Wasserstoff

Wasserstoff ist das einfachste Element. Der Atomkern von gewöhnlichem Wasserstoff besteht nur aus einem Proton und ist von einem einzelnen Elektron umgeben. Damit ist Wasserstoff das einzige Element, in dem die Orbitale ungestört vorliegen. In allen anderen Elementen müssen diese wegen der gegenseitigen Beeinflussung der Elektronen modifiziert werden.

Wasserstoff ist sehr leicht und wurde deshalb früher in Luftschiffen als Traggas verwendet. Es ist aber auch stark brennbar, was einer der Gründe für die Brandkatastrophe der "Hindenburg" 1937 gewesen sein könnte. Wasserstoff verbrennt mit Sauerstoff vollständig zu Wasser, es entstehen also keine giftigen Abgase. Darum ist Wasserstoff als sauberer Brennstoff in der Diskussion.

Isotope

Außer dem "normalen" Wasserstoff gibt es noch zwei andere Wasserstoff-Isotope. Ein Kern aus einem Proton und einem Neutron ist ebenso stabil wie der einfache Proton-Kern hat aber die doppelte Masse. Diese Form von Wasserstoff heißt Deuterium oder schwerer Wasserstoff (Bild links). Ein Kern mit einem Proton und zwei Neutronen ist nicht stabil, er hat eine Halbwertszeit von zwölf Jahren und zerfällt dann über Beta-Zerfall in einen isobaren Helium-3-Kern. Da diese Form von Wasserstoff immerhin einige Jahre existieren kann, hat sie auch einen Namen. Man nennt sie Tritium oder überschwerer Wasserstoff (rechts im Bild).

Chemisch sind Deuterium und Tritium mit Wasserstoff identisch, da das Elektron nur von dem einen Proton im Kern angezogen wird, von dem Neutron aber nichts spürt. Physikalisch unterscheiden sich die drei Wasserstoffsorten in ihrem Atomgewicht. Deuterium ist etwa doppelt, Tritium dreimal so schwer wie Wasserstoff.

Dass es mehrere Sorten eines Elementes gibt ist nicht ungewöhnlich. Das besondere am Wasserstoff ist, dass man oft unterschiedliche Formelzeichen verwendet: H für Wasserstoff (lateinisch: Hydrogenium), D für Deuterium und T für Tritium. Das liegt daran, dass beim Wasserstoff die relativen Unterschiede im Kerngewicht erheblicher sind als bei den meisten anderen Elementen. Wasser mit Deuterium- statt Wasserstoff-Atomen heißt schweres Wasser und hat messbar andere Eigenschaften als gewöhnliches Wasser. Wasser mit Tritium- statt Wasserstoff-Atomen heißt überschweres Wasser.

Letzte Änderung: 11.12.2010