ثقافة وعلوم

معلومات عن غاز الهيدروجين

غاز الهيدروجين

غاز الهيدروجين هو عنصر كيميائي له الرمز H، وعدده الذري1، يقع الهيدروجين في الجدول الدوري ضمن عناصر الدورة الأولى وفوق عناصر المجموعة الأولى، في الظروف القياسية من الضغط والحرارة فإنّ الهيدروجين عبارة عن غاز، عديم اللون والرائحة، سريع الاشتعال ولكنه غير سام، ثنائي الذرة، أحادي التكافئ له الصيغة الجزيئية H2، وأكثر نظائر الهيدروجين وفرةً هو البروتيوم الذي له الرمز 1H، ويتألّف البروتيوم من بروتون واحد فقط دون وجود نيوترونات في النواة، وسنتحدث في هذا المقال عن أهم معلومات عن غاز الهيدروجين وأبرز خصائصه.

خصائص غاز الهيدروجين

الهيدروجين هو أصغر عنصرمن العناصر الكينيائية؛ فهو يتكون من بروتون واحد وإلكترون واحد، وبالمقارنة مع العناصر الأخرى يعد الهيدروجين من العناصر الوفيرة للغاية، كما أنَّ له خصائص كيميائية فريدة وهامة، وأبرز خصائص غاز الهيدروجين هي:

  • الهيدروجين هو الأخف وزنا، وسوف ينفجر بتركيزات تتراوح بين 4-75 في المائة من حيث الحجم، في ظل وجود أشعة الشمس أو اللهب أو الشرارة.
  • على الرغم من ثباته، فإن الهيدروجين يشكل روابط عديدة، وهو موجود في العديد من المركبات المختلفة.
  • توجد ثلاثة نظائر طبيعية للهيدروجين وهي: البروتيوم والديوتيريوم والتريتيوم، ولكلٍ من هذه النظائر خصائص مختلفة عن بعضها البعض؛ بسبب الاختلاف في عدد النيوترونات في النواة.
  • يحتوي الهيدروجين على بروتون واحد وإلكترون واحد، والنظير الأكثر شيوعًا له هو البروتينيوم، وهو لا يحتوي على نيوترونات.
  • الهيدروجين لديه نقطة انصهار -259.14 درجة مئوية، ونقطة الغليان -252.87 درجة مئوية.
  • تبلغ كثافة الهيدروجين 0.08988 جم / لتر، مما يجعله أقل كثافة من الهواء.
  • يحتوي الهيدروجين على حالتين أكسدة متميزتين (+1،-1)، مما يجعله قادرًا على العمل كعاملٍ مؤكسد وعامل اختزال، نصف قطرها التساهمي هو 31.5 م.

معلومات عن غاز الهيدروجين

يوجد الهيدروجين في جسم كل شيءٍ حي، ويتواجد معظم الهيدروجين في الطبيعة على شكل ماء، وأبرز معلومات عن غاز الهيدروجين هي:

  • الهيدروجين عنصرٌ أساسي للحياة، وهو موجود في الماء وفي جميع الجزيئات الموجودة في الكائنات الحية تقريبًا، ومع ذلك لا يلعب الهيدروجين نفسه دورًا نشطًا بشكلٍ خاص، فيبقى مرتبطًا بذرات الكربون والأكسجين، بينما كيمياء الحياة تحدث في المواقع الأكثر نشاطًا التي تشمل، على سبيل المثال الأكسجين والنيتروجين والفوسفور.
  • الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون، وقد تم العثور عليه في الشمس ومعظم النجوم، كما أنَّ كوكب المشتري يتكون في معظمه من الهيدروجين.
  • على الأرض يوجد الهيدروجين بأكبر كميات في الماء، كما يوجد كغاز في الجو فقط بكميات صغيرة تقدر بأقل من جزء واحد لكل مليون من حيث الحجم، أي أنَّ الهيدروجين الذي يدخل الغلاف الجوي يهرب بسرعة من الأرض إلى الفضاء الخارجي.
  • يتم إنتاج معظم الهيدروجين عن طريق تسخين الغاز الطبيعي بالبخار لتشكيل غاز الغاز (خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون)، يتم فصل syngas لإعطاء الهيدروجين، ويمكن أيضًا إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكيميائي للماء.
  • يرى البعض غاز الهيدروجين كوقود نظيف للمستقبل، حيث يتولد من الماء ويعود إلى الماء عندما يتأكسد، ويُنظر بشكلٍ متزايد إلى خلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين على أنها مصادر “خالية من التلوث” للطاقة، وتستخدم الآن في بعض الحافلات والسيارات.
  • يحتوي الهيدروجين أيضًا على العديد من الاستخدامات الأخرى، ففي الصناعة الكيميائية يتم استخدامه لإنتاج الأمونيا للأسمدة الزراعية (عملية هابر) والسيكلو هكسان والميثانول، وهي مواد وسيطة في إنتاج البلاستيك والأدوية.
  • كما أنه يستخدم لإزالة الكبريت من الوقود أثناء عملية تكرير النفط، وتُستخدم كمياتٍ كبيرة من الهيدروجين في هدرجة الزيوت لتشكيل الدهون، على سبيل المثال لصنع السمن النباتي.
السابق
تعبير عن القراءة للصف الخامس
التالي
موضوع تعبير عن العام الدراسي الجديد