Ang hydrogen ay ang unang elemento sa periodic table at ang pinaka-masaganang kemikal na substance sa Uniberso. Binubuo ang humigit-kumulang 75% ng lahat ng baryonic mass, ang hydrogen ay matatagpuan sa napakaraming dami sa mga bituin at gas higanteng planeta.
Ang hydrogen ay isang kemikal na elemento na may simbolong H at atomic number 1 . Bilang pinakamagaan na elemento, ang hydrogen ay binubuo ng isang proton at, sa pinakakaraniwang anyo nito, isang elektron. Karaniwan itong matatagpuan bilang isang gas, partikular na isang diatomic molecule ( \(H_2\) ), sa temperatura ng silid.
Ang hydrogen gas ( \(H_2\) ) ay walang kulay, walang amoy, walang lasa, hindi nakakalason, at lubhang nasusunog. Ito ay may densidad na humigit-kumulang \(0.08988 \, \textrm{g/L}\) sa karaniwang temperatura at presyon, na ginagawa itong hindi gaanong siksik kaysa sa hangin. Ang gas na ito ay nabubuo kapag ang dalawang hydrogen atoms ay nagbubuklod at nagbahagi ng kanilang mga electron.
Ang hydrogen gas ay maaaring gawin sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan, kabilang ang steam-methane reforming at electrolysis . Ang steam-methane reforming ay kasalukuyang pinaka-cost-effective na paraan at nagsasangkot ng pagtugon sa methane na may mataas na temperatura na singaw. Ang electrolysis, sa kabilang banda, ay nagsasangkot ng paggamit ng kuryente upang hatiin ang tubig sa hydrogen at oxygen.
Ang hydrogen ay may malawak na hanay ng mga aplikasyon. Ginagamit ito sa industriya ng kemikal para sa paggawa ng ammonia (sa pamamagitan ng proseso ng Haber), na isang pangunahing sangkap sa pataba. Ginagamit din ang hydrogen sa pagpino ng petrolyo, paggamot sa mga metal, at paggawa ng hydrochloric acid. Bukod dito, bilang isang malinis na gasolina, ang hydrogen ay may pangako para sa pagpapagana ng mga sasakyan at pagbuo ng kuryente, na gumagawa lamang ng tubig bilang isang byproduct.
Ang hydrogen ay gumaganap ng isang kritikal na papel sa uniberso bilang ang pinaka-masaganang elemento. Ito ang pangunahing panggatong para sa pagsasanib ng nukleyar sa mga bituin, kabilang ang ating Araw. Sa core ng mga bituin, ang mga atomo ng hydrogen ay nagsasama upang bumuo ng helium, na naglalabas ng napakaraming enerhiya sa proseso. Ang nuclear fusion na ito ay nagpapailaw sa mga bituin at nagbibigay ng enerhiya na sumusuporta sa buhay sa Earth.
Ang hydrogen ay may tatlong pangunahing isotopes: protium ( \(^1H\) ), deuterium ( \(^2H\) ), at tritium ( \(^3H\) ). Ang protium, na walang mga neutron, ay ang pinakakaraniwang anyo. Ang Deuterium, o heavy hydrogen, ay naglalaman ng isang neutron at ginagamit sa mga nuclear reactor at para sa mabigat na produksyon ng tubig. Ang Tritium, na may dalawang neutron, ay radioactive at may mga aplikasyon sa mga sandatang nuklear at bilang isang tracer sa siyentipikong pananaliksik.
Maaaring ipakita ng mga simpleng eksperimento ang mga katangian at reaksyon ng hydrogen gas. Ang isang klasikong eksperimento ay ang reaksyon ng metal na may acid, na gumagawa ng hydrogen gas. Halimbawa, ang pagtugon sa zinc na may hydrochloric acid ( \(Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\) ) ay ligtas na bumubuo ng hydrogen gas, na maaaring masuri sa pamamagitan ng pagdadala ng naglalagablab na splint malapit sa gas at pagmamasid sa isang katangiang 'pop' na tunog, na nagpapahiwatig ang pagkakaroon ng hydrogen.
Habang ang hydrogen ay isang malinis na gasolina, ang produksyon at imbakan nito ay nagdudulot ng mga hamon. Karamihan sa hydrogen ay kasalukuyang ginawa mula sa fossil fuels, na nag-aambag sa mga greenhouse gas emissions. Gayunpaman, ang mga pagsisikap na pataasin ang paggamit ng berdeng hydrogen, na ginawa sa pamamagitan ng electrolysis na pinapagana ng renewable energy, ay isinasagawa upang pagaanin ang epektong ito. Bukod dito, dahil sa pagkasunog nito, ang hydrogen ay nangangailangan ng maingat na paghawak at pag-iimbak upang maiwasan ang mga pagsabog.
Ang hydrogen ay isang pangunahing elemento, mahalaga sa parehong industriya at natural na proseso ng uniberso. Ang simpleng atomic na istraktura nito ay pinasinungalingan ang kumplikadong papel nito sa mga reaksiyong kemikal, produksyon ng enerhiya, at potensyal bilang isang malinis na mapagkukunan ng gasolina. Ang mga pag-unlad sa napapanatiling produksyon at paggamit nito ay maaaring magkaroon ng makabuluhang benepisyo sa kapaligiran at ekonomiya.
