- 5 fatti interessanti sull’idrogeno:
- L’elemento numero uno non è stato il primo elemento scoperto
- L’idrogeno è l’unico elemento “senza neutroni” nell’universo
- La presenza dell’idrogeno nell’acqua non è l’unica ragione per cui è essenziale per la vita
- L’idrogeno alimenta già tutto ciò che usi
- L’idrogeno metallico potrebbe essere un superconduttore a temperatura ambiente Un paio di mesi fa, Scientific American ha pubblicato un interessante articolo intitolato “The Race to Turn Gassy Hydrogen in Solid Metal.”L’articolo ha esplorato alcune delle proprietà non convenzionali che l’idrogeno metallico avrebbe se potesse essere prodotto in laboratorio. L’idrogeno puro è un gas. Per renderlo un liquido, sono necessarie alte pressioni e temperature super fredde; ecco perché è così costoso da immagazzinare e trasportare. Per rendere l’idrogeno metallico richiederebbe enormi pressioni-simili alle pressioni trovate al centro delle stelle-che è l’unico luogo in cui si ritiene che l’idrogeno sia metallico. L’articolo spiega come diversi team scientifici stanno iniziando a esplorare l’uso di diamanti e laser per applicare le pressioni richieste. Finora, sono stati in grado di replicare le pressioni al centro dei pianeti, ma hanno una strada da percorrere prima di poter vedere l’idrogeno metallico sotto forma di superfluido. Questo metallo superfluido avrebbe alcune proprietà intriganti. Per cominciare, come afferma l’articolo, “Se l’idrogeno metallico è un superfluido, i ricercatori potrebbero avere un materiale sulle loro mani che sfida la comprensione. Tutti i superconduttori che conosciamo sono solidi all e tutti i superfluidi sono isolanti. Questo idrogeno liquido sarebbe un superconduttore e superfluido allo stesso tempo-nulla di simile è mai stato osservato.”C’è anche la speculazione scientifica che l’altra proprietà non convenzionale di questo superfluido “sfiderebbe la gravità” ma che ci porterebbe nel regno della pura speculazione. Quindi, lasciamo l’idrogeno metallico come fluido superconduttore, che è piuttosto impressionante, e unico, da solo. Sin dalla sua prima osservazione da parte dell’alchimista svizzero Paracelso nel 1536, l’idrogeno ha incuriosito e sorpreso gli scienziati per quasi 500 anni. L ‘”elemento essenziale”, come lo definì il fisico e autore americano John Rigden, sfida continuamente le nostre ipotesi di lavoro, sfidando la scienza a scavare ulteriormente per far progredire la nostra comprensione del funzionamento interno del mondo naturale. L’elemento numero uno non solo ci permette di vedere lontano nel cosmo e in profondità nel nostro DNA, ma ha anche il potenziale per diventare la fonte di energia pulita e abbondante che potrebbe aiutarci ad affrontare il pressante problema della sostenibilità che affrontiamo oggi.
5 fatti interessanti sull’idrogeno:
- L’elemento numero uno non è stato il primo elemento scoperto.
- L’idrogeno è l’unico elemento “senza neutroni” nell’universo.
- La presenza di idrogeno nell’acqua non è l’unica ragione per cui è essenziale per la vita.
- L’idrogeno alimenta già tutto ciò che usi.
- L’idrogeno metallico può essere un superconduttore a temperatura ambiente def e sfidare la gravità.
La scorsa settimana vi abbiamo portato dieci “primati” scientifici e tecnologici abilitati da mighty hydrogen. Questa settimana seguiamo con un altro elenco: cinque fatti interessanti che possono sfidare le vostre convinzioni comuni circa il più semplice di tutti gli atomi. L’idrogeno è pieno di sorprese perché si comporta come nessun altro elemento nell’universo. Puoi trovarlo furiosamente bruciare nelle stelle, tenere delicatamente insieme le molecole della vita, o non trovarlo affatto-anche se è praticamente ovunque.
Primo piano sui brillamenti di idrogeno del Sole. Solar Dynamics Observatory, NASA. Licenza Creative Commons.
Ecco cinque curiosità sull’idrogeno che trovo intrigante e degno di nota nel post di questa settimana.
L’elemento numero uno non è stato il primo elemento scoperto
Si trova nella posizione numero uno nella Tavola Periodica. Il suo numero atomico di uno significa che ha un singolo protone nel suo nucleo. Eppure, questa posizione numero uno è ingannevole: ci sono voluti migliaia di anni per scoprire l’idrogeno. È difficile da immaginare, ma 18 altri elementi sono stati identificati prima abbiamo rilevato il più abbondante di tutti. Ecco un’interessante cronologia degli elementi scoperti prima dell’idrogeno. Rame, piombo, oro, argento, ferro, carbonio, stagno, zolfo, mercurio, zinco, arsenico e antimonio furono tutti rinvenuti nell’antichità. Questo non è sorprendente, poiché la maggior parte di questi elementi sono solidi e possono essere facilmente trovati in natura nella loro forma pura. Man mano che la civiltà progrediva, furono trovati più elementi mentre gli umani li estraevano dai loro stati naturali. Questo è stato il caso per i successivi sei elementi—tutti scoperti dopo il 16 ° secolo: fosforo, cobalto, platino, nichel, bismuto e magnesio. Il tempo per l’idrogeno arrivò nel 1766 quando Henry Cavendish fu il primo a isolare e caratterizzare l’idrogeno come una sostanza discreta, nominando il gas “aria infiammabile.”Non è stato fino a 15 anni dopo che ha capito che quando l’idrogeno bruciava, si combinava con l’ossigeno per produrre acqua. Cavendish si rese conto che aveva, in realtà, scoperto un elemento, non solo una sostanza.
L’idrogeno è l’unico elemento “senza neutroni” nell’universo
Lo abbiamo studiato tutti a scuola: un diagramma con un singolo protone sferico che forma il nucleo e un elettrone solitario che descrive l’orbita attorno ad esso. Niente neutroni. Come un sistema solare a un pianeta, l’atomo di idrogeno è elegante e semplice. È, infatti, questa elegante semplicità (e la mancanza di neutroni) che lo distingue, rendendo l’idrogeno l’elemento di riferimento che gli scienziati hanno usato per secoli per comprendere il mondo subatomico. Tuttavia, non tutto l’idrogeno è creato uguale. Nel 1910, il radiochimico britannico Frederick Soddy scoprì gli isotopi osservando il naturale processo di radiazione che si verifica in tutti gli elementi. Egli ha osservato che questo processo potrebbe portare ad atomi che differivano nei loro pesi (il numero di protoni e neutroni che formano il nucleo dell’atomo), ma erano chimicamente identici. Soddy ha lavorato con l’idrogeno e ha scoperto il Deuterio, che è un isotopo dell’idrogeno che ha un neutrone (ed è anche chiamato idrogeno pesante). La forma più comune di idrogeno (H1) ha un protone nel nucleo e un elettrone che orbita attorno ad esso. Nella sua forma rara, il deuterio (H2) ha tre particelle: un protone, un elettrone e un neutrone. Deuterio si verifica naturalmente, comprendente 0.015% di tutto l’idrogeno nell’universo. È interessante notare che l’esistenza del deuterio a una frazione bassa, ma costante, primordiale in tutta la materia dell’idrogeno è uno dei principali argomenti a favore della teoria del Big Bang.
La presenza dell’idrogeno nell’acqua non è l’unica ragione per cui è essenziale per la vita
L’acqua è essenziale per la vita come la conosciamo. Quando cerchiamo la vita altrove, seguiamo l’acqua. Decine di sonde spaziali sono state lanciate dopo la scoperta dell’acqua su Marte e molte delle lune che orbitano attorno a Giove e Saturno. Qui sulla Terra, gli scienziati credono che la vita sia iniziata quando un mix di aminoacidi primordiali nell’acqua è stato “acceso” da una reazione elettrochimica. Da quel momento, tutta la vita sul nostro pianeta usa l’acqua. Poiché ogni molecola d’acqua ha due atomi di idrogeno per ogni atomo di ossigeno, ne consegue che l’idrogeno è necessario per la vita. Tuttavia, l’idrogeno gioca un altro ruolo altrettanto cruciale nel sostenere la vita, letteralmente. L’idrogeno è essenziale per il DNA. La struttura a doppia elica della molecola è tenuta insieme da legami idrogeno. In particolare, i due filamenti di DNA rimangono insieme da legami idrogeno che si verificano tra coppie di basi nucleotidiche complementari. Due legami idrogeno si verificano tra l’adenosina e le coppie di basi della timina; e tra la citosina e le coppie di basi della guanina, ci sono tre legami idrogeno. Senza questi legami idrogeno che incollano i due bracci della molecola insieme, non ci sarebbe doppia elica; e senza di essa, nessuna vita.
L’idrogeno alimenta già tutto ciò che usi
In un certo senso, l’economia dell’idrogeno è già qui: puoi inconsapevolmente usare l’idrogeno per alimentare tutto, dalla tua casa alla tua auto. Questo è vero se si utilizza l’energia tradizionale o alternativa, se si dispone di un Hummer affamato di gas o di una Nissan Leaf elettrica, e se si dispone di pannelli solari sul tetto o utilizzare la rete. Tutto inizia al centro del sole. Gli incendi nucleari del sole convertono l’idrogeno in elio, rilasciando energia sotto forma di fotoni che arrivano qui in soli otto minuti. Milioni di anni fa, questi fotoni erano usati dalle piante antiche per la fotosintesi. Dinosauri e altri organismi nutriti da queste piante, e mentre morivano, il loro carbonio rimane combinato con l’acqua e si decompone negli idrocarburi (petrolio, carbone e gas naturale) che alimentano le nostre auto e fabbriche oggi. Se questi fotoni hanno colpito il tuo pannello solare, è stato l’idrogeno a produrli in primo luogo. Lo stesso vale per l’elettricità che carica auto ed elettrodomestici elettrici: è prodotta dall’acqua nelle dighe (H2O), prodotta usando turbine alimentate a benzina o gas naturale (idrocarburi), o prodotta in un reattore nucleare il cui combustibile è stato fabbricato quando l’idrogeno ha fatto la sua magia al centro della maggior parte delle stelle. Questo elemento sempre presente e potente ha il potenziale per andare ancora oltre-per alimentare la nostra società da sola, come combustibile a idrogeno, in modo pulito e sostenibile.
L’idrogeno metallico potrebbe essere un superconduttore a temperatura ambiente
Un paio di mesi fa, Scientific American ha pubblicato un interessante articolo intitolato “The Race to Turn Gassy Hydrogen in Solid Metal.”L’articolo ha esplorato alcune delle proprietà non convenzionali che l’idrogeno metallico avrebbe se potesse essere prodotto in laboratorio. L’idrogeno puro è un gas. Per renderlo un liquido, sono necessarie alte pressioni e temperature super fredde; ecco perché è così costoso da immagazzinare e trasportare. Per rendere l’idrogeno metallico richiederebbe enormi pressioni-simili alle pressioni trovate al centro delle stelle-che è l’unico luogo in cui si ritiene che l’idrogeno sia metallico. L’articolo spiega come diversi team scientifici stanno iniziando a esplorare l’uso di diamanti e laser per applicare le pressioni richieste. Finora, sono stati in grado di replicare le pressioni al centro dei pianeti, ma hanno una strada da percorrere prima di poter vedere l’idrogeno metallico sotto forma di superfluido. Questo metallo superfluido avrebbe alcune proprietà intriganti. Per cominciare, come afferma l’articolo, “Se l’idrogeno metallico è un superfluido, i ricercatori potrebbero avere un materiale sulle loro mani che sfida la comprensione. Tutti i superconduttori che conosciamo sono solidi all e tutti i superfluidi sono isolanti. Questo idrogeno liquido sarebbe un superconduttore e superfluido allo stesso tempo-nulla di simile è mai stato osservato.”C’è anche la speculazione scientifica che l’altra proprietà non convenzionale di questo superfluido “sfiderebbe la gravità” ma che ci porterebbe nel regno della pura speculazione. Quindi, lasciamo l’idrogeno metallico come fluido superconduttore, che è piuttosto impressionante, e unico, da solo.
Sin dalla sua prima osservazione da parte dell’alchimista svizzero Paracelso nel 1536, l’idrogeno ha incuriosito e sorpreso gli scienziati per quasi 500 anni. L ‘”elemento essenziale”, come lo definì il fisico e autore americano John Rigden, sfida continuamente le nostre ipotesi di lavoro, sfidando la scienza a scavare ulteriormente per far progredire la nostra comprensione del funzionamento interno del mondo naturale. L’elemento numero uno non solo ci permette di vedere lontano nel cosmo e in profondità nel nostro DNA, ma ha anche il potenziale per diventare la fonte di energia pulita e abbondante che potrebbe aiutarci ad affrontare il pressante problema della sostenibilità che affrontiamo oggi.
Un paio di mesi fa, Scientific American ha pubblicato un interessante articolo intitolato “The Race to Turn Gassy Hydrogen in Solid Metal.”L’articolo ha esplorato alcune delle proprietà non convenzionali che l’idrogeno metallico avrebbe se potesse essere prodotto in laboratorio. L’idrogeno puro è un gas. Per renderlo un liquido, sono necessarie alte pressioni e temperature super fredde; ecco perché è così costoso da immagazzinare e trasportare. Per rendere l’idrogeno metallico richiederebbe enormi pressioni-simili alle pressioni trovate al centro delle stelle-che è l’unico luogo in cui si ritiene che l’idrogeno sia metallico. L’articolo spiega come diversi team scientifici stanno iniziando a esplorare l’uso di diamanti e laser per applicare le pressioni richieste. Finora, sono stati in grado di replicare le pressioni al centro dei pianeti, ma hanno una strada da percorrere prima di poter vedere l’idrogeno metallico sotto forma di superfluido. Questo metallo superfluido avrebbe alcune proprietà intriganti. Per cominciare, come afferma l’articolo, “Se l’idrogeno metallico è un superfluido, i ricercatori potrebbero avere un materiale sulle loro mani che sfida la comprensione. Tutti i superconduttori che conosciamo sono solidi all e tutti i superfluidi sono isolanti. Questo idrogeno liquido sarebbe un superconduttore e superfluido allo stesso tempo-nulla di simile è mai stato osservato.”C’è anche la speculazione scientifica che l’altra proprietà non convenzionale di questo superfluido “sfiderebbe la gravità” ma che ci porterebbe nel regno della pura speculazione. Quindi, lasciamo l’idrogeno metallico come fluido superconduttore, che è piuttosto impressionante, e unico, da solo.
Sin dalla sua prima osservazione da parte dell’alchimista svizzero Paracelso nel 1536, l’idrogeno ha incuriosito e sorpreso gli scienziati per quasi 500 anni. L ‘”elemento essenziale”, come lo definì il fisico e autore americano John Rigden, sfida continuamente le nostre ipotesi di lavoro, sfidando la scienza a scavare ulteriormente per far progredire la nostra comprensione del funzionamento interno del mondo naturale. L’elemento numero uno non solo ci permette di vedere lontano nel cosmo e in profondità nel nostro DNA, ma ha anche il potenziale per diventare la fonte di energia pulita e abbondante che potrebbe aiutarci ad affrontare il pressante problema della sostenibilità che affrontiamo oggi.
