Quali sono le proprietà dell'idrogeno?

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

Mentre la forma più abbondante di idrogeno è il protium, dove ha un solo protone nel suo nucleo atomico e un elettrone in orbita attorno al nucleo, esistono anche altri due isotopi di idrogeno.Il protium rappresenta il 99,985% di tutto l'idrogeno naturale e il deuterio rappresenta un altro 0,015% con un protone e un neutrone nel nucleo atomico, che gli conferisce una massa che è il doppio di quella del protium.Il trizio è la terza forma di idrogeno, che è estremamente rara di natura, ma può essere prodotto artificialmente.È instabile e presenta un decadimento radioattivo con un'emivita di 12,32 anni.Ha due neutroni nel nucleo atomico per un protone, ed è un composto chiave prodotto e utilizzato nelle armi di bombe idrogeno per migliorare la loro resa, nonché nella produzione di energia di fissione nucleare e nella ricerca sulla fusione nucleare.L'idrogeno, con un solo elettrone in orbita, lo porta a essere un elemento altamente reattivo che forma legami con molti altri elementi.Nel suo stato naturale nell'atmosfera, si lega a un altro atomo di idrogeno come fa ossigeno, per formare H

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.Le molecole H ₂ possono anche essere uniche a seconda della rotazione dei loro nuclei, con molecole di H ₂ in cui entrambi i nuclei girano nella stessa direzione chiamati ortoidrogeno e quelli con giri opposti noti come paraidrogeno.L'ortoidrogeno è la forma più comune di H ₂ alla normale pressione atmosferica e temperatura in forma di gas, ma, se raffreddato in forma liquida come per il combustibile a razzo, gli ortoidrogeno cambia in paraidrogeno. Le proprietà fisiche dell'idrogeno e la sua ampia abbondanzaSulla terra e negli oceani terrestri lo rendono un'importante area di ricerca come fornitura di carburante praticamente illimitata.Tutte le forme di combustibili a base fossile e alcoli come benzina, gas naturale ed etanolo sono composte da catene di idrocarburi in cui l'idrogeno, il carbonio e talvolta l'ossigeno sono legati insieme.Separare l'idrogeno puro come una fonte di combustibile a combustione pulita e abbondante stessa è facilmente eseguita, ma la forza necessaria per rompere l'idrogeno dai legami chimici e quindi raffredderlo per lo stoccaggio spesso richiede più energia di quanto l'idrogeno puro stesso possa 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 di fusione si basa anche sulle proprietà chimiche dei composti idrogeno deuterio e trizio.Le proprietà dell'idrogeno utilizzate da tutte le stelle si fondono gli atomi di idrogeno insieme sotto una pressione intensa per rilasciare elio ed energia sotto forma di luce e calore.Pressioni simili vengono generate nelle strutture di ricerca utilizzando potenti campi magnetici, laser inerziali di confinamento o impulsi elettrici negli Stati Uniti, in Europa e in Giappone.

Man mano che si verifica la fusione degli atomi di idrogeno, viene creato un atomo di elio che trasporta il 20% dell'energia in eccesso dal processo e l'80% dell'energia viene trasportato da un neutrone libero.Questa energia o calore di neutroni viene quindi assorbita da un fluido per creare vapore e alimentare una turbina per produrre elettricità.Il processo rimane ancora sperimentale, tuttavia, a partire dal 2011. Ciò è dovuto alle enormi pressioni che devono essere mantenute per fondere gli atomi di idrogeno insieme e fare macchine che possono sopportare temperature prodotte nella fusione che raggiungono 212.000, 000 deg;Fahrenheit (100.000.000 deg; Celsius).