Par Clare Jackson | Mis à jour le 30 août 2022
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L'hydrogène et l'oxygène se combinent de manière explosive pour former de l'eau, libérant une quantité importante de chaleur.
À température ambiante, les gaz hydrogène (H₂) et oxygène (O₂) coexistent sans réagir car leurs molécules n'ont pas suffisamment d'énergie cinétique pour rompre les liaisons existantes lors des collisions. Le mélange est stable jusqu'à ce qu'une source d'énergie externe initie la réaction.
L'introduction d'une étincelle ou de chaleur élève la température de certaines molécules, augmentant ainsi leur énergie de collision. Une fois que l'énergie dépasse le modeste seuil d'activation de l'hydrogène (environ 0,3 eV par liaison), les molécules H₂ et O₂ forment de nouvelles liaisons covalentes, produisant de l'eau.
L'hydrogène et l'oxygène possèdent une énergie interne plus élevée que les molécules d'eau qui en résultent. Par conséquent, la réaction libère de l’énergie sous forme de chaleur, de lumière et de son. La nature exothermique entraîne une réaction en chaîne, propageant rapidement la combustion dans le mélange restant.
Au niveau électronique, les atomes d'hydrogène partagent leurs électrons uniques pour remplir la coque interne de deux électrons, tandis que les atomes d'oxygène partagent quatre électrons pour compléter leur coque externe de huit. L’arrangement le plus stable est obtenu lorsque deux atomes d’hydrogène partagent chacun un électron avec un seul atome d’oxygène, formant ainsi la molécule H₂O. Ce réalignement libère la différence d'énergie qui alimente la réaction.
Les principaux produits sont l'eau (H₂O) et la chaleur. La chaleur dégagée peut être exploitée pour des travaux, tels que l'entraînement de turbines, bien que la réaction soit essentiellement irréversible dans des conditions normales.