ما هي صفات عنصر الهيدروجين؟

ما هي أهم صفات عنصر الهيدروجين؟

الهيدروجين (بالإنجليزية: Hydrogen) عنصر كيميائي رمزه (H)، وهو مادة غازية قابلة للاشتعال؛ عديمة اللون والرائحة والمذاق، وهو أبسط عنصر في العناصر الكيميائية، إذ تحتوي ذرة الهيدروجين على نواة تتكون من بروتون يحمل وحدة واحدة من الشحنة الكهربائية الموجبة، وإلكترون يحمل وحدة واحدة من الشحنة الكهربائية السالبة، وفي ظل الظروف الطبيعية يكون غاز الهيدروجين عبارة عن تجمع سائب لجزيئات الهيدروجين؛ يتكون كل منها من زوج من الذرات، أي جزيء ثنائي الذرة (H2).^[١]

من أهم الخصائص الكيميائية المهمة والمعروفة للهيدروجين هي أنه يحترق بالأكسجين لتكوين الماء (H2O)؛ حتى إن اسم الهيدروجين مشتق من الكلمات اليونانية التي تعني "صانع الماء"،^[١] وفيما يأتي بعض أهم الصفات والخصائص الأخرى للهيدروجين:^[٢]

• العدد الذري: 1
• الوزن الجزيئي: 2.016
• درجة الغليان: -259.16 درجة مؤية.
• درجة الانصهار: -252.762 درجة مؤية.
• الذائبية: يذوب في الماء، ولكن ذائبيته منخفضة في معظم السوائل.
• الكثافة: 0.082 جرام/ لتر.

وفرة الهيدروجين في الطبيعة

على الرغم من أن الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون، إلا أنه يشكل حوالي 0.14% فقط من وزن قشرة الأرض، ومع ذلك، فإنه يوجد بكميات كبيرة كجزء من الماء في المحيطات، وكتل الجليد، والأنهار، والبحيرات، والغلاف الجوي، ويوجد كجزءٍ من مركبات الكربون التي لا حصر لها، كما يوجد الهيدروجين في جميع الأنسجة الحيوانية والنباتية وفي البترول، وعلى الرغم من الشائع أن هناك مركبات معروفة للكربون أكثر من أي عنصر آخر، فإن الحقيقة هي أنه نظرًا لأن الهيدروجين موجود في جميع مركبات الكربون تقريبًا، ويشكل أيضًا العديد من المركبات مع جميع العناصر الأخرى (باستثناء بعض الغازات النبيلة)، فمن الممكن أن تكون مركبات الهيدروجين هي الأكثر عددًا.^[١]

استخدامات الهيدروجين

يرى البعض أن غاز الهيدروجين هو الوقود النظيف للمستقبل، ويتولد الهيدروجين من الماء، ويعود إلى الماء عندما يتأكسد، ويُنظر إلى خلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين بشكل متزايد على أنها مصادر طاقة "خالية من التلوث"، ويتم استخدامها الآن في بعض الحافلات والسيارات، ويدخل الهيدروجين أيضًا في العديد من الصناعات الكيميائية، إذ يتم استخدامه لصنع الأمونيا للأسمدة الزراعية، والهكسان الحلقي، والميثانول، وهما وسيطان يستخدمان في إنتاج البلاستيك والأدوية، كما أنه يستخدم لإزالة الكبريت من الوقود أثناء عملية تكرير النفط، وتستخدم كميات كبيرة من الهيدروجين في هدرجة الزيوت لتكوين الدهون، كاستخدامه في صناعة السمن مثلًا.^[٣]

في صناعة الزجاج؛ يستخدم الهيدروجين كجو وقائي لصنع الألواح الزجاجية المسطحة، وفي صناعة الإلكترونيات؛ يتم استخدامه كغاز للتنظيف أثناء تصنيع رقائق السيليكون، كما يعد الهيدروجين عنصرًا أساسيًا للحياة، فهو موجود في الماء، وفي جميع الجزيئات تقريبًا في الكائنات الحية، ومع ذلك، فإن الهيدروجين نفسه لا يلعب دورًا نشطًا بشكل خاص في العمليات الحيوية، إذ يبقى مرتبطًا بذرات الكربون والأكسجين.^[٣]