水素の話。 H、H2、H+、H-、OH- の違いは何ですか？

高校化学を落第した人にとって、これらの異なる形態の水素を区別することは、混乱を招く可能性があります。

H = Atomic Hydrogen
Atomic Hydrogen は元素の周期表の1番です。

H2 = 分子状水素

H2 は、2 つの水素原子が結合して水素分子になった気体です。 2個の陽子と2個の電子からなり、水素分子とも呼ばれる。 その結果、中性電荷を帯びて安定しているため、最も一般的な水素の形態となっています。 H2はフリーラジカルではありません。 水素はフリーラジカルではなく、「水素豊富」な水に含まれる抗酸化物質なのです。 つまり、他の何ものでもないところへ行くことができるのです…あなたの細胞の動力源であるミトコンドリアの中にも。 水素ガスはプラスチックに入れておくと、容器の壁を突き破ってしまうからです。

H+ = プロトン

水素原子が電子を失うと、残るのはプロトンだけです。 これがH+として知られる正電荷の水素イオンになる。

H:- = Hydride

Hydrideとは、電子を1つ余分に持った水素原子のことです。 つまり、負電荷のイオン、陰イオンである。 そのため、ヒドリドイオン(H-)にはマイナス記号がついていて、通常の水素原子(H)と区別されています。 Hの後に点が2つあるのは、このイオンが電子を1つだけでなく2つ持っていることを意味します。 この余分な電子は、H-がフリーラジカルではないことを意味しますが、この形態の水素は非常に強い塩基（極アルカリ性）であり、水と反応して水酸化物（OH）と水素分子（H2）を生成するので安定ではありません。

H:- + H2O -> H2O + OH-

ヒドリド（H：-）も金属と反応して、還元剤である化合物を生成する。

OH- = Hydroxide ion

ヒドロキシド（OH-）は、水酸イオンとしても知られています。 水が解離すると、OH-（水酸化物イオン）とH3O+（ヒドロニウムイオン）を生成します。
2H2O ⇆ OH- and H3O+

この反応は可逆的です。 また、水酸化物イオンはヒドロニウムイオン（H3O+）と反応して、2つの水分子になります。 水酸化物イオンはフリーラジカルや抗酸化物質ではありません。

水酸化物(OH-)はヒドロキシルラジカル(OH-)と混同されることがありますが、これは「水素豊富な」水における抗酸化物質です。 OHの右上にある点は不対電子を示し、これはヒドロキシルがフリーラジカルであり、実際には最も反応性の高い酸素ラジカルの1つであることを意味します。 水酸化物とヒドロキシルは全く異なる化学種です。

H3O+ = ヒドロニウムイオン

水分子（H20）に水素イオン（H+）を加えたものがヒドロニウムイオン（H3O+）になります。 H+イオンは強力な電荷を持つ単独の陽子である。 水溶液中では単独では存在せず、H2Oの酸素原子にある共有されていない電子にすぐに引き寄せられるからです。 その結果、ヒドロニウム（H3O+）が生成されます。 この過程は可逆的です。
2H2O ⇆ OH- and H3O+
実験によると、プロトン（H+）は非常に無秩序であることが分かっている。

pH = Potential of Hydrogen
pH は水素の電位を意味し、実際には溶液中の水素イオン (H+) の濃度を測定するものである。 水はプロトン（H+）と水酸化物（OH-）に分解（解離）される。 この反応は可逆的である。

H2O ⇆ H+ と OH-
2H2O ⇆ OH- と H3O+

pH は水が酸性、中性、アルカリ性のいずれであるかに対応する。 H+が多いほど酸性である。 H+が少ないほどアルカリ性です。

H+はすぐにH2Oと結合してH3O+（ヒドロニウム）を形成するので、pHは溶液中のH3O+の濃度の測定であるとも言えます。 pHスケールで1増加するとヒドロニウムイオン濃度が10倍減少し、pHスケールで3増加するとヒドロニウムイオン濃度が1000倍減少します

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