Quali sono le proprietà di idrogeno?

Le proprietà di idrogeno comprendono che, nel suo stato naturale sulla Terra, è un gas incolore e inodore che è estremamente infiammabile. E 'l'elemento più leggero noti presenti in natura, riprendendo una media del 75% di tutta la massa dell'universo in stelle, pianeti e altri oggetti stellari. L'idrogeno è essenziale anche per tutta la vita sulla Terra, dove rappresenta il 14% della materia vivente in peso, in quanto facilmente forma legami con l'ossigeno per creare l'acqua e carbonio per creare le molecole che sono la base su cui strutture viventi e la maggior parte delle molecole organiche sono costruiti.

Mentre la forma più abbondante di idrogeno è protio, dove si ha un solo protone nel nucleo atomico e un elettrone in orbita intorno al nucleo, esistono pure altri due isotopi di idrogeno. Protium rappresenta il 99,985% di tutto l'idrogeno naturale, e rappresenta il deuterio per un altro quasi il 0.015% avere sia un protone e neutrone nel nucleo atomico, che gli conferisce una massa che è il doppio di quello di Protium. Trizio è la terza forma di idrogeno, che è estremamente raro in natura, ma può essere prodotto artificialmente. Si è instabile e presenta decadimento radioattivo con un tempo di dimezzamento di 12,32 anni. Ha due neutroni nel nucleo atomico per un protone, ed è un composto chiave prodotta ed utilizzata in armi bomba idrogeno per aumentare la resa, così come nella produzione di energia fissione nucleare e nella ricerca sulla fusione nucleare.

Le proprietà chimiche dell'idrogeno, con un solo elettrone in orbita, portano ad essere un elemento altamente reattivo che forma legami con molti altri elementi. Nel suo stato naturale in atmosfera, si lega ad un altro atomo di idrogeno come l'ossigeno fa, per formare H 2. H 2 molecole possono anche essere unico seconda spin dei nuclei, con molecole di H 2 dove rotazioni nuclei nella stessa direzione chiamato ortoidrogeno, e quelli con rotazioni opposte noti come parahydrogen. Ortoidrogeno è la forma più comune di H 2 a pressione atmosferica e temperatura normale in forma di gas, ma, quando raffreddato a liquido, come per combustibile per razzi, ortoidrogeno modifiche parahydrogen.

Le proprietà fisiche di idrogeno e la sua diffusa abbondanza sulla terra e negli oceani della Terra fanno un importante settore della ricerca come fornitura di combustibile praticamente illimitata. Tutte le forme di combustibili fossili e alcoli come benzina, gas naturale, e l'etanolo sono costituite da catene idrocarburiche dove idrogeno, carbonio, ossigeno e talvolta sono legati insieme. Separare out idrogeno puro come combustione pulita, abbondante fonte di combustibile si è fatto facilmente, ma la forza necessaria per rompere idrogeno libero da legami chimici e quindi raffreddare per stoccaggio richiede spesso più energia rispetto idrogeno puro stessa può generare. Per questo motivo, le proprietà dell'idrogeno significano che i suoi usi più comuni sono dove si trova in legami chimici con altri elementi.

La ricerca sulla produzione di energia da fusione si basa anche sulle proprietà chimiche del deuterio, composti di idrogeno e trizio. Le proprietà dell'idrogeno utilizzati da tutti stelle fondono atomi di idrogeno insieme sotto intensa pressione per elio e liberare energia sotto forma di luce e calore. Pressioni simili vengono generati in strutture di ricerca utilizzando campi magnetici potenti, laser confinamento inerziale, o impulsi elettrici negli Stati Uniti, Europa e Giappone.

Come la fusione di atomi di idrogeno avviene, un atomo di elio viene creato che porta il 20% di energia in eccesso dal processo, e l'80% dell'energia viene portato da un neutrone libero. Questa energia di neutroni o calore viene poi assorbito da un fluido per creare vapore e alimentare una turbina per produrre energia elettrica. Il processo rimane ancora sperimentale, però, a partire dal 2011. Ciò è dovuto alle enormi pressioni che devono essere mantenuti a fondere atomi di idrogeno insieme continuo e per realizzare macchine che possono sopportare temperature prodotte in fusione che raggiungono 212,000,000 ° Fahrenheit (100,000,000 ° Celsius ).

  • Essenziale per tutte le forme di vita sulla Terra, l'idrogeno è un gas incolore e inodore.
  • Ortoidrogeno, una forma comune di idrogeno, può essere raffreddato e utilizzato come combustibile razzo.