idrogeno

idrogeno

Il fuoco che genera l'acqua

L'idrogeno è il primo elemento della tavola periodica, il più leggero, il più abbondante ed è all'origine dell'Universo. Combinandosi tra loro, gli atomi di idrogeno producono sia la materia sia l'energia che ci circondano. Sulla Terra, l'idrogeno forma l'acqua e tutti i composti organici, che sono svariati milioni

Gas incendiario

Quando questo elemento fu scoperto la prima volta, nel 1766, gli fu dato il nome suggestivo di aria infiammabile, perché era gassoso a temperatura ambiente e bruciava dando una bella fiamma. Ma, con grande sorpresa dei chimici di allora, quando ciò avveniva si formava l'acqua, cioè la sostanza che spegne gli incendi! Di qui il nome che porta ancora oggi, cioè idrogeno, che in greco significa appunto "che genera acqua".

Dunque l'idrogeno è uno dei due componenti di questa fondamentale sostanza, l'altro è l'ossigeno. Più precisamente, 1 molecola d'acqua contiene 2 atomi di idrogeno e 1 atomo di ossigeno; ragionando in peso possiamo anche dire che l'acqua contiene l'11,19 % di idrogeno (il resto fino a 100 è ovviamente ossigeno). Si pensi a quant'acqua c'è nel nostro pianeta, e quindi a quanto idrogeno esiste in forma combinata.

Allo stato libero l'idrogeno si trova sotto forma di molecola biatomica, cioè composta da 2 atomi.

Questo elemento esiste anche in altre due forme, cioè due isotopi, atomi che hanno le stesse proprietà chimiche ma sono più pesanti: il deuterio, il cui nucleo è composto da 1 neutrone e 1 protone; e il trizio il cui nucleo è di 2 neutroni e 1 protone. Quest'ultimo, però, è radioattivo e quindi instabile. L'isotopo con un solo protone, che è appunto l'idrogeno comune, viene anche definito prozio, cosicché potremmo dire che l'idrogeno si può manifestare in tre modi diversi: prozio, deuterio e trizio.

Il più leggero, il più abbondante

L'idrogeno è il più leggero di tutti gli elementi, il primo della Tavola di Mendeleev. Per questo motivo, già agli inizi del 19° secolo molti scienziati pensavano che l'idrogeno fosse all'origine di tutti gli altri elementi più pesanti: in effetti si è scoperto successivamente che il nucleo degli altri elementi è formato da un certo numero di protoni (oltre che di neutroni), cioè da un certo numero di nuclei di idrogeno.

L'idrogeno è anche l'elemento più abbondante in tutto l'Universo, poiché forma fino al 75 % della materia, calcolata in base alla massa, e più del 90 % se calcolata in numero di atomi. Infatti, la materia diffusa interstellare è formata soprattutto da idrogeno, così come quella condensata nelle stelle (fra le quali il Sole). La grandissima energia di cui dispongono le stelle deriva da reazioni nucleari particolari dette di fusione nucleare o di nucleosintesi. Esse avvengono quando due atomi di idrogeno si fondono insieme per dare un atomo di elio (dal nome greco del Sole). Queste reazioni liberano moltissima energia, che, attraversando gli spazi interplanetari, si spande per tutto l'Universo, arrivando quindi anche sulla Terra. Senza questo sacrificio continuo dell'idrogeno, non esisterebbe nemmeno l'Universo come lo conosciamo, e quindi il Sistema solare, i pianeti, la Terra e infine gli esseri viventi. Le stesse reazioni sono state riprodotte artificialmente dall'uomo, ma finora solo per scopi distruttivi, producendo un'arma pericolosissima, la bomba a idrogeno o bomba H (armi atomiche e nucleari). Una utilizzazione pacifica, come si tenta di fare da qualche tempo cercando di controllare il processo reattivo, renderebbe disponibile una quantità pressoché illimitata di energia.

Abbondanza e scarsità

Sebbene sia l'elemento più abbondante sulla Terra (oltre che nell'acqua, è presente in tutte le sostanze organiche e in molte inorganiche), l'idrogeno allo stato elementare (idrogeno libero) è scarsamente presente sul nostro pianeta: è raro nell'atmosfera (1 parte per milione, ma a grandi altezze è presente in quantità maggiori) e praticamente inesistente sulla crosta e nel sottosuolo. Il fatto che si trovi prevalentemente in forma combinata significa che esso ha la capacità di legarsi facilmente con gli altri elementi, specialmente con l'ossigeno (col quale, come si è detto, forma l'acqua), ma anche con il cloro, il fluoro, lo iodio, il bromo, lo zolfo (coi quali forma alcuni acidi), con l'azoto (col quale forma l'ammoniaca) e con il carbonio (col quale forma gli idrocarburi).