Cos' è il simbolo chimico degli idrogeni?
doc-7643
L' idrogeno è un elemento chimico con simbolo chimico H e numero atomico 1. Con un peso atomico di 700010079400000000000?1.00794 u, l' idrogeno è l' elemento più leggero della tavola periodica. La sua forma monoatomica (H) è la sostanza chimica più abbondante dell' Universo, che costituisce circa il 75% di tutta la massa barionica. Le stelle non residue sono composte principalmente da idrogeno allo stato plasmatico.
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doc-7662
L' idrogeno è l' unico elemento che ha nomi diversi per i suoi isotopi in uso comune oggi. Durante il primo studio della radioattività, vari isotopi radioattivi pesanti hanno ricevuto il proprio nome, ma non vengono più utilizzati, tranne il deuterio e il trizio. I simboli D e T (invece di 2H e 3H) sono talvolta utilizzati per il deuterio e il trizio, ma il corrispondente simbolo per il prozio, P, è già utilizzato per il fosforo e quindi non è disponibile per il prozio. Nelle sue linee guida nomenclature naturali, l' Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata consente l' uso di qualsiasi D, T, 2H e 3H, anche se 2H e 3H sono preferiti.
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doc-7654
L' idrogeno forma una vasta gamma di composti con carbonio chiamati idrocarburi, e un array anche più vasto con eteroatomi che, a causa della loro associazione generale con gli esseri viventi, sono chiamati composti organici. Lo studio delle loro proprietà è noto come chimica organica e il loro studio nel contesto degli organismi viventi è noto come biochimica. Secondo alcune definizioni, i composti "organici" devono contenere solo carbonio. Tuttavia, la maggior parte di essi contiene anche idrogeno, e poiché è il legame carbonio-idrogeno che dà a questa classe di composti la maggior parte delle sue particolari caratteristiche chimiche, i legami carbonio-idrogeno sono necessari in alcune definizioni del termine "organico" in chimica. Milioni di idrocarburi sono noti e sono generalmente costituiti da complessi percorsi sintetici, che raramente coinvolgono idrogeno elementare.
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doc-7644
L' emergere universale dell' idrogeno atomico si è verificato per la prima volta durante l' epoca della ricombinazione. A temperatura e pressione standard, l' idrogeno è un gas diatomico incolore, inodore, insapore, non tossico, non metallico, altamente combustibile con formula molecolare H2. Poiché l' idrogeno forma facilmente composti covalenti con la maggior parte degli elementi non metallici, la maggior parte dell' idrogeno sulla Terra esiste in forma molecolare, ad esempio sotto forma di acqua o composti organici. L' idrogeno svolge un ruolo particolarmente importante nelle reazioni acido-base, in quanto molte reazioni acido-base comportano lo scambio di protoni tra molecole solubili. Nei composti ionici, l' idrogeno può assumere la forma di una carica negativa (cioè anione) quando è noto come idruro, o come specie a carica positiva (cioè catione) indicata dal simbolo H+. Il catione idrogeno è scritto come se fosse composto da un protone nudo, ma in realtà, i cationi di idrogeno nei composti ionici sono sempre specie più complesse di quanto ciò suggerirebbe. Come unico atomo neutro per il quale l' equazione di Schrödinger può essere risolta analiticamente, lo studio dell' energia e del legame dell' atomo di idrogeno ha svolto un ruolo chiave nello sviluppo della meccanica quantistica.
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doc-7690
Anche gli isotopi più rari dell' idrogeno hanno applicazioni specifiche. Il deuterio (idrogeno-2) è usato nelle applicazioni di fissione nucleare come moderatore per rallentare i neutroni e nelle reazioni di fusione nucleare. I composti del deuterio hanno applicazioni in chimica e biologia negli studi degli effetti isotopi di reazione. Il trizio (idrogeno-3), prodotto nei reattori nucleari, è utilizzato nella produzione di bombe a idrogeno, come etichetta isotopica nelle bioscienze e come fonte di radiazioni nelle vernici luminose.
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doc-7673
In condizioni normali sulla Terra, l' idrogeno elementare esiste come gas diatomico, H2. Tuttavia, l' idrogeno gassoso è molto raro nell' atmosfera terrestre (1 ppm in volume) a causa del suo peso leggero, che gli permette di sfuggire alla gravità terrestre più facilmente dei gas più pesanti. Tuttavia, l' idrogeno è il terzo elemento più abbondante sulla superficie terrestre, soprattutto sotto forma di composti chimici come idrocarburi e acqua. L' idrogeno gassoso è prodotto da alcuni batteri e alghe ed è un componente naturale del flatus, così come il metano, esso stesso fonte di idrogeno di crescente importanza.
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doc-14780
I processi chimici solari utilizzano l' energia solare per produrre reazioni chimiche. Questi processi producono energia di compensazione che altrimenti verrebbe da una fonte di combustibili fossili e possono anche convertire l' energia solare in combustibili immagazzinabili e trasportabili. Le reazioni chimiche indotte dal sole possono essere suddivise in reazioni chimiche termochimiche o fotochimiche. La fotosintesi artificiale può produrre una varietà di combustibili. La chimica catalitica multielettronica coinvolta nella produzione di combustibili a base di carbonio (come il metanolo) dalla riduzione dell' anidride carbonica è impegnativa; un' alternativa praticabile è la produzione di idrogeno dai protoni, anche se l' uso dell' acqua come fonte di elettroni (come fanno le piante) richiede padroneggiare l' ossidazione multielettronica di due molecole di acqua per l' ossigeno molecolare. Alcuni prevedono che entro il 2050 saranno operativi impianti solari nelle aree metropolitane costiere - la scissione dell' acqua di mare che fornisce idrogeno da far passare attraverso le adiacenti centrali elettriche a celle a combustibile e il sottoprodotto puro dell' acqua che entra direttamente nel sistema idrico comunale. Un' altra visione riguarda tutte le strutture umane che ricoprono la superficie terrestre (cioè strade, veicoli ed edifici) facendo la fotosintesi in modo più efficiente rispetto alle piante.
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doc-7697
Anche interpretando i dati sull' idrogeno (inclusi i dati di sicurezza) si confondono con una serie di fenomeni. Molte proprietà fisiche e chimiche dell' idrogeno dipendono dal rapporto paraidrogeno/ortoidrogeno (spesso ci vogliono giorni o settimane ad una data temperatura per raggiungere il rapporto di equilibrio, per il quale i dati sono solitamente forniti). I parametri di detonazione dell' idrogeno, come la pressione critica di detonazione e la temperatura, dipendono fortemente dalla geometria del contenitore.
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doc-7671
L' idrogeno, come l' atomo H, è l' elemento chimico più abbondante dell' universo, costituendo il 75% della materia normale per massa e oltre il 90% per numero di atomi (la maggior parte della massa dell' universo, tuttavia, non è in forma di materia di tipo chimico-elemento, ma piuttosto si presume si verifichi come forme di massa non ancora rilevate, come la materia oscura e l' energia scura). Questo elemento si trova in grande abbondanza nelle stelle e nei pianeti giganti del gas. Le nuvole molecolari di H2 sono associate alla formazione della stella. L' idrogeno svolge un ruolo vitale nell' alimentare le stelle attraverso la reazione protoni-protone e la fusione nucleare del ciclo CNO.
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doc-14781
Le tecnologie di produzione dell' idrogeno sono state un importante settore di ricerca nel campo della chimica solare sin dagli anni' 70. Oltre all' elettrolisi guidata da celle fotovoltaiche o fotochimiche, sono stati esplorati anche diversi processi termochimici. Una di queste vie utilizza i concentratori per suddividere l' acqua in ossigeno e idrogeno ad alte temperature (2,300-2,600 °C o 4,200-4,700 °F). Un altro approccio sfrutta il calore dei concentratori solari per stimolare la rifondazione a vapore del gas naturale, aumentando così la resa complessiva di idrogeno rispetto ai metodi di reforming convenzionali. I cicli termochimici caratterizzati dalla decomposizione e rigenerazione dei reagenti rappresentano un' altra strada per la produzione di idrogeno. Il processo Solzinc in fase di sviluppo presso l' Istituto Weizmann utilizza un forno solare da 1 MW per decomporre l' ossido di zinco (ZnO) a temperature superiori a 1.200 °C (2.200 °F). Questa reazione iniziale produce zinco puro, che può essere poi reagito con acqua per produrre idrogeno.
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doc-7689
Nelle applicazioni più recenti, l' idrogeno viene utilizzato puro o miscelato con azoto (a volte chiamato gas formante) come gas tracciante per il rilevamento di perdite minime. Le applicazioni si trovano nei settori automobilistico, chimico, della produzione di energia, aerospaziale e delle telecomunicazioni. L' idrogeno è un additivo alimentare autorizzato (E 949) che consente di testare le perdite delle confezioni alimentari tra le altre proprietà antiossidanti.
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