أول عنصر في الجدول الدوري

بواسطة: - آخر تحديث: ١٦:٠٠ ، ١٧ مارس ٢٠٢٠
أول عنصر في الجدول الدوري

أول عنصر في الجدول الدوري

يعد غاز الهيدروجين العنصر هو الأول في الجدول الدوري الكيميائي، فهو غاز عديم اللون والرائحة يراه البعض كوقود نظيف خالٍ من التلوث، والهيدروجين يستخدم فعليًا في بعض أنواع السيارات والحافلات كوقود بديل للبترول، وهو غاز لا ينتمي لأي مجموعة من العناصر، وعلى الرغم من ذلك يقع في الجانب الأيسر من الجدول الدوري مع العناصر الفلزية بالرغم من أنه عنصر غير فلزي، وعدده الذري يساوي 1، وهو أبسط العناصر الموجودة في الكون على الإطلاق لامتلاكه إلكترون واحد فقط.[١]

وفي بدايات القرن الخامس عشر ميلادي لاحَظ العالم الكيميائي باراسيليوس في بدايات القرن الخامس عشر ميلادي وجود فقاعات تنطلق بإضافة الحديد لحامض الكبريتيك، وتَكُون هذه الفقاعات قابلة للاشتِعال، وفي عام 1671م قدَّم العالم روبرت بويل نفس الملاحظة التي أبداها باراسيليوس، وفي عام 1766م حصل هنري كافينديش على الفضل في الاكتشاف بجمعه الفقاعات الناتجة وإظْهَار خصائصة المختلفة عن الغازات الأخرى، وأن الهيدروجين يشكَّل ماء عند حرق الغاز الجديد المُكتشف، وسمّي الماء السابق بواسطة العالم أنطوان لافوازييه، وفي عام 1931م اكتشف العالم هارولد أوري وزملاؤه في جامعة كولومبيا شكلًا ثانيًا نادرًا للغاز، له ضعف كتلة الهيدروجين وأُطلِق عليه اسم الديوتيريوم.[١]


خصائص غاز الهيدروجين المميزة

يمتلك غاز الهيدروجين العديد من الخصائص التي تميزه عن بقية العناصر الطبيعية، وهي:[٢]

  • أن الهيدروجين أكثر العناصر المتوفرة في الطبيعة.
  • غير قابل للاشتعال،عديم اللون، عديم الرائحة وعديم الطعم.
  • شفاف للضوء المرئي، وللأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الأقل والأشعة الحمراء.
  • يتواجد بكثرة في الأنهار والبحيرات والسطوح الجلدية والغلاف الجوي والأنسجة الحيوانية والنباتية، وفي المحيطات والبترول.
  • يمتلك وزنًا جزيئيًا أقل من جميع العناصر الأخرى خاصة الغازات، مما يعطيه سرعة أعلى عند درجات حرارة معينة لانتشار الجزيئات، وتفيد سرعة انتشارها بتوزيع الطاقة الحركية لها بسرعة كبيرة مقارنة ببقية العناصر.
  • يمتلك ميزة قوية تُمكِنَه من جذب العناصر الضعيفة لجزيئاته خلال نقاط غليان وانصهار منخفضة جدًا، وتبلغ درجة غليانه 252.77- سْ درجة مئوية، ودرجة انصهاره 259.20- سْ.


تفاعل غاز الهيدروجين وروابطه

ينقسم غاز الهيدروجين لذرتين عندما تكون طاقته تفوق طاقة التفكك أو تساويها، فعلى سبيل المثال يحدث ذلك عند إنشاء تفريغ كهربائي لغاز الهيدروجين أو بملامسة غاز الهيدروجين فتيلة غاز تنغستين ساخنة، مما ينتج من هذه التفاعلات توليد غاز الهيدروجين في نظام ضغط منخفض، ويتفاعل غاز الهيدروجين مع معظم العناصر لتكوين هيدرات؛ مثل هيدريد الصوديوم NaH، مما يقلل من أكسدة معدنية هذه العناصر، ويحفز الهيدروجين أسطح المعادن التي لا تتحد مع الهيدروجين لتكوين الهيدرات، ويتفاعل الهيدروجين الجزيئي مع الكثير من المركبات والعناصر بدرجة حرارة الغرفة غالبًا، ويتسبب الشرار الناتج من خليط الكلور والهيدروجين بإنتاج كلوريد الهيدروجين المتفجر، ويتفاعل مع جميع الفلزات والمعادن بدرجات حرارة عالية، وتحتوي رابطة غاز الهيدروجين على ذرة هيدروجين مرتبطة بذرتين منفصلتين من الإلكترونات، وتشتمل روابط الهيدروجين على ذرات فلورية صغيرة، وأكسجين ونيتروجين، وفي التركيب البلوري للجليد تحيط كل ذرة من الأكسجين بأربع ذرات أكسجين أخرى، وتكون ذرات الهيدروجين بينهم، ولا تنكسر إلا بذوبان الجليد.[٢]


استخدامات غاز الهيدروجين

غاز الهيدروجين مهم جداً في حياتنا وله العديد من الاستخدامات الحالية المفيدة التي لا يمكن الاستغناء عنها، ومنها:[٣]

  • البتروكيماويات:المشتقات النفطية وتشمل؛ الغاز الطبيعي، البترول، الكيروسين، البنزين، الديزل، الجل النفطي، القطران، زيوت التشحيم وشمع البارافين، كما تشمل هذه الصناعات على مواد كيمائية عضوية أُخرى؛ كالأدوات البلاستيكية، والدهانات، والمواد اللاصقة، والمنظفات، والمطاط الصناعي، والمواد الزراعية، والمواد الكيميائية والمنظفات.
  • المشتقات الهيدروكربونية: مشتقات تتشكل من روابط الهيدروجين مثل؛ المشروبات الكحولية الإيثانول والميثانول، والمواد اللاصقة، والمواد البلاستيكية، والكيتونات، والألهيدات، والإسترات والأحماض الكربوكسيلية، كما يعد الهيدروجين مسؤولًا عن رائحة الزبدة الزنكية وعن رائحة العرق البشري، كما تعد الهيدروكربونات أساساً للنايلون والتيفلون والبلاستيك البولميري.
  • الطاقة والنقل: يعد الهيدروجين أحد مكونات البترول المهمة، إذ يستخدم في توليد الطاقة النووية منذ القدم، ويستخدم في وسائل النقل وفي البالونات، والبالونات لها فقط ثلاث غازات مناسبة لرفعها: الهيليوم والهواء الساخن والهيدروجين، ومما ميّز الهيدروجين أنه أعلى كثافة من الهواء العادي، مما يساعد البالونات على الطفو، ويستخدم غاز الهيدروجين في وسائل النقل المختلفة بوجوده في البترول أو باستخدامات مفيدة أخرى، ويستخدم في مكوكات الفضاء، لكن للأسف كان الهيدروجين المسبب الرئيسي في تحطم مكوك الفضاء تشالنجر في عام 1986م وقتل رواد الفضاء السبعة على متن المكوك.


المراجع

  1. ^ أ ب Royal Society of Chemistry authors, "Hydrogen "، RSC, Retrieved 21-07-2019. Edited.
  2. ^ أ ب William Lee Jolly (21-06-2019), "Hydrogen chemical element"، Britannica, Retrieved 21-07-2019. Edited.
  3. The Gale Group Inc (2002), "HYDROGEN"، Encyclopedia, Retrieved 21-07-2019. Edited.