Afkorting: H
Waterstof komt als dusdanig niet in geïsoleerde vorm voor in normale omstandigheden, maar vormt door de hoge reactiviteit verbindingen. Onder atmosferische omstandigheden vormt waterstof, diwaterstof meestal gewoon als waterstof aangeduid. Waterstof is het meest voorkomende element in het universum. Het normale isotoop van waterstof "protium" bestaat maar uit één proton en één elektron en bevat dus geen neutronen. Waterstof is het enige element dat zonder neutronen bestaat.
Losse atomen waterstof worden ook wel "in statu nascendi" genoemd.
Atoomnummer: 1
| Schil | Aantal electronen |
|---|---|
| 1 | 1 |
| Atoom- gewicht |
Naam | Vervaltijd | Verval- vorm |
Vervalproduct |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Protium | Stabiel | ||
| 2 | Deuterium | Stabiel | ||
| 3 | Tritium | 12,33 jaar | β | 3He |
Kookpunt: 20,28 K
Smeltpunt: 14,06 K
Dichtheid bij 293 K en 1000 hPA: 0,08988 kg/m3.
Waterstof komt in de natuur als diwaterstof (H2) voor. Onder normale omstandigheden is diwaterstof een mengsel van twee verschillende soorten moleculen die van elkaar verschillen in de draairichting die de atoomkernen hebben, ook wel 'spin' genoemd. Deze twee vormen worden ortho- en parawaterstof genoemd (niet te verwarren met isotopen). Bij normale temperatuur en druk bestaat diwaterstof voor 25% uit de para- en 75% uit de orthovorm. De orthovorm kan niet in zuivere vorm bereid worden. De twee vormen hebben een ongelijk energieniveau en daarmee licht verschillende fysische eigenschappen. Zo zijn bijvoorbeeld de smelt- en kookpunten van parawaterstof ongeveer 0,1 K lager dan die van orthowaterstof (de zogenaamde 'normale' verschijningsvorm).
Het element waterstof is het meest voorkomende element in het heelal. Meer dan 90% van de atomen in het heelal zijn waterstofatomen, ze vormen meer dan 75% van de atomaire massa in het universum.
Het element wordt in kolossale hoeveelheden aangetroffen in sterren en reusachtige gasplaneten. In de aardatmosfeer daarentegen is zuivere waterstof nauwelijks aanwezig (1 ppm), het is als gas zo licht dat het langzaam maar zeker naar de ruimte ontsnapt.
Een groot deel van de waterstofatomen die op aarde voorkomen, is gebonden in water. Een watermolecuul bestaat uit twee waterstofatomen en een zuurstofatoom (H2O). Verder komen waterstofatomen veel voor in organische verbindingen en fossiele brandstoffen. Methaan (CH4), dat als bijproduct ontstaat bij de afbraak van organisch materiaal, is een belangrijke leverancier van waterstof voor de industrie.
Waterstof wordt gewonnen door electrolyse van water, waarbij H2 en O2 onstaan.