Fem Spennende Fakta om Mighty Hydrogen

5 interessante fakta Om Hydrogen:

1. Element nummer ett var ikke det første elementet oppdaget.
2. Hydrogen er det eneste «nøytronfrie» grunnstoffet i universet.
3. Hydrogen tilstedeværelse i vann er ikke den eneste grunnen til At Det er viktig for livet.
4. Hydrogen driver allerede alt du bruker.
5. Metallisk hydrogen kan være en superleder ved romtemperatur … og trosse tyngdekraften.

Forrige uke tok vi deg ti vitenskap og teknologi «nyvinninger» aktivert av mektige hydrogen. Denne uken følger vi opp med en annen liste: fem interessante fakta som kan trosse din vanlige tro på det enkleste av alle atomer. Hydrogen er full av overraskelser fordi det oppfører seg som ingen andre element i universet. Du kan finne det rasende brennende i stjerner, forsiktig holde livets molekyler sammen, eller ikke finne det i det hele tatt – selv om det er praktisk talt overalt.

Nærbilde på Solens hydrogenbluss. Solar Dynamics Observatory (engelsk). Creative Commons Lisensiering.

her er fem nysgjerrige fakta om hydrogen som jeg finner spennende og verdt å merke seg i denne ukens innlegg.

Element nummer ett var ikke det første elementet oppdaget

det sitter i nummer en posisjon i Det Periodiske Bordet. Dens atomnummer av en betyr at den har en enkelt proton i sin kjerne. Likevel lurer denne første posisjonen: det tok oss tusenvis av år å oppdage hydrogen. Det er vanskelig å forestille seg, men 18 andre elementer ble identifisert før vi oppdaget den mest tallrike av dem alle. Her er en interessant tidslinje av elementene oppdaget før hydrogen. Kobber, bly, gull, sølv, jern, karbon, tinn, svovel, kvikksølv, sink, arsen, og antimon ble alle avdekket i antikken. Dette er ikke overraskende, da de fleste av disse elementene er solide og lett kan finnes i naturen i sin rene form. Som sivilisasjon gjort fremgang, flere elementer ble funnet som mennesker hentet dem fra deres naturlige tilstander. Dette var tilfellet for de neste seks elementene—alt oppdaget etter det 16. århundre: fosfor, kobolt, platina, nikkel, vismut og magnesium. Tiden for hydrogen kom i 1766 Da Henry Cavendish var den første til å isolere og karakterisere hydrogen som en diskret substans, og kalte gassen » brennbar luft.»Det var ikke før 15 år senere at han skjønte at når hydrogen brente, kombinerte det med oksygen for å produsere vann. Cavendish innså at han faktisk hadde oppdaget et element, ikke bare et stoff.

Hydrogen Er det eneste «nøytronfrie» grunnstoffet i universet

vi studerte det på skolen: et diagram med et enkelt sfærisk proton som danner kjernen og et ensomt elektron som beskriver banen rundt den. Ingen nøytron. Som et en-planet solsystem er hydrogenatomet elegant og enkelt. Det er faktisk denne elegante enkelheten (og mangelen på nøytron) som skiller den fra hverandre, noe som gjør hydrogen til go-to-elementet som forskere har brukt i århundrer for å forstå den subatomære verden. Likevel er ikke alt hydrogen skapt like. I 1910 oppdaget Den Britiske Radiokjemikeren Frederick Soddy isotoper mens han observerte den naturlige strålingsprosessen som forekommer i alle elementer. Han bemerket at denne prosessen kunne føre til atomer som varierte i deres vekter (antall protoner og nøytroner som danner atomkjernen), men var kjemisk identiske. Soddy jobbet med hydrogen og oppdaget Deuterium, som er en isotop av hydrogen som har et nøytron (og kalles også tungt hydrogen). Den vanligste formen for hydrogen (H1) har en proton i kjernen og en elektron som kretser rundt den. I sin sjeldne form har Deuterium (H2) tre partikler: en proton, en elektron og en nøytron. Deuterium forekommer naturlig, bestående av 0.015% av alt hydrogen i universet. Interessant er eksistensen av deuterium ved en lav, men konstant, primordial fraksjon i alt hydrogenstoff et av hovedargumentene til Fordel For Big Bang-teorien.

Hydrogen tilstedeværelse i vann er ikke den eneste grunnen Til At Det er viktig for livet

Vann er viktig for livet slik vi kjenner Det. Når vi søker etter liv andre steder, følger vi vannet. Dusinvis av romsonder har blitt lansert etter oppdagelsen av vann på Mars og flere av månene i bane Rundt Jupiter og Saturn. Her på Jorden tror forskere at livet startet da en blanding av primordiale aminosyrer i vann ble antent av en elektrokjemisk reaksjon. Fra det øyeblikket bruker alt liv på vår planet vann. Siden hvert vannmolekyl har to atomer av hydrogen for hvert oksygenatom, følger det at hydrogen er nødvendig for livet. Hydrogen spiller imidlertid en annen like viktig rolle i å støtte livet, bokstavelig talt. Hydrogen er viktig FOR DNA. Molekylets doble helixstruktur holdes sammen av hydrogenbindinger. Spesielt forblir DE TO strengene AV DNA sammen av hydrogenbindinger som oppstår mellom komplementære nukleotidbasepar. To hydrogenbindinger oppstår mellom adenosin og tymin base parene; og mellom cytosin og guanin base parene, er det tre hydrogenbindinger. Uten disse hydrogenbindingene som limer molekylets to armer sammen, ville det ikke være noen dobbel helix; og uten det, ikke noe liv.

Hydrogen driver allerede alt du bruker

på en måte er hydrogenøkonomien allerede her: du kan uvitende bruke hydrogen til å drive alt—fra hjemmet til bilen din. Dette gjelder enten du bruker tradisjonell eller alternativ energi, enten du har en Gass-sulten Hummer eller en elektrisk Nissan Leaf, og om du har solcellepaneler på taket eller bruker rutenettet. Det hele starter i sentrum av solen. Solens atombranner konverterer hydrogen til helium, og frigjør energi i form av fotoner som kommer hit på bare åtte minutter. For millioner av år siden ble disse fotonene brukt av gamle planter for fotosyntese. Dinosaurer og andre organismer matet fra disse plantene, og da de døde, forblir karbonet kombinert med vann og dekomponert i hydrokarboner (olje, kull og naturgass) som driver våre biler og fabrikker i dag. Hvis disse fotonene traff solpanelet ditt, var det hydrogen som produserte dem i utgangspunktet. Det samme gjelder for elektrisiteten som lader elektriske biler og apparater: den er enten produsert av vann I dammer (H2O), produsert ved hjelp av turbiner drevet av bensin eller naturgass (hydrokarboner), eller produsert i en atomreaktor hvis drivstoff ble produsert da hydrogen gjorde sin magi i sentrum av de fleste stjerner. Dette alltid tilstedeværende, mektige elementet har potensial til å gå enda lenger – for å drive vårt samfunn på egen hånd, som hydrogenbrensel, på en ren og bærekraftig måte.

Metallisk hydrogen kan være en superleder ved romtemperatur…og trosse tyngdekraften

For noen måneder siden løp Scientific American en interessant artikkel med tittelen » Kappløpet om Å Gjøre Gassy Hydrogen Til Solid Metall.»Artikkelen utforsket noen av de ukonvensjonelle egenskapene som metallisk hydrogen ville ha hvis det kunne produseres i laboratoriet. Rent hydrogen er en gass. For å gjøre det til en væske, er det nødvendig med høyt trykk og superkulde temperaturer; det er derfor det er så kostbart å lagre og transportere. For å gjøre hydrogen metallisk ville kreve enorme trykk-lik trykket som finnes i sentrum av stjerner-som er det eneste stedet hvor hydrogen antas å være metallisk. Artikkelen forklarer hvordan flere vitenskapsteam begynner å utforske bruken av diamanter og lasere for å bruke presset som kreves. Så langt har de vært i stand til å replikere trykket i sentrum av planeter, men de har en vei å gå før vi kan se metallisk hydrogen i form av en superfluid. Dette superfluidmetallet ville ha noen spennende egenskaper. For det første, som artikkelen sier, » Hvis metallisk hydrogen er superfluid, kan forskere ha et materiale på hendene som tåler forståelse. Alle superledere som vi vet er solide … og alle superfluider er isolatorer. Dette flytende hydrogenet ville være en superleder og superfluid samtidig-ingenting som dette har noen gang blitt observert. Det er også vitenskapelig spekulasjon om at den andre ukonvensjonelle egenskapen til denne superfluid ville «trosse tyngdekraften», men det ville ta oss inn i riket av ren spekulasjon. Så, la oss bare forlate metallisk hydrogen som en superledende væske, som er ganske imponerende og unik, alene.

siden Den Første observasjonen Av Den Sveitsiske alkymisten Paracelsus i 1536 har hydrogen fascinert og overrasket forskere i nesten 500 år. Det» essensielle elementet » Som Amerikansk fysiker Og forfatter John Rigden kalte Det, trosser kontinuerlig våre arbeidsforutsetninger, utfordrer vitenskapen til å grave videre for å fremme vår forståelse av det indre arbeidet i den naturlige verden. Det første elementet lar oss ikke bare se langt inn i kosmos og dypt inn i VÅRT EGET DNA, men det har også potensial til å bli den rene og rike energikilden som kan hjelpe oss med å takle det presserende bærekraftproblemet vi står overfor i dag.