Hidrojen temel bilgileri
- Sembol
- H
- Atom numarası
- 1
- Atom kütlesi
- 1,008 u
- Kategori
- Ametal
- Periyot
- 1
- Grup
- 1
- Erime noktası
- -259,16 °C (-434,5 °F · 13,99 K)
- Kaynama noktası
- -252,87 °C (-423,2 °F · 20,28 K)
- Yoğunluk
- 0,00008988 (gaz) g/cm³
- Elektron dizilimi
- 1s¹
Hidrojen, periyodik tablonun ilk elementi ve evrendeki en bol bulunan elementtir -- gözlemlenebilir evrenin kütlece yaklaşık dörtte üçünü oluşturur.
Normal koşullarda renksiz, kokusuz, son derece hafif bir gazdır (H₂ molekülü hâlinde bulunur) ve suyun (H₂O) yapı taşlarından biridir. En basit atomdur -- sadece bir proton ve bir elektrondan oluşur.
Keşif hikayesi
Metallerin asitlerle tepkimesinde çıkan yanıcı gaz aslında 16. yüzyıldan beri Paracelsus ve Robert Boyle gibi isimler tarafından gözlemlenmişti, ama kimse bunu ayrı bir element olarak tanımlamamıştı.
1766'da Henry Cavendish bu gazı sistematik olarak inceledi, yoğunluğunu ölçtü ve yakıldığında su oluşturduğunu gösterdi -- bu, o zamana kadar 'bölünemez' sanılan suyun aslında bir bileşik olduğunu ortaya koyan çığır açıcı bir keşifti. Element adını 1783'te Antoine Lavoisier verdi.
Evrendeki bolluğu ve yıldızlardaki rolü
Hidrojen, Büyük Patlama'dan sonraki ilk birkaç dakikada oluşan ilk elementtir ve bugün hâlâ evrenin kütlece yaklaşık %75'ini oluşturur -- helyum ikinci sırada gelir, geri kalan tüm elementler toplamda %2'den azdır.
Güneş dahil neredeyse tüm yıldızların enerjisi, çekirdeklerinde dört hidrojen atomunun birleşip bir helyum atomu oluşturduğu nükleer füzyon tepkimesinden gelir. Bu füzyon süreci, gördüğümüz güneş ışığının ve ısının kaynağıdır.
Üç izotopu: protyum, döteryum, trityum
Hidrojenin doğal olarak bulunan, biri kararlı olmayan üç izotopu vardır. Protyum (nötronsuz, atomların %99,98'i) en yaygın biçimidir.
Döteryum (bir nötronlu, 'ağır hidrojen') doğada binde birkaç oranında bulunur ve ağır su (D₂O) hâlinde bazı nükleer reaktörlerde nötron yavaşlatıcı olarak kullanılır. Trityum ise iki nötronlu, radyoaktif bir izotoptur; yarı ömrü yaklaşık 12,3 yıldır ve füzyon araştırmalarında kullanılır.
Neden hem +1 hem -1 yükseltgenme basamağı alabilir?
Hidrojen periyodik tabloda alışılmadık bir konumdadır: tek elektronunu vererek +1 yüklü bir iyon (asitlerdeki H⁺ gibi) oluşturabilir, ya da bir elektron alarak -1 yüklü hidrür iyonunu (metal hidrürlerinde olduğu gibi) oluşturabilir.
Bu ikili davranış, onu hem alkali metallerle (grup 1) hem de halojenlerle (grup 17) bazı ortak özellikler paylaşan, sınıflandırılması zor bir element yapar.
Neden dikkatli depolanması gerekir?
Hidrojen gazı havada geniş bir aralıkta (hacimce yaklaşık %4 ila %75) tutuşabilir -- bu, çoğu yanıcı gazdan çok daha geniş bir patlama aralığıdır ve sızıntı durumunda riski artırır.
Sıvı hidrojen olarak depolamak için sıcaklığın -253°C'nin altında tutulması gerekir; bu da özel yalıtımlı, kriyojenik tanklar gerektirir. 1937'deki Hindenburg zeplini faciası, hidrojenin dikkatli mühendislik gerektiren bir yakıt olduğunun tarihe geçen bir örneğidir.
Hidrojen nerelerde kullanılır?
- Amonyak (gübre hammaddesi) üretiminde Haber-Bosch prosesi
- Hidrojen yakıt hücrelerinde temiz enerji kaynağı
- Roket yakıtı olarak (sıvı hidrojen)
- Bitkisel yağların hidrojenasyonu (margarin üretimi)
Hidrojen tarih çizelgesi
Henry Cavendish'in keşfi
Cavendish, metallerin asitlerle tepkimesinde açığa çıkan gazı sistematik olarak inceledi ve yakıldığında su oluşturduğunu gösterdi.
Element adının verilmesi
Antoine Lavoisier, bu yeni elemente Yunanca 'su oluşturan' anlamına gelen 'hidrojen' adını verdi.
Döteryumun keşfi
Harold Urey, hidrojenin ağır izotopu döteryumu keşfetti; bu buluş için 1934'te Nobel Kimya Ödülü'nü kazandı.
Trityumun keşfi
Ernest Rutherford, Mark Oliphant ve Paul Harteck, döteryumu bombardıman ederek hidrojenin radyoaktif izotopu trityumu ürettiler.
Hindenburg faciası
Hidrojenle doldurulmuş Hindenburg zeplini New Jersey'de alev aldı; olay, hidrojenin güvenli kullanımı için mühendislik önlemlerinin önemini gösteren tarihî bir dönüm noktası oldu.
İlgili elementler
Kaynaklar
Atom kütleleri IUPAC'ın (Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği) standart atom ağırlıkları tablosuna dayanır.
← Periyodik tabloya dön