الهيدروجين
يُعتبر الهيدروجين، الذي يحمل الرمز H، العنصر الأول في الجدول الدوري. يقع هذا العنصر في الجهة اليسرى من الجدول إلى جانب العناصر الفلزية، على الرغم من أنه عنصر غير فلزي. ويتميز الهيدروجين بعدده الذري الذي يعادل 1، مما يعني أن نواته تحتوي على بروتون واحد فقط. ويعتبر الهيدروجين أبسط العناصر بسبب امتلاكه لإلكترون واحد.
خصائص عنصر الهيدروجين
تتضمن خصائص عنصر الهيدروجين ما يلي:
- الهيدروجين هو غاز عديم اللون والطعم والرائحة، ويتسم بقابليته للاشتعال.
- يُعتبر الهيدروجين أكثر العناصر وفرة في الكون، ورغم ذلك، فإن نسبته في القشرة الأرضية تصل إلى حوالي 0.14% من حيث الوزن.
- يتواجد بكميات وفيرة في الماء، بما في ذلك الأنهار والبحيرات والمحيطات والصفائح الجليدية، كما أنه يوجد في الغلاف الجوي وفي الأنسجة النباتية والحيوانية، ويدخل في تركيب البترول كجزء من مركبات الكربون.
- يمتلك الهيدروجين الجزيئي (H2) نقاط انصهار وغليان منخفضة جداً، حيث تصل درجة انصهاره إلى 259.20- درجة مئوية، ودرجة غليانه إلى 252.77- درجة مئوية، وذلك نتيجة لقوى الجذب الضعيفة بين الجزيئات.
- الهيدروجين يسمح بمرور الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الأقصر من 1800 أنغستروم Å.
- يتميز الهيدروجين بوزنه الجزيئي المنخفض مقارنة بكل الغازات الأخرى، مما يجعل جزيئاته تتحرك بسرعة أعلى عند درجات حرارة معينة، وتنتشر بشكل أسرع، وبالتالي فإن الطاقة الحركية تنتشر بشكل أسرع في الهيدروجين مقارنة بالغازات الأخرى، حيث يتمتع الهيدروجين بأعلى موصلية حرارية.
استخدامات الهيدروجين
يعتبر الهيدروجين مهماً في مجموعة متنوعة من الاستخدامات، ومنها:
- يعتبر غاز الهيدروجين وقوداً مستقبلياً نظيفاً بحسب رأي العديد من الخبراء، حيث تشكل خلايا الوقود المدعومة بالطاقة الهيدروجينية مصدراً نظيفاً للطاقة، والتي تُستخدم حالياً في بعض السيارات والحافلات.
- يدخل الهيدروجين في إنتاج المواد الكيميائية، مثل صناعة الأمونيا التي تُستخدم في الأسمدة الزراعية، ومركبات مثل السيكلوهكسان والميثانول المستخدمة في تصنيع البلاستيك والأدوية.
- يُستخدم الهيدروجين في عملية تكرير النفط لإزالة الكبريت من الوقود.
- يعتبر مكوناً أساسياً في صناعة الزجاج، حيث يُستخدم لحماية الصفائح الزجاجية من التأكسد أثناء عملية التصنيع.
- يُستخدم في إنتاج الإلكترونيات، مثل تصنيع رقائق السيليكون.
