ما هو عنصر الهيدروجين

الهيدروجين

يُعدّ الهيدروجين أول عنصر في الجدول الدوري، إذ إن عدده الذري (1)، ويعبَّر عنه بالرمز (H)، اكتشفه العالم هنري كافنديش عام 1766م، وهو غاز عديم اللون وشديد الاشتعال، كما أنّه يُعدّ من أخف الغازات وأكثرها وفرة في الطبيعة، حيث يحتوي كل مركب من الماء (H₂O) في الطبيعة على ذرتين من الهيدروجين، ومن الجدير بالذكر أنه يتم استخدام غاز الهيدروجين في العديد من المجالات منها:^[١]

• إنتاج الأمونيا التي تستخدم في:
  • الأسمدة.
  • تكرير المعادن.
  • إنتاج الميثانول لصنع بعض المواد الاصطناعية، كالبلاستيك.
• يستخدم كوقود للصواريخ.

خصائص الهيدروجين

الخصائص الفيزيائية للهيدروجين

هناك العديد من الخصائص الفيزيائية للهيدروجين، فيما يأتي ذكر لبعضها:^[٢]

• الهيدروجين أصغر عنصر كيميائي في الطبيعة؛ لأنه يتكون من بروتون واحد.
• كتلته الذرية تساوي 1.0079 وحدة كتل ذرية.
• يُعدّ الهيدروجين الغاز الأكثر وفرة في الكون، خاصةً في النجوم وكواكب الغاز العملاقة.
• يندُر وجود ذرة هيدروجين بشكل منفرد في الطبيعة، وذلك لأنه غاز قادر على تكوين روابط تساهمية مع معظم العناصر.
• غير سام، بلا لون، أو طعم، أو رائحة.

الخصائص الكيميائيّة للهيدروجين

فيما يأتي ذكر للخصائص الكيميائية لعنصر الهيدروجين:^[٢]

• يمكن أن يرتبط مع معظم العناصر بغض النظر عن استقراره.
• يمكن أن تكون شحنته موجبة جزئياً، أو سالبة جزئياً، وذلك اعتماداً على شحنة العناصر التي سيرتبط بها.
• يعد شديد الاشتعال، ويمكن اشتعاله في الهواء طالما كان تركيز حجمه ضمن المدى (4-75)%.
• تعد درجة حرارة الهيدروجين 500°سيلسيوس المناسبة حتى يحترق بشكل تلقائي.
• تنبعث من اشتعاله شعلات نقية من الأكسجين والهيدروجين لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة من الأشعة فوق البنفسجية.
• يُعدّ الهيدروجين غازاً نشطاً في الهواء، لذلك فإن حرائق الهيدروكربون أقل ضرراً.
• يتفاعل الهيدروجين مع العناصر المؤكسدة التي تتفاعل على نحوٍ تلقائي وشديد مع الكلور والفلور مُشكّلةً هاليدات الهيدروجين.

عنصر الهيدروجين كوقود

يُعدّ غاز الهيدروجين حاملاً للطاقة حيث يمكن استخدامه لتخزين، ونقل، وتوصيل الطاقة المنتجة من مصادر أخرى،^[٣] ويمكن للهيدروجين أن يصبح وقوداً عن طريق تفاعل ذراته مع ذرات الأكسجين، فينتج عن هذا التفاعل تيار كهربائي، ومن الجدير بالذكر أن خلية الوقود الهيدروجيني تُعدّ أكثر كفاءة بمرتين إلى ثلاث مرات من محرك الاحتراق الداخلي الذي يعمل بالبنزين، ويتم استخدام خلايا الوقود الهيدروجيني في العديد من التطبيقات، ومنها الآتي:^[٤]

• تستطيع الخلايا الصغيرة الهيدروجينية تشغيل:
  • الحواسيب المحمولة.
  • الهواتف الخلوية.
  • بعض التطبيقات العسكرية.
• تستطيع الخلايا الكبيرة الهيدروجينية أن توفر الكهرباء اللازمة للطوارئ في المباني والمناطق النائية غير المتصلة بشبكات الطاقة الكهربائية.

المراجع

1. ↑ “Hydrogen”, www.ducksters.com, Retrieved 30-4-2019. Edited.
2. ^ ^{أ ب} “Properties of Hydrogen”, courses.lumenlearning.com, Retrieved 29-4-2019. Edited.
3. ↑ “Hydrogen Fuel Basics”, www.energy.gov, Retrieved 30-4-2019. Edited.
4. ↑ “Use of Hydrogen”, www.eia.gov,16-1-2019، Retrieved 30-4-2019. Edited.