A energia de ionização do hidrogênio é 1312 kilojoules por mol. Isso é igual ao potencial de ionização e é a energia necessária para remover um elétron do átomo. Enquanto outros elementos têm mais de uma energia de ionização, representando a energia para remover elétrons subsequentes, um átomo de hidrogênio tem apenas um elétron para remoção. A energia de ionização mede a capacidade do átomo de participar de reações químicas.
O hidrogênio, com número atômico um, é o mais simples de todos os átomos. Os átomos eletricamente neutros incluem um único próton e elétron mantidos juntos. No entanto, na Terra, o hidrogênio raramente existe no estado monoatômico. O átomo de hidrogênio se combina com um segundo átomo de hidrogênio, formando gás hidrogênio elementar ou com outro átomo elementar para formar compostos.
A ligação entre os átomos de hidrogênio diatômico é extremamente difícil de quebrar. Tem uma entalpia de 435,88 quilojoules por mol a 25 graus Celsius. Aumentar a temperatura para 2.730 graus Celsius aumenta a dissociação dessa ligação para 7,85 por cento. No entanto, o hidrogênio monoatômico é altamente reativo e capaz de se combinar com quase qualquer outro elemento.
Protium não tem nêutrons e é o mais abundante dos isótopos de hidrogênio. Outros isótopos contêm um ou mais nêutrons.