Quelles sont les propriétés de l'hydrogène?
Les propriétés de l'hydrogène comprennent que, dans son état naturel sur Terre, c'est un gaz incolore et inodore qui est extrêmement inflammable. C'est l'élément le plus léger connu pour exister dans la nature, prenant en moyenne 75% de toute la masse de l'univers dans les étoiles, les planètes et d'autres objets stellaires. L'hydrogène est également essentiel pour toute vie sur Terre, où il représente 14% de la matière vivante en poids, car il forme facilement des liaisons avec l'oxygène pour créer de l'eau et du carbone pour créer les molécules qui sont la base sur laquelle les structures vivantes et les molécules les plus organiques sont construites. D'autres isotopes d'hydrogène existent également. Protium représente 99,985% de tout l'hydrogène naturel, et le deutérium représente près de 0,015% ayant à la fois un proton et un neutron dans le noyau atomique, ce qui lui donne une masse qui est le double de celle de Protium. Tritium est le THird forme d'hydrogène, qui est extrêmement rare, mais peut être produit artificiellement. Il est instable et présente une décroissance radioactive avec une demi-vie de 12,32 ans. Il a deux neutrons dans le noyau atomique pour un proton, et est un composé clé produit et utilisé dans les armes à bombe à hydrogène pour améliorer leur rendement, ainsi que dans la production d'énergie de fission nucléaire, et dans la recherche sur la fusion nucléaire.
Les propriétés chimiques de l'hydrogène, avec un seul électron en orbite, le conduisent à être un élément hautement réactif qui forme des liaisons avec de nombreux autres éléments. Dans son état naturel dans l'atmosphère, il se lie à un autre atome d'hydrogène comme le fait l'oxygène, pour former H
Les propriétés physiques de l'hydrogène et son abondance généralisée sur la terre et dans les océans de la Terre en font un domaine de recherche important en tant qu'approvisionnement en carburant pratiquement illimité. Toutes les formes de carburants et d'alcools fossiles tels que l'essence, le gaz naturel et l'éthanol sont composées de chaînes d'hydrocarbures où l'hydrogène, le carbone et parfois l'oxygène sont liés ensemble. La séparation de l'hydrogène pur en tant que source de carburant abondante et brûlante elle-même est facilement terminée, mais la force nécessaire pour se libérer de l'hydrogène des liaisons chimiques, puis la refroidir pour le stockage prend souvent plus d'énergie que l'hydrogène pur lui-même ne peut générer. Pour cette raison, les propriétés de l'hydrogène signifient que ses utilisations les plus courantes se trouvent dans les liaisons chimiques avec d'autres éléments.
Research intO La production d'énergie de fusion repose également sur les propriétés chimiques des composés d'hydrogène du deutérium et du tritium. Les propriétés de l'hydrogène utilisées par toutes les étoiles fusionnent les atomes d'hydrogène sous une pression intense pour libérer l'hélium et l'énergie sous forme de lumière et de chaleur. Des pressions similaires sont générées dans des installations de recherche en utilisant des champs magnétiques puissants, des lasers à confinement inertiel ou des impulsions électriques aux États-Unis, en Europe et au Japon.
À mesure que la fusion des atomes d'hydrogène a lieu, un atome d'hélium est créé qui transporte 20% de l'énergie excessive du processus, et 80% de l'énergie est transportée par un neutron libre. Cette énergie ou cette chaleur à neutrons est ensuite absorbée par un liquide pour créer de la vapeur et alimenter une turbine pour produire de l'électricité. Le processus reste toujours expérimental, cependant, en 2011.chaque 212 000 000 ° Fahrenheit (100 000 000 ° Celsius).