수소[hydrogen, 水素]
원자 기호 H
주로 수소분자 H2로 이루어진다.
태양을 비롯한 우주에 수소가스 및 원자상태 수소의 존재가 인정된다.
우주에 존재하는 가장 단순한 원소의 하나로, 양성자 하나와 전자로 이루어져 있다.
우주에 가장 많이 존재하는 원소로, 우주의 연료 역할을 한다.
다른 모든 원자는 이 원자로부터 시작되었다.
우주는 90퍼센트 이상이 수소로 이루어져 있으며, 지구에는 탄소(C), 질소(N) 다음으로 풍부한 원소이다.
하지만 지구에는 수소 분자는 거의 없고,
물 속이나 석유 속에 탄소나 산소와 결합하고 있다.
수소는 금속과 산을 반응시켜 얻으며, 물을 분해시켜 얻기도 한다.
그리고 연료로 태워지거나 전기로 바뀔 때 산소와 결합하여 물을 이룬다.
수소는 가연성이 큰 기체로 불이 붙는 속도가 매우 빠르므로 폭발의 위험성이 크다.
그러나 수소를 안전하게 저장, 연소시키는 방법이 개발되어 앞으로 석유를 대체할 수 있는 연료로 주목받고 있다.
특히, 태양 에너지를 이용하여 물을 분해하는 방법이 실용화 단계에 있다.
앞으로 석유 자원의 고갈과 함께 수소 연료의 실용화에 대한 연구가 활기를 띨 전망이다.
수소는 공기보다 밀도가 작아 기구를 채우는 기체로 애용되었다.
그러나 정전기 마찰에 의해서도 폭발하므로 지금은 더 이상 기구를 채우는 데 이용하지 않는다.
대신 수소보다는 다소 무겁지만 안전성이 큰 헬륨을 사용한다.
2. 수소 기체는 수소 원자 두 개가 결합한 상태, 즉 수소 분자(H2)로 존재한다.
물에 대한 용해도가 매우 작아 물에 잘 녹지 않으며,
실온에서는 반응성이 작지만 온도가 높아지면 반응성이 커진다.
수소는 연소하기 쉬운 기체로 공기나 산소와 접촉하면 쉽게 불이 붙는다.
수소-공기 혼합 기체는 불꽃을 튀겨 주면 폭발적인 연소 반응을 보인다.
불이 붙는 발화 에너지가 작아 아주 미세한 정전기에도 쉽게 발화된다.
황과는 황화수소, 질소와는 암모니아, 염소와는 염화수소를 생성한다.
또한 많은 금속과도 직접 반응하여 수화물을 만든다.
금속염화물이나 산화물을 가열하면 환원되어 금속을 생성한다.
일반적으로 화합물 중에서의 산화수는 +1가 또는 -1가의 값을 가진다.