الهيدروجين
يُعتبر الهيدروجين، والذي يُرمز له بالحرف H، العنصر الأول في الجدول الدوري. يقع هذا العنصر على الجهة اليسرى من الجدول بين العناصر المعدنية، بالرغم من كونه عنصرًا غير فلزي. لا ينتمي الهيدروجين إلى أي مجموعة من المجموعات المعروفة للعناصر، ويمتاز برقم ذري يعادل 1، مما يعني أن نواته تحتوي على بروتون واحد فقط. كما يُعتبر الهيدروجين أبسط العناصر المعروفة، حيث يحتوي على إلكترون واحد فقط.
خصائص عنصر الهيدروجين
يمتلك عنصر الهيدروجين مجموعة من الخصائص المميزة، منها:
- الهيدروجين غاز عديم اللون والطعم والرائحة، وقابل للاشتعال بسهولة.
- يمثل الهيدروجين أكثر العناصر وفرة في الكون، على الرغم من أنه يتواجد في قشرة الأرض بنسبة تقدر بحوالي 0.14% من حيث الوزن.
- يتواجد الهيدروجين بكميات وفيرة في الماء، سواء في الأنهار أو البحيرات أو المحيطات أو الأغطية الجليدية. كما يمكن العثور عليه في الغلاف الجوي، وفي الأنسجة النباتية والحيوانية، وأيضًا في البترول كجزء من المركبات الكربونية.
- يمتاز الهيدروجين الجزيئي (H2) بنقاط انصهار وغليان منخفضة جدًا، حيث تبلغ درجة انصهاره -259.20 درجة مئوية، بينما تبلغ درجة غليانه -252.77 درجة مئوية، وذلك بسبب قوى الجذب الضعيفة بين الجزيئات.
- الهيدروجين يُعتبر شفافًا للأشعة المرئية، والأشعة تحت الحمراء، والأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية أقل من 1800 أنغستروم Å.
- يمتلك الهيدروجين أقل وزن جزيئي بين جميع الغازات، مما يمنح جزيئاته سرعة أكبر عند درجات حرارة معينة، مما يُسهل انتشارها بشكل أسرع. وبالتالي، تتوزع الطاقة الحركية بشكل أسرع في الهيدروجين مقارنةً بالغازات الأخرى، حيث يتمتع الهيدروجين أيضًا بأعلى موصلية حرارية.
استخدامات الهيدروجين
يُعتبر الهيدروجين ذو أهمية كبيرة في مجموعة متنوعة من الاستخدامات، ومنها:
- يُعتبر غاز الهيدروجين وقودًا نظيفًا للمستقبل من وجهة نظر العديد من الخبراء، كما تُعد خلايا الوقود التي تعتمد على الطاقة الهيدروجينية مصدرًا نظيفًا للطاقة، وتستخدم حاليًا في بعض السيارات والحافلات.
- يُستخدم الهيدروجين في صناعة الكيماويات مثل الأمونيا المستخدمة في الأسمدة الزراعية، وكذلك مركبات السيكلوهكسان والميثانول التي تُستخدم في إنتاج البلاستيك والأدوية.
- يُستخدم الهيدروجين في عملية تكرير النفط بهدف إزالة الكبريت من الوقود.
- يُدخل الهيدروجين في صناعة الزجاج، حيث يُستخدم لحماية الصفائح الزجاجية المسطحة من التأكسد خلال عملية التصنيع.
- يُستخدم الهيدروجين أيضًا في صناعة الإلكترونيات، وخاصة في تصنيع رقائق السيليكون.
