Explicamos o que é hidrogênio e quais são suas propriedades atômicas e físicas. Além disso, suas características gerais, usos e riscos.
O que é hidrogênio?
O hidrogênio é o primeiro elemento da tabela periódica e o mais abundante no universo conhecido : constitui mais de três quartos de toda a matéria observável. É um elemento leve, com a forma atômica mais simples conhecida, e geralmente ocorre como um gás diatômico (H 2 ) incolor, inodoro e inflamável.
O hidrogênio foi descoberto pelo físico e químico britânico Henry Cavendish em 1766 e forma a maior parte da massa das estrelas em seus estágios iniciais. Nosso Sol , na verdade, é uma enorme bomba de fusão de hidrogênio no espaço. Segundo especialistas, o hidrogênio teria sido o primeiro elemento a se formar de todos e é essencial para a formação da água (H 2 O).
Hoje, o hidrogênio é produzido industrialmente e usado em inúmeras aplicações , desde o refino de combustíveis fósseis até soldagem e criogenia.
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Características do hidrogênio
- Nome . A palavra “hidrogênio” vem da união das palavras gregas hydros (água) e genos (nascimento), portanto, etimologicamente significa “que dá origem à água”. Obviamente, isso alude à sua participação na molécula desse líquido vital, junto com o oxigênio .
- Símbolo . O hidrogênio é o primeiro elemento da Tabela Periódica, sempre localizado no canto superior esquerdo, acima do Lítio. É representado pelo símbolo H. Deve-se notar que o hidrogênio não possui características que o tornem facilmente classificável nos grupos da Tabela, razão pela qual quase sempre constitui seu próprio grupo. No entanto, geralmente é incluído na família IA (Grupo 1).
- Propriedades atômicas . O átomo de hidrogênio é o átomo mais leve conhecido (massa atômica 1,00794 amu) e tem um único elétron em sua camada externa, então sua valência é 1. É um átomo não metálico altamente oxidável, com um único próton no núcleo.
- Propriedades físicas . Sob condições normais de pressão e temperatura (1 atm e 25 ° C), o hidrogênio se comporta como um gás incolor e inodoro. No entanto, é possível liquefazê-lo (torná-lo um líquido ) em altas pressões, como ocorre no coração das estrelas, ou em tanques de resfriamento onde o hidrogênio líquido é usado como refrigerante.
- Inflamabilidade . O hidrogênio em sua forma diatômica gasosa (H) é um gás altamente inflamável, que reage espontaneamente com elementos oxidantes como oxigênio, cloro ou flúor. Além disso, é uma parte essencial de outros materiais altamente combustíveis, como hidrocarbonetos (hidrogênio e carbono ), incluindo combustíveis fósseis.
- Solubilidade . Em seu estado puro, o hidrogênio é insolúvel em água. Mas, em vez disso, pode ser dissolvido em vários metais , o que o torna um elemento indispensável na metalurgia. É muito solúvel em terras raras, em metais de transição e em metais cristalinos e amorfos.
Abundância de hidrogênio
O hidrogênio constitui mais de 70% da matéria visível no universo, tornando-o o elemento mais abundante de todos.
Pode ser encontrada no coração de estrelas jovens , na atmosfera de grandes planetas gasosos (como Júpiter e Vênus ), como vestígios na superfície da Terra e também como parte de milhares de compostos orgânicos e inorgânicos na natureza. Como resultado, muitos processos biológicos o jogam fora.
Isótopos de hidrogênio
O hidrogênio tem vários isótopos (átomos do mesmo elemento químico, mas que possuem diferentes quantidades de nêutrons):
- Protium ( 1 H) . Composto por um próton e nenhum nêutron em seu núcleo. É a versão mais comum de hidrogênio.
- Deutério ( 2 H) . Mais pesado do que o hidrogênio comum, seu núcleo tem um nêutron junto com o próton em seu núcleo.
- Trítio ( 3 H) . Possui dois nêutrons em seu núcleo próximo ao próton, o que o torna ainda mais pesado.
Usos e aplicações do hidrogênio
Este elemento químico faz parte de uma ampla gama de indústrias , tanto em química aplicada (hidrocarbonetos, fertilizantes, combustíveis espaciais), física (fusão controlada de hidrogênio para gerar eletricidade ), e em outras áreas como farmacologia, transporte (balões aeróstatos e zepelins ) e semicondutores.
Perigos do hidrogênio
O manuseio do hidrogênio em seu estado puro é extremamente delicado , pois sua inflamabilidade representa um risco industrial significativo, assim como sua capacidade de asfixia mecanicamente, deslocando o oxigênio do ar . O hidrogênio líquido, um poderoso resfriador, também pode destruir tecidos orgânicos.
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