vůči vývoji teorie atomové struktury.

Izotopy vodíku

V 1931, Harold C. Urey objevil deuterium, izotop vodíku, spectrographic studií o posledním zbytkovém mililitru po odpařování 5 litrů cryogenically-produkoval kapalný vodík. Urey byl také schopný koncentrovat deuterium ve vodě opakovanou frakční destilací. Pro objev deuterium Urey přijal Nobelovu cenu v chemii v 1934. Ve stejném roku, objev třetího izotopu, tritium, byl oznámen.

Elektronové energetické hladiny

Základní stav energetická hladina elektronu v atomu vodíku je 13.6 eV, který je ekvivalentní k ultrafialovému fotonu hrubě 92 nm.

S modelem Bohra energetické hladiny vodíku mohou být vypočítány docela přesně. Toto je děláno modelováním elektron jak se otáčet okolo protonu, hodně mít rád zemi, která se točí kolem slunce, kromě toho slunce drží zemi na oběžné dráze se sílou přitažlivosti, ale proton drží elektron na oběžné dráze se sílou elektromagnetismu. Další rozdíl mezi Zemí-systém slunce a elektron-systém protonu je to, v tomto modelu, kvůli kvantové mechanice elektron má dovoleno jen být u velmi přesných vzdáleností z protonu. Modelování atom vodíku v této módě dá správné energetické stavy a spektrum. Jako větší rys, modelování systém úplně používat redukované množství jádra a elektron (jak jeden by oddělal dva-problém těla v nebeské mechanice) dá ještě lepší recept na spektra vodíku, a také správné spektrální posuny pro izotopy deuterium a tritium, který být přiměn změnami jediný v tomto parametru.

Elektronický základní stav energetický stav je rozdělen do hyperfine strukturových úrovní protože magnetických efektů náležitý k quantum mechanická rotace elektronu a proton. Atomová energie když proton a rotace elektronu jsou zarovnáni je 5.9 x 10^{- 6} eV vyšší než když oni nejsou souosí. Přechod od horní k nižší úrovně mohou nastat přes emisi fotonu přes magnetický dvojpól přechod. Foton této energie má frekvenci 1420.4 MHz a vlnová délka 21.1 cm. Astronomové pozorují tuto radiaci s radiovými teleskopy v rozkazu mapovat distribuci vodíku v galaxii.

Výskyt

NGC 604, obr H   II oblast v Triangulum galaxii.

Vodík je nejhojnější element ve vesmíru, tvořit 75 % normální záležitosti hmotou a přes 90 % množstvím atomů. ^[4] Tento element je nalezený ve velké hojnosti ve hvězdách a plynových obřích planetách. Nicméně, to je velmi vzácné v zemské atmosféře (1 ppm hlasitostí). Jeho nedostatek je kvůli skutečnosti, že vodík je nejlehčí plyn, dovolit tomu uniknout gravitaci Země. Když směsi jsou zahrnovány, ačkoli, vodík je desátý nejhojnější element na Zemi. Nejvíce obyčejný zdroj pro tento element na Zemi je voda, který je složil dvě části vodík k jednomu kyslíku části (H₂O). Jiné zdroje zahrnují většinu forem organických látek včetně uhlí, zemního plynu a jiných fosilních paliv. Metanový plyn (CH₄) je zvýšeně důležitý zdroj vodíku.

Skrz vesmír, vodík je většinou nalezený ve státě plazmy jehož vlastnosti jsou docela odlišné od molekulárního vodíku. Jak plazma, elektron vodíku a proton nejsou spojení spolu, končit velice vysoký elektrická vodivost. Nosiči proudu jsou velmi ovlivňováni magnetickými a elektrickými poli. Například, ve slunečním větru oni se ovlivňují s magnetosphere Země dávat se zvednout k Birkeland proudům a úsvitu.

Výroba

Vodík může být připraven v několika různých způsobech, ale ekonomicky nejdůležitější procesy zahrnují odstranění vodíku od uhlovodíků. Komerční hromadný vodík je obvykle produkován parním reformováním zemního plynu. U vysokých horeček (700 – 1100 ° C), pára (vodní pára) reaguje s metanovým plynem k uhlíku výnosu monoxide a H₂.

CH₄ + H₂O ? CO + 3 H₂

Tato reakce je favorizována u nízkých tlaků ale je nicméně řízen u vysoce tlačí na (20 atm) od vysokého tlaku H₂ je nejvíce prodejný produkt. Jeden z mnohých komplikací k této velmi optimalizované technologii je vytvoření koly nebo uhlík:

CH₄ ? C + 2 H₂

Následně, parní reformování typicky zaměstná přemíru H₂O.

Další vodík od parního reformování může být obnoven od uhlíku monoxide přes Water plynovou konverzi:

CO + H₂O ? CO₂ + H₂

Jiné důležité metody pro H₂ výroba zahrnovat částečnou oxidaci uhlovodíků:

CH₄ + 0.5 O₂ ? CO + 2 H₂

a elektrolýza vody.

V laboratoři, H₂ moci být vytvořen léčbou mnoha kovů s kyselinami nebo základem.

Zn + 2 H⁺ ? Zn^{2 +} + H₂

2 Al + 6 H₂O? 2 Al (Oh)₃ + 3 H₂

Směsi

Vodík tvoří směsi s většinou dalšími prvky, ačkoli interestingly H₂ dělá ne přímo reagovat se nejvíce obyčejnými elementy. Například, milióny uhlovodíků jsou znány, ale žádný se vynořit z přímých reakcí vodíku a uhlíku. Vodík s electronegativity 2.2 (Paulingovo měřítko) tvoří směsi s elementy, které jsou oba více elektronegativní takový jak halogens (F, Cl, Br, já) a chalcogens (O, S, Se). To také tvoří směsi s elementy, které jsou méně elektronegativní, takový jako kovy a metalloids.

Hydrides

Mnoho sloučenin vodíku je voláno hydrides, ale termín je používán docela volně. K lékárnám, termín “hydride” obvykle znamená, že H atom získal záporný náboj, H^?- jako. Hydride iont sám, H^?, existuje jediný v nemnoha směsech takový jako alkalické kovy hydrides. Ve skutečnosti v 1920, K. Moers demonstroval tu elektrolýzu roztaveného lithia hydride LiH (m.p. 692 ° C) produkoval stoichiometric množství vodíku u anody. Dobře známý hydrides zahrnovat NaH, iontová pevná látka, a hliník lithia hydride, sůl obsahovat AlH₄^? komplex anion. Palladium hydride obsahuje insterstitial atomy vodíku, tj. H atomy jsou spojeny k rozmanitým Pd atomům bez znepokojovat celkovou Pd kostru. Vodík se tvoří hydrides se všemi hlavními skupinovými elementy s výjimkou vzácných plynů a indium a thallium.

Protony

Oxidace H₂ formálně dává proton, H⁺. Proton je centrální vůči diskuzím o kyselinách a proton termínu je volně použitý odkazovat se na vodík s H⁺- jako charakter. Být holé jádro, H⁺ moci ne existovat v roztoku; to by mělo silné tendence se připoutat k atomům nebo molekulám s elektrony. V potvrzení non-existence H⁺, lékárny někdy diskutují o kyselých vodných roztokách v souvislosti s hydronium (H₃O⁺). Dokonce hydronium iont je chudá reprezentace “protonu solvated”; H₉O₄⁺ je lepší popis.

Ačkoli exotický na zemi, jeden z nejvíce obyčejných iontů ve vesmíru je H₃⁺ iont.

H₂ reaguje s kyslíkem k vodě formy, H₂O. možná energie je propuštěna v tomto procesu. Žádná reakce nastává mezitím H₂ a O₂ v nepřítomnosti katalyzátoru nebo plamenu. Deuterium kysličník, nebo D₂O, je obyčejně odkazoval se na jako těžká voda. Vodík také tvoří obrovské množství směsí s uhlíkem. Protože jejich vztahu s živými věcmi, tyto směsi jsou nazývány organickými sloučeninami a jejich studium je volala organická chemie. (Přísně mluvit, organické sloučeniny jsou jen požadované obsahovat uhlík; nicméně většina z nich také obsahovat vodík).

První stopy pozorovaly to v kapalném vodíku komora bubliny.

Viz též sloučeniny vodíku.

slovensky jazyk

Pod normálními podmínkami, plyn vodíku je směs dvou různých druhů molekul, které se liší od jednoho jiný poměrnou rotací jádr.^[5] Tyto dvě formy jsou známé jako ortho - a parašutista-vodík (toto je odlišné od izotopů, vidět dolů). V ortho-vodík spiny jádra jsou paralelní a se tvoří triplet, zatímco v parašutistickém ročníku. rotace jsou antiparallel, dávat se zvednout k tílku. U normálních podmínek vodík je složen asi 25 % formy parašutisty a 75 % formy ortho (takzvaný “normální” forma). Poměr rovnováhy těchto dvou forem závisí na teplotě, ale od ortho forma má vyšší energie (je vybuzený stav), to nemůže být stabilní v jeho čisté formě. U nízkých teplot (kolem bodu varu), rovnovážný stav je zahrnován téměř úplně formy parašutisty.

Interconversion uncatalized mezi parašutistou a ortho H₂ je pomalý dost to rychle kondenzovalo H₂ obsahuje velká množství vysokoenergetického ortho forma. Ortho/poměr parašutisty je důležitý v přípravě a ukládání kapaliny H₂, od ortho-konverze parašutisty produkuje více tepla než teplo jeho odpařování, který může způsobit hodně vodíku být ztracen odpařováním v této cestě pro několik dnů poté, co zkapalnil. Proto, katalyzátory na ortho-parašutista interconversion proces (takový jak železo filings) být používán během tuhnutí vodíku. Dvě formy mají také nepatrně odlišné fyzikální vlastnosti. Například, tání a body varu parahydrogen jsou o 0.1 K nižší než “normální” formy.

Základní vodík může existovat v přes 50 různých forem, vyvstávat od jeden ionized druh takový H⁺, H^?, H^{2 +}… H^{1 -} , nebo od tří izotopů: H-1, H-2 (D), H-3 (T), a jejich korespondenční ionty, které také obsahují H s různými nukleárními rotačními izomery.

Izotopy

Vodík je jediný element, který má různá jména pro jeho izotopy. (Během časné studie o radioaktivitě, různé těžké radioaktivní izotopy byly křestní jména, ale taková jména jsou už ne použitá, ačkoli jeden element, radon, má jméno to původně platilo o jediném jeho izotopů.) Symboly D a T (místo toho ²H a ³H) být někdy užitý na deuterium a tritium, ačkoli toto není oficiálně schválený. (Symbol P je už v použití pro fosfor a je ne dostupný pro protium.)

¹H

Nejvíce obyčejný izotop vodíku, tento izotop stáje přiměje jádro sestávat z jediného protonu; od této doby popisný, ačkoli zřídka používal, jméno protium. Rotace protium atomu je 1/2 +. ^[6]

²H

Jiný stabilní izotop je deuterium, se zvláštním neutronem v jádru. Deuterium zahrnuje 0.0184% – 0.0082% celého vodíku na Zemi (IUPAC); poměry deuterium k protium jsou ohláseny příbuzný s VSMOW standardním odkazem vlhnout. Rotace deuterium atomu je 1 +.

³H

Třetí přirozeně nastávající vodík izotop je radioaktivní tritium. Tritium jádro obsahuje dva neutrony navíc k protonu. To se rozkládá přes betu rozpad a má half-life 12.32 roky. Tritium nastane přirozeně kvůli kosmickým paprskům se ovlivňovat s atmosférickými plyny. Jako obyčejný vodík, tritium reaguje s kyslíkem v atmosféře k formě T₂O. toto radioaktivní “vodní” molekula stále zadá moře Země a jezera ve formě mírně radioaktivního deště, ale jeho half-life je krátký dost předejít nahromadění riskantní radioaktivity. Rotace tritium atomu je 1/2 +.

⁴H

Vodík-4 byl syntetizován tím, že bombarduje tritium s rychlým deuterium jádra. To se rozkládá přes emisi neutronu a má half-life 9.93696x10^{? 23} sekundy. Rotace vodíku-4 atom je 2 -.

⁵H

V roce 2001 vědci objevili vodík-5 tím, že bombarduje cíl vodíku s těžkými ionty. To se rozkládá přes emisi neutronu a má half-life 8.01930x10^{? 23} sekundy.

⁶H

Vodík-6 se rozkládá přes trojitou neutronovou emisi a má half-life 3.26500x10^{? 22} sekundy.

⁷H

V roce 2003 vodík-7 byl vytvořil (článek) u RIKEN laboratoře v Japonsku tím, že se srazí vysokoenergetický paprsek hélia-8 atomy s cryogenic vodíkovým cílem a odhalovat tritons — jádra atomů tritium — a neutrony od breakup vodíku-7, stejný metoda produkovala a odhalovala vodík-5.

Biologie volného elementu

Vědci od University Colorada u valounu objeveného v roce 2005 to nějaké živobytí mikrobů v horkých vodách Yellowstone národního parku získat jejich výživu ze molekulárního vodíku.