هیدروژن چند الکترون دارد؟

تعداد الکترون هیدروژن با توجه به این که عدد اتمی آن یک است تعیین می شود. این اتم یک الکترون و یک پروتون داشته ولی نوترون ندارد. این عنصر با نماد شیمیایی H نشان داده شده و در جدول تناوبی عناصر در بالاترین نقطه سمت راست قرار گرفته است. این عنصر کوچک ترین و سبک ترین عنصر جدول مندلیف است به طوری که تعداد چهار میلیارد از اتم این عنصر در نوک یک سوزن جمع می شود. در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک با تعداد الکترون هیدروژن و خواص آن آشنا می شویم.

خواص هیدروژن

هیدروژن گازی شفاف بوده که هیچ طعم و بویی ندارد. این عنصر در حالت مولکولی به صورت H_۲ بوده و گازی غیرسمی است. هیدروژن به عنوان فراوان ترین عنصر در جهان است و در آب، چربی ها، نفت خام، هیدروکربن ها، شکر، آمونیاک، هیدروژن پراکسید، اسیدهای چرب، کربوکسیلیک اسیدها و … یافت می شود.

تعداد الکترون هیدروژن با توجه به آرایش الکترونی آن یک بوده و جایگاه آن در جدول تناوبی عناصر در گروه عاصر گروه اول است. الکترون هیدروژن به راحتی از دست رفته و یون هیدرونیوم تشکیل می شود. با این که هیدروژن با یک الکترون در ساختار اتمی خود، در گروه فلزات قلیایی قرار می گیرد، ولی فلز نبوده و خواص نافلزی از خود نشان می دهد. به همین جهت مانند هالوژن ها، می تواند یک الکترون دیگر قبول کرده و تشکیل H^– را دهد.

برای این که هیدروژن گازی به حالت فیزیکی جامد و یا مایع تبدیل شود، نیاز به دمای بسیار پایین و فشار بسیار بالا دارد.

کشف هیدروژن و فوق العاده بودن این عنصر توسط کاوندیش صورت گرفت. تولید هیدروژن با ترکیب جیوه و اسید در سال ۱۷۷۶ توسط این فرد انجام گرفت.

ایزوتوپ های هیدروژن

ایزوتوپ به شکل هایی از یک عنصر گفته می شود که در تعداد الکترون ها و پروتون ها یکی بوده ولی تعداد نوترون متفاوت دارد. هیدروژن در گروه عناصر ایزوتوپ دار است. ایزوتوپ های طبیعی هیدروژن، پروتیوم ^۱H، دوتریوم ^۲H و تریتیوم ^۳H هستند. در بین این ایزوتوپ ها، سومی ناپایدار بوده و نیمه عمری برابر با ۱۲,۳۲ سال دارد. ایزوتوپ های ^۴H، ^۵H و ^۷H مصنوعی بوده و در آزمایشگاه ساخته می شود.

پروتیوم فراوان ترین ایزوتوپ بوده به طوری که ۹۹,۹۸ درصد از هیدروژن طبیعت را تشکیل می دهد. این ایزوتوپ، نوترون ندارد. دوتریوم، یک پروتون و یک نوترون داشته و با تقطیر جزء به جزء هیدروژن مایع یا به کمک الکترولیز طولانی مدت آب حاصل می شود. تریتیوم با دو نوترون در هسته خود، دارای خاصیت رادیواکتیوی بوده و در پرتوهای کیهانی تولید می شود.

خواص هیدروژن

هیدروژناسیون

یکی از کاربردهای هیدروژن در هیدروژناسیون روغن های گیاهی بوده که آن ها را از حالت مایع به جامد تبدیل می کند. استفاده از هیدروژن مایع در سوخت موشک ها نمونه دیگری از این کاربردهاست، زیرا از ترکیب اکسیژن و هیدروژن، میزان انرژی بسیار زیادی تولید می شود. با استفاده از قدرت کاهندگی هیدروژن برای تولید فلزاتی چون مس، نیکل، کبالت و آهن استفاده می شود.

هیدروژن جایگزین سوخت فسیلی

با توجه به تحقیقات زیادی که در دهه های اخیر صورت گرفته است، از این عنصر از جدول تناوبی عناصر، به عنوان منبعی برای تولید انرژی به جای سوخت های فسیلی استفاده می شود. دور از انتظار نیست که در آینده ای نه چندان دور، از این گاز با توجه به تولید انرژی زیاد به عنوان سوخت استفاده کرد. از مزایای این گاز به عنوان سوخت، پاک بودن و تولید آب با سوختن آن است.

سلول های هیدروژنی

نوعی از پیل سوختی به نام سلول هیدروژنی است که با واکنشی که بین اکسیژن و هیدروژن رخ می دهد، آب تولید می شود. راندمان این سلول در مقایسه با بهترین موتور درونسوز، دو برابر است. در سلول های هیدروژنی، وقتی محیط بازی باشد، کاهش اکسیژن در کاتد و اکسید شدن هیدروژن در آند اتفاق می افتد. کاربرد این فناوری با توجه به گران بودن، قابل استفاده روزمره نیست.