هیدروژن

بانشانه H  نام اولین ٬سبکترین وفراوانترین عنصر شیمیایی در کیهان و مهمترین ماده جهت تشکیل ستارگان می باشد.اولین ایزوتوپ آن یعنی هیدروزن خنثی یا هیدروژن –1 یا H1(اچ وان)به صورت یک پروتون در هسته ویک الکترون در مدار اطراف آن می باشد.تقریبا" 100 درصد هیدروژن طبیعی به این شکل است.عدد اتمی آن 1 وجرم اتمی آن 1.007825 واحد جرم اتمی است.نقطه جوش آن 20.29 درجه کلوین نقطه ذوب آن 14.02 درجه کلوین می باشد.هیدروژن بصورت توده های ابری بزرگ درکهکشانها وحتی در نواحی بین کهکشانی مشاهده می شود.

دومین ایزوتوپ آن با نام هیدروژن-2 یا دوتریم  0.015 درصد مقدار هیدروژن در کیهان را در بر می گیرد.ایزوتوپ سوم هیدروژن با نام هیدروژن -3 یا تریتیوم رادیواکتیو بوده ونیمه عمر آن 12.26 سال بوده ودر راکتورهای هسته ای تولید می شود.

نام هیدروژن از دو کلمه یونانی Hydro  به معنای آب وGenes  به معنای شکل دهنده تشکیل شده است.این نام اولین بار توسط شیمی دان فرانسوی آنتونی لاویزیر(94-1743) استفاده شده است.درسال 1766 شیمی دان انگلیسی هنری کاوندیش  هیدروژن به عنوان ماده ای خنثی شناخته می شد واین دانشمند آنرا هوای غیر قابل اشتعال نامید.

در منطقه مرئی طیف هیدروژن خطوط طیف بالمر را تولید می کند که ناشی از اولین حالت یونیزاسیون آن می باشد.انتقال در حالت بعد خطوط سری لیمان را تولید می کند ودر حالتهای با یونیزاسیون بالاتر چند سری خطوط در منطقه مادون قرمز طیف تولید می شوند که سری های پاشن نامیده می شوند.

بیشترین تماسی که انسان با هیدروژن دارد به صورت دوحالت اکسید آن یعنی  آب وپیروکسید هیدروژن می باشد.این گاز در واکنش اسید ها با فلزات تولید می شود.در صنعت کاربرد فراوانی دارد.وجود این عنصر در مولکولهای کربوهیدرات در حیات موجودات زنده نقش بسیاری دارد.

درون خورشید بدلیل فشار وحرارت بالا اتمهای هیدروژن به شکل پروتون والکترون در می آیند ودر نتیجه هیدروژن به یک سوخت هسته ای تبدیل می شود.

در فشار بیشتر از صدمیلیارد پاسکال مولکولهای هیدروژن شروع به نشان دادن خواص فلز مانند می کنند چیزی که در درون سیارات مانند مشتری رخ می دهد.

کهکشان راه شیری دارای مقادیر بسیار زیاد مواد غیر درخشنده است که عمدتا" به شکل هیدروژن مولکولی واتمی است.حدود نیمی از کهکشان به صورت گازهای هیدروژنی وبقیه نیز به شکل ستاره هستند که مواد تشکیل دهنده آنها نیز عمدتا" هیدروژن است .

مشاهده هیدروژن بین ستاره ای مشکل است چراکه دمای آنها بسیار ناچیز بوده وخطوط طیفی آنها نیز در منطقه ممنوعه (forbidden lines)قرار دارد.با این وجود هیدروژن اتمی دارای چنان حجمی است که خطوط  طیف ممنوعه در طول موج رادیویی 21 سانتی متر (با فرکانس ۱۴۲۰ مگاهرتز)که ناشی از تغییر اسپین الکترونها می باشد تنها توسط تلسکوپهای رادیویی قابل کشف هستند.حضور هیدروژن را بدلیل مشارکت در ترکیب ذرات غبار بین ستاره ای که جاذب خوب پرتوهای نوری هستند نیزمی توان استنباط کرد.اگر گاز هیدروژن در کنار ستاره های داغ وجود داشته باشد تابش ماوراءبنفش آن ستاره ها می توان موجب یونیده کردن هیدروژن شود.چنین واکنشی موجب تولید نواحی هیدروژنی دوبار یونیده (HII region) درون توده های سردتر نواحی هیدروژن یکباریونیده   (HI region) گردد.

ازآنجاییکه توده های غباری درون کهکشانها به پرتوهای نوردیدگانی اجازه عبور نمی دهند ولی به پرتوهای ۲۱ سانتی متری هیدروژن اجازه می دهند بررسی ساختمان کهکشان خودمان به کمک همین تابش 21 سانتی متری هیدروژن وبا کمک پدیده انتقال دوپلری قابل دستیابی شده است.جالب این است که جو زمین هم مانعی درمقابل این پرتوها نبوده به همین دلیل تلسکوپهای رادیویی زمینی براحتی می توانند آنرا آشکار کند.

بررسی انتقال به سرخ امواج ۲۱ سانتی متری هم یکی از کاربردهای بسیار مهم هیدروژن در کیهانشناسی به حساب می آید.

واژه مرتبط: هیدروژن فلزی

برای خواندن مقاله ای درباره هیدروژن در کیهان به سایت زیرمراجعه نمایید:

http://www.parssky.com/news/articles/default.aspx/?NewsID=1197297363&Cat=Iran

برای کسب اطلاعات بیشتر به زبان انگلیسی به آدرس زیر مراجعه نمایید:

http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_line