Qual è la forma chiamata idrogeno e carbonio?
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-7648
L' idrogeno gassoso forma miscele esplosive con l' aria se concentrato al 4-74% e con cloro se concentrato al 5-95%. Le miscele possono essere incendiate da scintille, calore o luce solare. La temperatura di autoaccensione dell' idrogeno, la temperatura di accensione spontanea in aria, è di 500 °C (932 °F). Le fiamme pure idrogeno-ossigeno emettono luce ultravioletta e con un' elevata miscela di ossigeno sono quasi invisibili ad occhio nudo, come dimostra il debole pennacchio dello Space Shuttle Main Engine rispetto al pennacchio altamente visibile di uno Space Shuttle Solid Rocket Booster. Il rilevamento di una perdita di idrogeno bruciato può richiedere un rivelatore di fiamma; tali perdite possono essere molto pericolose. Le fiamme di idrogeno in altre condizioni sono blu, simili a quelle blu del gas naturale. La distruzione del dirigibile di Hindenburg fu un esempio infame di combustione dell' idrogeno; la causa è dibattuta, ma le fiamme arancioni visibili erano il risultato di una ricca miscela di idrogeno e ossigeno combinata con composti di carbonio della pelle del dirigibile.
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doc-912
La maggior parte degli animali utilizza indirettamente l' energia della luce solare mangiando piante o animali che si nutrono di piante. La maggior parte delle piante usa la luce per convertire le molecole inorganiche nel loro ambiente in carboidrati, grassi, proteine e altre biomolecole, tipicamente contenenti carbonio ridotto sotto forma di legami carbonio-idrogeno. Partendo dall' anidride carbonica (CO2) e dall' acqua (H2O), la fotosintesi converte l' energia della luce solare in energia chimica sotto forma di zuccheri semplici (ad es. glucosio) con il rilascio di ossigeno molecolare. Questi zuccheri vengono poi utilizzati come elementi di base per la crescita delle piante, compresa la produzione di altre biomolecole. Quando un animale mangia le piante (o mangia altri animali che hanno mangiato le piante), i composti a ridotto tenore di carbonio negli alimenti diventano una fonte di energia e materiali da costruzione per l' animale.
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doc-11522
Una molecola di grasso dietetico è costituita in genere da diversi acidi grassi (contenenti lunghe catene di atomi di carbonio e idrogeno), legati ad un glicerolo. Si trovano tipicamente come trigliceridi (tre acidi grassi attaccati ad una spina dorsale in glicerolo). I grassi possono essere classificati come saturi o insaturi a seconda della struttura dettagliata degli acidi grassi interessati. I grassi saturi hanno tutti gli atomi di carbonio nelle loro catene di acidi grassi legati agli atomi di idrogeno, mentre i grassi insaturi hanno alcuni di questi atomi di carbonio a doppio legame, per cui le loro molecole hanno relativamente meno atomi di idrogeno di un acido grasso saturo della stessa lunghezza. I grassi insaturi possono essere ulteriormente classificati come monoinsaturi (un doppio legame) o polinsaturi (molti doppi legami). Inoltre, a seconda della posizione del doppio legame nella catena degli acidi grassi, gli acidi grassi insaturi sono classificati come acidi grassi omega-3 o omega-6. I grassi trans sono un tipo di grasso insaturo con legami transisomeri; sono rari in natura e negli alimenti di origine naturale; sono tipicamente creati in un processo industriale chiamato idrogenazione (parziale). Ci sono nove chilocalorie in ogni grammo di grasso. Gli acidi grassi come l' acido linoleico coniugato, l' acido catalpico, l' acido eleostearico e l' acido punico, oltre a fornire energia, rappresentano potenti molecole immunitarie modulatorie.
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doc-7653
Sebbene H2 non sia molto reattivo in condizioni standard, forma composti con la maggior parte degli elementi. L' idrogeno può formare composti con elementi più elettronegativi, come alogeni (ad esempio F, Cl, Br, I) o ossigeno; in questi composti l' idrogeno assume una carica parziale positiva. Quando legato a fluoro, ossigeno o azoto, l' idrogeno può partecipare in una forma di legame non covalente di media resistenza con altre molecole simili tra i loro idrogeni chiamato legame idrogeno, che è fondamentale per la stabilità di molte molecole biologiche. L' idrogeno forma anche composti con elementi meno elettronegativi, come metalli e metalloidi, nei quali assume una carica negativa parziale. Questi composti sono spesso noti come idruri.
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doc-7693
La densità di energia per unità di volume di idrogeno liquido e idrogeno gassoso compresso a qualsiasi pressione praticabile è significativamente inferiore a quella delle fonti di combustibile tradizionali, anche se la densità di energia per unità di massa di combustibile è superiore. Tuttavia, l' idrogeno elementare è stato ampiamente discusso nel contesto dell' energia, quale possibile vettore energetico futuro su scala economica. Ad esempio, la cattura e lo stoccaggio del CO2 2, seguiti dalla cattura e dallo stoccaggio del carbonio, potrebbero essere effettuati nel punto di produzione di CO2 2 a partire da combustibili fossili. L' idrogeno utilizzato nei trasporti brucerebbe in modo relativamente pulito, con alcune emissioni di NOx, ma senza emissioni di carbonio. Tuttavia, i costi di infrastruttura associati alla piena conversione ad un' economia basata sull' idrogeno sarebbero considerevoli. Le celle a combustibile possono convertire l' idrogeno e l' ossigeno direttamente in elettricità in modo più efficiente rispetto ai motori a combustione interna.
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doc-7665
Il primo palloncino pieno di idrogeno fu inventato da Jacques Charles nel 1783. L' idrogeno ha fornito l' ascensore per la prima forma affidabile di viaggio aereo dopo l' invenzione del 1852 del primo dirigibile a idrogeno da Henri Giffard. Il conte tedesco Ferdinand von Zeppelin promosse l' idea di dirigibili rigidi sollevati dall' idrogeno che in seguito furono chiamati Zeppelin, il primo dei quali ebbe il suo volo inaugurale nel 1900. I voli di linea regolari iniziarono nel 1910 e con lo scoppio della prima guerra mondiale nell' agosto 1914, avevano trasportato 35.000 passeggeri senza un grave incidente. I dirigibili a idrogeno sono stati utilizzati come piattaforme di osservazione e bombardieri durante la guerra.
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doc-10971
Il manto è equivalente a 10-15 masse terrestri ed è ricco di acqua, ammoniaca e metano. Come è consuetudine nella scienza planetaria, questa miscela viene definita gelida anche se è un fluido caldo e denso. Questo fluido, che ha un' elevata conducibilità elettrica, è talvolta chiamato oceano acqua-ammonia. Il manto può essere costituito da uno strato di acqua ionica in cui le molecole d' acqua si scompongono in una minestra di ioni idrogeno e di ioni ossigeno, e più in profondità in acqua superiore in cui l' ossigeno cristallizza ma gli ioni idrogeno fluttuano liberamente all' interno del reticolo di ossigeno. A 7000 km di profondità, le condizioni possono essere tali che il metano si decompone in cristalli di diamante che piovono verso il basso come grandine. Esperimenti ad alta pressione effettuati presso il Lawrence Livermore National Laboratory suggeriscono che la base del manto può comprendere un oceano di carbonio liquido con "diamanti solidi" galleggianti.
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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-11519
Le molecole di carboidrati e grassi sono costituite da atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. I carboidrati vanno dai monosaccaridi semplici (glucosio, fruttosio, galattosio) ai polisaccaridi complessi (amido). I grassi sono trigliceridi, costituiti da monomeri di acidi grassi assortiti legati ad una spina dorsale di glicerolo. Alcuni acidi grassi, ma non tutti, sono essenziali nella dieta: non possono essere sintetizzati nel corpo. Le molecole di proteine contengono atomi di azoto oltre a carbonio, ossigeno e idrogeno. I componenti fondamentali delle proteine sono gli aminoacidi contenenti azoto, alcuni dei quali sono essenziali nel senso che gli esseri umani non possono farli internamente. Alcuni degli amminoacidi sono convertibili (con dispendio di energia) in glucosio e possono essere utilizzati per la produzione di energia, proprio come il normale glucosio, in un processo noto come gluconeogenesi. Distruggendo le proteine esistenti, lo scheletro di carbonio dei vari amminoacidi può essere metabolizzato in intermedi nella respirazione cellulare; l' ammoniaca rimanente viene scartata principalmente come urea nelle urine. Questo si verifica normalmente solo durante la fame prolungata.
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doc-11539
Le piante assorbono gli elementi essenziali dal suolo attraverso le radici e dall' aria (costituita principalmente da azoto e ossigeno) attraverso le foglie. Le piante verdi ottengono il loro apporto di carboidrati dall' anidride carbonica nell' aria attraverso il processo di fotosintesi. Il carbonio e l' ossigeno vengono assorbiti dall' aria, mentre altri nutrienti vengono assorbiti dal suolo. L' assorbimento di nutrienti nel suolo è ottenuto mediante lo scambio cationico, in cui i peli radicali pompano gli ioni idrogeno (H+) nel suolo attraverso pompe protoniche. Questi ioni idrogeno sostituiscono i cationi attaccati a particelle di terreno caricate negativamente in modo che i cationi siano disponibili per l' assorbimento da parte della radice. Nelle foglie, gli stomati si aprono per assumere anidride carbonica ed espellere l' ossigeno. Le molecole di anidride carbonica sono utilizzate come fonte di carbonio nella fotosintesi.
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