„Hidrogén” változatai közötti eltérés

1 937 bájt hozzáadva ,  2 évvel ezelőtt
13 forrás archiválása és 1 megjelölése halott linkként. #IABot (v2.0beta2)
(13 forrás archiválása és 1 megjelölése halott linkként. #IABot (v2.0beta2))
|pmid=17775040
|bibcode = 1968Sci...159.1057R}}</ref> ezzel megbonyolítja – többek között – a csővezetékek és tartályok tervezését.<ref name="Christensen">{{cite news
|last = Christensen|first=C.H.
|first = C.H.
|coauthors = Nørskov, J.K.; Johannessen, T.
|date = 9 July 2005
|title = Making society independent of fossil fuels&nbsp;— Danish researchers reveal new technology
|publisher = Technical University of Denmark
|url = http://www.dtu.dk/English/About_DTU/News.aspx?guid=%7BE6FF7D39-1EDD-41A4-BC9A-20455C2CF1A7%7D
|accessdate = 2008-03-28
|archiveurl = https://web.archive.org/web/20100107204859/http://www.dtu.dk/English/About_DTU/News.aspx?guid=%7BE6FF7D39-1EDD-41A4-BC9A-20455C2CF1A7%7D
|archivedate = 2010-01-07
}}</ref>
 
[[Fájl:Shuttle Main Engine Test Firing cropped edited and reduced.jpg|bélyegkép|220px|balra|A [[Space Shuttle]] fő hajtóműve hidrogént éget el tiszta oxigénnel, teljes tolóerőnél a láng szinte láthatatlan]]
 
A hidrogéngáz (vagy dihidrogén)<ref>{{cite web |url=http://www.usm.maine.edu/~newton/Chy251_253/Lectures/LewisStructures/Dihydrogen.html |title=Dihydrogen |work=O{{=}}CHem Directory |publisher=University of Southern Maine |accessdate=2009-04-06 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090213174645/http://usm.maine.edu/~newton/Chy251_253/Lectures/LewisStructures/Dihydrogen.html |archivedate=2009-02-13 }}</ref> igen gyúlékony, levegővel keveredve nagyon széles tartományban, 4-75 térfogatszázalékos koncentrációhatárok között ég el.<ref>{{cite journal |last=Carcassi|first=M.N. |last2=Fineschi|first2=F. |title=Deflagrations of H<sub>2</sub>–air and CH<sub>4</sub>–air lean mixtures in a vented multi-compartment environment |journal=Energy |volume=30|issue=8|pages=1439–1451 |year=2005 |doi=10.1016/j.energy.2004.02.012}}</ref> A hidrogén égésekor felszabaduló [[entalpia]] {{szám|-286}}&nbsp;[[Joule|kJ]]/[[Mól|mol]].<ref>{{cite book |author=Committee on Alternatives and Strategies for Future Hydrogen Production and Use, United States National Research Council, United States National Academy of Engineering |year=2004 |title=The Hydrogen Economy: Opportunities, Costs, Barriers, and R&D Needs |page=240 |publisher=National Academies Press |isbn=0-309-09163-2|url=https://books.google.com/?id=ugniowznToAC&pg=PA240}}</ref>
:<math>\mathrm{2\ H_2\left( g \right)\ +\ O_2\left( g \right)\ \xrightarrow {-572\ kJ}\ 2\ H_2 O\left( f \right)}</math><ref group="megj.">-286&nbsp;kJ energia az éghető anyag (hidrogén) egy móljára nézve azaz itt:<br /><math>\begin{smallmatrix}-286\cdot 2=-572\\ \end{smallmatrix}</math></ref>
 
A hidrogén kétatomos molekulájának két különböző magspin-izomerje létezik, amelyek az atommagok relatív [[spin]]jében térnek el.<ref name="uigi">{{cite web|author=Staff|year=2003|url=http://www.uigi.com/hydrogen.html|title=Hydrogen (H<sub>2</sub>) Properties, Uses, Applications: Hydrogen Gas and Liquid Hydrogen|publisher=Universal Industrial Gases, Inc.|accessdate=2008-02-05}}</ref> Az [[ortohidrogén]]ben a két proton spinje azonos irányú, és triplett állapotot alkot, az eredő magspinmomentum: 1 (½ + ½). A [[parahidrogén]]ben a protonok spinjei ellentétes irányúak, és szinglett állapotot alkotnak, az eredő magspinmomentum: 0 (½ − ½). Standard hőmérsékleten és nyomáson a hidrogéngáz körülbelül 25% para- és 75% ortohidrogénből áll, melyet normál hidrogénnek is neveznek.<ref name="Tikhonov">{{cite journal|last=Tikhonov|first=Vladimir I.|coauthors=Volkov, Alexander A.|title=Separation of Water into Its Ortho and Para Isomers|journal=Science|year=2002|volume=296|issue=5577|doi=10.1126/science.1069513|pmid=12089435|page=2363}}</ref> Az ortohidrogén és a parahidrogén egyensúlyi aránya függ a hőmérséklettől, de mivel az orto forma egy gerjesztett állapot, és emiatt nagyobb energiájú, mint a para forma, ezért instabil, és nem lehet tisztán előállítani. Nagyon alacsony hőmérsékleten az egyensúlyi állapot szinte kizárólag a para formából áll. A tiszta parahidrogén folyadék- és gázfázisainak termikus tulajdonságai – a rotációs hőkapacitásaik különbözősége miatt – jelentősen eltérnek a normál formáétól.<ref name="NASA">{{cite web|last=Hritz|first=James|month=March|year=2006|url=http://smad-ext.grc.nasa.gov/gso/manual/chapter_06.pdf|format=PDF|title=CH. 6&nbsp;– Hydrogen|work=NASA Glenn Research Center Glenn Safety Manual, Document GRC-MQSA.001|publisher=NASA|accessdate=2008-02-05}}</ref> Az orto/para megkülönböztetés más hidrogén-tartalmú molekulákban vagy funkciós csoportokban is előfordul, mint például a [[víz]]ben és a [[metilén]]ben, de kis jelentőségű azok termikus tulajdonságaira nézve.<ref>{{cite journal| last=Shinitzky| first=Meir| last2=Elitzur| first2=Avshalom C.| title=Ortho-para spin isomers of the protons in the methylene group| journal=Chirality| volume=18| issue=9| pages=754–756|year=2006|doi=10.1002/chir.20319| pmid=16856167| last1=Shinitzky| first1=M}}</ref>
 
A para- és ortohidrogén közötti nem katalizált átalakulás a hőmérséklettel nő, így a gyorsan kondenzált H<sub>2</sub> nagy mennyiségű, nagy energiájú orto formát tartalmaz, amely nagyon lassan para formává alakul.<ref>{{cite journal|last=Milenko|first=Yu. Ya.|coauthors=Sibileva, R. M.; Strzhemechny, M. A|title=Natural ortho-para conversion rate in liquid and gaseous hydrogen|journal=Journal of Low Temperature Physics|year=1997|volume=107|issue=1–2|pages=77–92|doi=10.1007/BF02396837|bibcode = 1997JLTP..107...77M}}</ref> A kondenzált H<sub>2</sub>-ben lévő orto/para arány alapos megfontolást igényel a folyékony hidrogén előállításakor és tárolásakor: az orto-para átalakulás ugyanis [[Exoterm reakció|exoterm]] folyamat, és elegendő hőt termel ahhoz, hogy elpárologtassa a folyékony hidrogén egy részét, így veszteséget okoz. Az orto-para átalakulás [[katalizátor]]ait, úgymint [[vas(III)-oxid]], [[aktív szén]], platinázott azbeszt, ritkaföldfémek, uránvegyületek, [[króm(III)-oxid]], illetve néhány nikkelvegyület,<ref>{{cite web|url=http://www.mae.ufl.edu/NasaHydrogenResearch/h2webcourse/L11-liquefaction2.pdf|title=Ortho-Para conversion. Pag. 13|format=PDF|accessdate=2008-12-16|archiveurl=https://web.archive.org/web/20081216223955/http://www.mae.ufl.edu/NasaHydrogenResearch/h2webcourse/L11-liquefaction2.pdf|archivedate=2008-12-16}}</ref> felhasználják a hidrogén hűtése közben.<ref name="Svadlenak">{{cite journal|last=Svadlenak|first=R. Eldo|coauthors=Scott, Allen B|title=The Conversion of Ortho- to Parahydrogen on Iron Oxide-Zinc Oxide Catalysts|journal=Journal of the American Chemical Society|year=1957|volume=79|issue=20|pages=5385–5388|doi=10.1021/ja01577a013}}</ref>
 
=== További fázisai ===
 
==== Kovalens és szerves vegyületek ====
Habár a H<sub>2</sub> standard körülmények között nem túlzottan reakcióképes, mégis a legtöbb elemmel vegyületeket képez. A hidrogén a nála nagyobb [[elektronegativitás]]ú elemekkel is alkothat vegyületeket, mint például a [[halogének]] (pl. F, Cl, Br, I), vagy az [[oxigén]]; ezekben a vegyületekben a hidrogén részlegesen pozitív töltésű.<ref>{{cite web|last=Clark |first=Jim |title=The Acidity of the Hydrogen Halides |work=Chemguide |year=2002 |url=http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group7/acidityhx.html#top|accessdate=2008-03-09}}</ref> Amikor [[fluor]]hoz, [[oxigén]]hez, vagy [[nitrogén]]hez kötődik, a hidrogénatomok részt vehetnek egy közepes erősségű, nem kovalens kötés kialakításában, az úgynevezett [[hidrogénkötés]]ben, amely sok biológiai molekula stabilitása szempontjából kulcsfontosságú.<ref>{{cite web|last=Kimball| first=John W. |title=Hydrogen| work=Kimball's Biology Pages| date=2003-08-07 |url=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/H/HydrogenBonds.html |accessdate=2008-03-04}}</ref><ref>IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Electronic version, [http://goldbook.iupac.org/H02899.html Hydrogen Bond]</ref> A hidrogén a kisebb elektronegativitású elemekkel – például a [[fémek]]kel, [[félfémek]]kel – is képez vegyületeket, ezekben részleges negatív töltést vesz fel. Ezeket a vegyületeket gyakran sószerű [[hidridek]]nek<!-- Erre magyar forrás is kéne!--> nevezik.<ref>{{cite web|last=Sandrock |first=Gary |title=Metal-Hydrogen Systems| publisher=Sandia National Laboratories |date=2002-05-02| url=http://hydpark.ca.sandia.gov/DBFrame.html |accessdate=2008-03-23|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080224162206/http://hydpark.ca.sandia.gov/DBFrame.html|archivedate=2008-02-24}}</ref>
 
A hidrogénvegyületek hatalmas sokaságát képezi a [[szén]]nel, ezek az úgynevezett [[szénhidrogének]], és még ennél is több, [[heteroatom]]ot is tartalmazó szénvegyülete ismert. Ezeket – az élő dolgokkal való általános kapcsolatuk miatt – [[szerves vegyület]]eknek nevezik,<ref name="hydrocarbon">{{cite web| title=Structure and Nomenclature of Hydrocarbons|publisher=Purdue University| url=http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1organic/organic.html| accessdate=2008-03-23}}</ref> tulajdonságaik vizsgálatának tudománya a [[szerves kémia]],<ref>{{cite web| title=Organic Chemistry| work=Dictionary.com| publisher=Lexico Publishing Group| year=2008| url=http://dictionary.reference.com/browse/organic%20chemistry| accessdate=2008-03-23}}</ref> illetve ugyanez az élő [[szervezet (biológia)|szervezetek]] szempontjából a [[biokémia]].<ref>{{cite web|title=Biochemistry| work=Dictionary.com |publisher=Lexico Publishing Group |year=2008 |url=http://dictionary.reference.com/browse/biochemistry |accessdate=2008-03-23}}</ref> Néhány definíció szerint, a „szerves” vegyületeknek elegendő csupán szenet tartalmazniuk. Azonban, a legtöbb közülük hidrogént is tartalmaz, és mivel ez a szén–hidrogén kötés az, amely az ebbe az osztályba tartozó vegyületek legtöbb különleges kémiai jellemzőjét adja, egyes meghatározások szerint a szén–hidrogén kötések szükségesek a „szerves” kémiához.<ref name="hydrocarbon" /> Milliónyi szénhidrogén ismert, és ezek többnyire bonyolult, szintetikus úton állíthatók elő, amely eljárások ritkán tartalmaznak elemi hidrogént.
* '''<sup>1</sup>H''': a hidrogén leggyakoribb izotópja, [[természetes előfordulás]]a több mint 99,98%. Az [[atommag]]ja egyetlen [[proton]]ból áll; innen származik a leíró, de ritkán használt neve, a ''prócium''.<ref>{{cite journal|last=Urey|first=Harold C. |coauthors=Brickwedde, F. G.; Murphy, G. M. |title=Names for the Hydrogen Isotopes |journal=Science|year=1933|volume=78 |issue=2035|pages=602–603 |doi=10.1126/science.78.2035.602 |pmid=17797765|bibcode = 1933Sci....78..602U}}</ref>
* '''<sup>2</sup>H''': a hidrogén másik stabil izotópja, amely ''[[deutérium]]'' néven is ismert; a földi hidrogénminták 0,0184–0,0026 százalékát alkotja.<ref>{{cite web|title=Isotopic compositions of the elements 2009|publisher=IUPAC|url=http://www.ciaaw.org/pubs/TICE2009.pdf|accessdate=2013-06-01}}</ref> Magjában egy proton és egy [[neutron]] található. Azt gondolják, hogy lényegében a világegyetemben lévő összes deutérium az [[ősrobbanás]]ban keletkezett, és azóta is megmaradt. A deutérium nem radioaktív, és nem képvisel jelentős toxicitási veszélyt sem. A normál hidrogén helyett deutériumot tartalmazó vízmolekulákban gazdag vizet [[nehézvíz]]nek nevezik. A deutériumot és vegyületeit nem-radioaktív jelölőként használják a kémiai kísérletek során és az <sup>1</sup>H-NMR spektroszkópiához alkalmazott oldószerekben.<ref>{{cite journal|author=Oda, Y; Nakamura, H.; Yamazaki, T.; Nagayama, K.; Yoshida, M.; Kanaya, S.; Ikehara, M. |title=1H NMR studies of deuterated ribonuclease HI selectively labeled with protonated amino acids |journal=Journal of Biomolecular NMR |year=1992|volume=2|issue=2|pages=137–47 |doi=10.1007/BF01875525 |pmid=1330130}}</ref> A nehézvizet atomreaktorokban használják [[neutronmoderátor]]ként és hűtőközegként. A deutérium mindemellett lehetséges üzemanyaga az erőművi [[magfúzió]]nak.<ref>{{cite news|last=Broad|first=William J. |date=November 11, 1991 |title=Breakthrough in Nuclear Fusion Offers Hope for Power of Future |work=The New York Times |url=http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D0CE4D81030F932A25752C1A967958260&sec=&spon=&pagewanted=all |accessdate=2008-02-12}}</ref>
* '''<sup>3</sup>H''': másik nevén ''[[trícium]]'', atommagjában két neutron és egy proton található. [[Radioaktivitás|Radioaktív]], [[béta-bomlás]] révén [[A hélium izotópjai|hélium-3]]-má alakul, [[Felezési idő|felezési ideje]] {{szám|12.32|év}}.<ref name="Miessler" /> Annyira radioaktív, hogy felhasználható [[Radiolumineszcencia|világító festékként]], így olyan helyen is alkalmazzák, mint például a karóra. Az üveg megakadályozza, hogy a kis mennyiségű sugárzás kijusson.<ref>''The Elements'', Theodore Gray, Black Dog & Leventhal Publishers Inc., 2009</ref> Kis mennyiségű trícium természetes módon keletkezik a [[kozmikus sugárzás]] és a légköri gázok kölcsönhatása révén, illetve trícium szabadult fel a nukleáris fegyverkísérletek során is.<ref>{{cite web| author=Staff|date=November 15, 2007| url=http://www.epa.gov/rpdweb00/radionuclides/tritium.html| publisher=U.S. Environmental Protection Agency| title=Tritium|accessdate=2008-02-12}}</ref> A tríciumot alkalmazzák magfúziós reakciókban,<ref>{{cite web| last=Nave| first=C. R.|title=Deuterium-Tritium Fusion| work=HyperPhysics| publisher=Georgia State University| year=2006| url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nucene/fusion.html| accessdate=2008-03-08}}</ref> a [[Geokémia|geokémiában]] mint nyomjelző izotóp,<ref>{{cite journal| first=Carol| last=Kendall| first2=Eric| last2=Caldwell| title=Fundamentals of Isotope Geochemistry| publisher=US Geological Survey| year=1998| url=http://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/isopubs/itchch2.html#2.5.1| accessdate=2008-03-08}}</ref> illetve speciális önmegvilágító berendezésekben.<ref>{{cite web| title=The Tritium Laboratory| publisher=University of Miami| year=2008| url=http://www.rsmas.miami.edu/groups/tritium/| accessdate=2008-03-08| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080228061358/http://www.rsmas.miami.edu/groups/tritium/| archivedate=2008-02-28}}</ref> Illetve kémiai és biológiai nyomjelzős kísérletekben mint radioaktív nyomjelző ''(radiolabel)''.<ref name="holte">{{cite journal| last=Holte| first=Aurali E.| last2=Houck| first2=Marilyn A.| last3=Collie| first3=Nathan L.| title=Potential Role of Parasitism in the Evolution of Mutualism in Astigmatid Mites| journal=Experimental and Applied Acarology| volume=25| issue=2| pages=97–107| publisher=Texas Tech University| location=Lubbock| year=2004|doi=10.1023/A:1010655610575}}</ref>
 
A hidrogén az egyetlen olyan kémiai elem, amely izotópjainak saját elnevezése a mai napig használatban maradt. A radioaktivitás kutatásának kezdetén a különböző nehéz radioaktív izotópok egyedi neveket kaptak, de ezeket az elnevezéseket ma már a deutérium és a trícium kivételével nem használják. A deutériumot gyakran D, a tríciumot pedig gyakran T betűvel jelölik (a <sup>2</sup>H illetve <sup>3</sup>H helyett), de a próciumnak megfelelő P betű már használatban van a [[foszfor]] jelölésére, így ez nem alkalmazható.<ref>{{cite web|last=van der Krogt |first=Peter |date=May 5, 2005 |url=http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=H |publisher=Elementymology & Elements Multidict|title=Hydrogen |accessdate=2010-12-20}}</ref> A [[IUPAC|Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniójának]] ''(IUPAC)'' [[kémiai nómenklatúra|nevezéktani]] iránymutatója megengedi a D és T használatát, jóllehet a <sup>2</sup>H illetve <sup>3</sup>H szimbólumok használatát javasolja.<ref>§ IR-3.3.2, [http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract04/connelly_310804.html Provisional Recommendations] {{Wayback|url=http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract04/connelly_310804.html |date=20061027174015 }}, Nomenclature of Inorganic Chemistry, Chemical Nomenclature and Structure Representation Division, IUPAC. Accessed on line October 3, 2007.</ref>
{{-}}
 
Ugyanebben az évben szolgálatba léptek az első hidrogén-hűtésű [[turbógenerátor]]ok az [[Ohio]] állambeli [[Dayton (Ohio)|Daytonban]] a ''Dayton Power & Light Co.'' vállalatnál, melyek gáz halmazállapotú hidrogént használtak [[hűtőközeg]]ként a forgórészben és az állórészben. A generátorban hűtés céljára sokkal előnyösebb levegő helyett a hidrogén alkalmazása, mert az jobban (gyorsabban) [[Hővezetés|vezeti el a hőt]] a generátortól; csökkenti a zajt; és kisebb súrlódást okoz; ezáltal csökkenti a gép veszteségét.<ref>{{CitLib |tit=A chronological history of electrical development from 600 B.C. |loc=New York |red=National Electric Manufacturers Association |ann=1946 |pag=102 |url=https://www.archive.org/stream/chronologicalhis00natirich/ |accd=2017-03-25}}</ref>
 
Első ízben 1977-ben használtak [[nikkel-hidrogén akkumulátor]]okat az [[Az Amerikai Egyesült Államok Haditengerészete|Egyesült Államok Haditengerészetének]] navigációs műholdján (NTS-2).<ref>{{cite web|url=http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=japaperimportPre97&gID=57704|title=NTS-2 Nickel-Hydrogen Battery Performance 31|publisher=Aiaa.org|accessdate=2009-04-06}}{{halott link|2017 márciusábólarchiveurl=https://web.archive.org/web/20090810200734/http://www.aiaa.org/content.cfm?pageid=406&gTable=japaperimportPre97&gID=57704|archivedate=2009-08-10}}</ref> Ilyen akkumulátorokkal van ellátva például az [[Nemzetközi Űrállomás|ISS]],<ref>{{CitPer |tit=Validation of international space station electrical performance model via on-orbit telemetry |per=IECEC '02. 2002 37th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 2002 |aut=A. G. Jannette |aut2=J. S. Hojnicki |aut3=D. B. McKissock |aut4=J. Fincannon |aut5=T. W. Kerlslake |aut6=C. D. Rodriguez |pag=45–50 |ann=2004 |doi=10.1109/IECEC.2002.1391972 |isbn=0-7803-7296-4 |url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020070612.pdf |accd=2017-03-25}}</ref> a [[Mars Odyssey]],><ref>{{CitLib |aut=P. M. Anderson |aut2=J. W. Coyne |tit=A lightweight, high reliability, single battery power system for interplanetary spacecraft |ann=2002 |edi=5|isbn=0-7803-7231-X |egyéb={{doi|10.1109/AERO.2002.1035418}}|pag=5–2433 |misc=[http://dx.doi.org/10.1109/AERO.2002.1035418 doi]}}</ref> és a [[Mars Global Surveyor]] is.<ref>{{cite web|url=http://www.astronautix.com/m/marsglobalsurveyor.html |title=Mars Global Surveyor |publisher=Astronautix.com |accessdate=2017-03-25}}</ref> Pályájának sötét részén a [[Hubble űrtávcső|Hubble űrtávcsövet]] szintén nikkel-hidrogén akkumulátorok látták el árammal; ezeket végül 2009 májusában több mint 19 évvel a start után, 13 évvel a tervezett élettartam felett lecserélték.
 
=== Szerepe a kvantumelméletben ===
Az egész világegyetemben a hidrogén többnyire [[atom]]os és [[plazma]] állapotban található meg, amelyek tulajdonságai meglehetősen eltérnek a molekuláris hidrogénétől. Plazma állapotban a hidrogén elektronja és protonja nem kapcsolódik össze, ez igen magas elektromos vezetőképességet és magas emissziót (ez adja a Nap és más csillagok fényét) eredményez. A töltött részecskéket a mágneses és elektromos mezők erősen befolyásolják. Például a [[napszél]]ben kölcsönhatásba lépnek a Föld [[magnetoszféra|magnetoszférájával]], előidézve a ​​[[Birkeland-áramok]]at és a [[sarki fény]]t. A hidrogén semleges atomi állapotban található meg a [[csillagközi anyag]]ban. A csillapított Lyman-alfa rendszerekben található nagy mennyiségű semleges hidrogénről feltételezik, hogy uralja az [[univerzum]] kozmológiai barion sűrűségét, egészen ''z''=4 [[vöröseltolódás]]ig.<ref>{{cite journal|last=Storrie-Lombardi|first=Lisa J.|coauthors=Wolfe, Arthur M.|title=Surveys for z > 3 Damped Lyman-alpha Absorption Systems: the Evolution of Neutral Gas|journal=Astrophysical Journal|year=2000|volume=543|pages=552–576|arxiv=astro-ph/0006044|doi=10.1086/317138|bibcode=2000ApJ...543..552S|issue=2}}</ref>
 
Szokásos körülmények között az elemi hidrogén a Földön kétatomos gázként fordul elő. Azonban kis tömege miatt – ami lehetővé teszi, hogy könnyebben elszökjön a földi gravitációból, mint a nehezebb gázok – a hidrogéngáz nagyon ritka a Föld légkörében (1&nbsp;[[Ezreléknél kisebb részek|ppm]]). A hidrogén mindemellett a harmadik leggyakoribb elem a Föld felszínén;<ref name="ArgonneBasic">{{cite web |author=Dresselhaus, Mildred et al. |date=May 15, 2003 |url=http://www.sc.doe.gov/bes/hydrogen.pdf |format=PDF |title=Basic Research Needs for the Hydrogen Economy |publisher=Argonne National Laboratory, U.S. Department of Energy, Office of Science Laboratory |accessdate=2008-02-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080213144956/http://www.sc.doe.gov/bes/hydrogen.pdf |archivedate=2008-02-13 }}</ref> többnyire vegyületeiben fordul elő, mint például a [[szénhidrogének]] és a [[víz]].<ref name="Miessler">{{cite book|first=Gary L. |last=Miessler |coauthors=Tarr, Donald A. |year=2003 |title=Inorganic Chemistry |edition=3rd |publisher=Prentice Hall |isbn=0-13-035471-6}}</ref> Bizonyos baktériumok és [[Alga|algák]] is termelnek hidrogéngázt, illetve a bélgáz természetes összetevője, akárcsak a [[metán]], amely maga is egyre növekvő jelentőségű hidrogénforrás.<ref>{{cite web|first=Wolfgang H. |last=Berger |date=November 15, 2007 |url=http://earthguide.ucsd.edu/virtualmuseum/climatechange2/11_3.shtml |title=The Future of Methane |publisher=University of California, San Diego |accessdate=2008-02-12}}</ref>
 
A [[protonált molekuláris hidrogén]] ({{chem|H|3|+}}) megtalálható a csillagközi anyagban, ahol molekuláris hidrogénből a [[kozmikus sugárzás]] ionizációjának hatására keletkezik. Ezt a töltött iont a [[Jupiter]] bolygó felső légkörében is megfigyelték. A kis hőmérséklet és sűrűség következtében az ion az űrbéli környezetben viszonylag stabil. A {{chem|H|3|+}} az egyik legnagyobb mennyiségben előforduló ion a világegyetemben, és jelentős szerepet játszik a csillagközi anyagok kémiájában.<ref>{{cite web|author=McCall Group, Oka Group|date=April 22, 2005|url=http://h3plus.uiuc.edu/|title=H3+ Resource Center|publisher=Universities of Illinois and Chicago|accessdate=2008-02-05}}</ref> A semleges [[háromatomos hidrogén]] ({{chem|H|3}}) csak gerjesztett formában létezhet; és ezért instabil.<ref name=couple>{{cite web|url=http://frhewww.physik.uni-freiburg.de/H3/guber4.pdf|title=Coupling of Bound States to Continuum States in Neutral Triatomic Hydrogen|publisher=Department of Molecular and Optical Physics, University of Freiburg, Germany|author=Helm, H. ''et al.''|accessdate=2009-11-25}}{{Halott link|url=http://frhewww.physik.uni-freiburg.de/H3/guber4.pdf |date=2018-07 }}</ref> A [[dihidrogén kation]] ({{chem|H|2|+}}) bár előfordul a világűrben, de igen ritkán.<ref name="eherbstastro">{{Cite journal|last=Herbst|first=E.|authorlink=|coauthors=|year=2000|month=|title=The Astrochemistry of {{chem|H|3|+}}|journal=Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. |volume=358|issue=1774|pages=2523–2534|doi=10.1098/rsta.2000.0665|url=|accessdate=|quote=}}</ref>
 
== Előállítása ==
A fenti reakció nagyon heves, ezért azt le kell lassítani (például az alkálifémet [[amalgám]] formában, vagy víz helyett a kevésbé aktív [[etanol]]t használva).
 
A hidrogén előállításának egyszerű módja a [[víz]] [[elektrolízis]]e. A vízbe alacsony feszültségű áramot vezetve, oxigéngáz képződik az [[anód]]on, illetve ezzel egyidejűleg hidrogéngáz képződik a [[katód]]on. Tárolás céljára előállított hidrogéngáz esetén a katód jellemzően platinából, vagy más inert fémből készül. Ha azonban a gázt helyben elégetik, kívánatos, hogy a keletkezett oxigén segítse az égést, és így akár mindkét elektróda inert fémekből készülhet. (A [[vas]] például oxidálódik, és így csökkenti a felhasználható oxigén mennyiségét). Az eljárás elméleti maximális hatásfoka (az előállított hidrogén energetikai értéke szemben a felhasznált villamos energiával) valahol a 80–94% tartományban van.<ref>{{cite web |last=Kruse |first=B. |coauthors=Grinna, S.; Buch, C. |year=2002 |url=http://bellona.org/filearchive/fil_Hydrogen_6-2002.pdf |format=PDF |title=Hydrogen Status og Muligheter |publisher=Bellona |accessdate=2008-02-12 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080216050327/http://bellona.org/filearchive/fil_Hydrogen_6-2002.pdf |archivedate=2008-02-16 }}</ref>
:<math>\mathrm{2\ H_2 O\left( f \right)\ \rightarrow\ 2\ H_2\left( g \right)\ +\ O_2\left( g \right)}</math>
 
:<math>\mathrm{C\ +\ H_2 O\ \rightarrow\ CO\ +\ H_2}</math>
 
A hidrogént néha ugyanabban az ipari folyamatban állítják elő és használják fel anélkül, hogy elkülönítenék. Az [[ammónia]] előállító [[Haber–Bosch-eljárás]]ban a hidrogén földgázból keletkezik.<ref>{{cite web| last=Funderburg| first=Eddie| title=Why Are Nitrogen Prices So High?| publisher=The Samuel Roberts Noble Foundation| year=2008| url=http://www.noble.org/Ag/Soils/NitrogenPrices/Index.htm| accessdate=2008-03-11| archiveurl=https://web.archive.org/web/20010509065844/http://www.noble.org/ag/Soils/NitrogenPrices/Index.htm| archivedate=2001-05-09}}</ref> [[Telített sósvíz]] [[klór]]termelő [[elektrolízis]]ének mellékterméke is hidrogén.<ref>{{cite web| last=Lees| first=Andrew| title=Chemicals from salt| publisher=BBC|year=2007|url=http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/chemistry/usefulproductsrocks/chemicals_saltrev3.shtml|accessdate=2008-03-11|archiveurl = https://web.archive.org/web/20071026052022/http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/chemistry/usefulproductsrocks/chemicals_saltrev3.shtml |archivedate = October 26, 2007|deadurl=yes}}</ref>
 
=== Termokémiailag ===
=== Energiahordozó ===
{{bővebben|Hidrogéngazdaság}}
A hidrogén nem energiaforrás;<ref name="sustain">{{cite web|last=McCarthy|first=John|title=Hydrogen|publisher=[[Stanford Egyetem|Stanford University]]|date=1995-12-31 |url=http://www-formal.stanford.edu/jmc/progress/hydrogen.html |accessdate=2008-03-14|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080314043136/http://www-formal.stanford.edu/jmc/progress/hydrogen.html|archivedate=2008-03-14}}</ref> eltekintve a [[deutérium]]mal vagy [[trícium]]mal működő kereskedelmi [[magfúzió]]s erőművektől, amelyek technológiája jelenleg is fejlesztés alatt áll.<ref>{{cite web |title=Nuclear Fusion Power |publisher=World Nuclear Association |month=May|year=2007 |url=http://www.world-nuclear.org/info/inf66.html |accessdate=2008-03-16}}</ref> A [[Nap]] energiája is a hidrogén fúziójából származik, de ezen folyamat szabályozható megvalósítása földi körülmények között nehéz feladat.<ref>{{cite web |title=Chapter 13: Nuclear Energy&nbsp;— Fission and Fusion |work=Energy Story |publisher=California Energy Commission |year=2006 |url=http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter13.html |accessdate=2008-03-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080302193129/http://energyquest.ca.gov/story/chapter13.html |archivedate=2008-03-02 }}</ref> A szoláris, biológiai, vagy elektromos forrásból származó elemi hidrogén előállítása több energiát igényel, mint amennyi az elégetésével nyerhető, így ezekben az esetekben a hidrogén [[energiatárolás|energiatárolóként]] funkcionál; akárcsak egy akkumulátor. A hidrogén fosszilis forrásokból (mint például a metán) is előállítható lehet, de ezek a források nem fenntarthatók.<ref name="sustain" />
A hidrogén nem energiaforrás;<ref name="sustain">{{cite web|last=McCarthy| first=John| title=Hydrogen |publisher=[[Stanford Egyetem|Stanford University]]
|date=1995-12-31 |url=http://www-formal.stanford.edu/jmc/progress/hydrogen.html |accessdate=2008-03-14}}</ref> eltekintve a [[deutérium]]mal vagy [[trícium]]mal működő kereskedelmi [[magfúzió]]s erőművektől, amelyek technológiája jelenleg is fejlesztés alatt áll.<ref>{{cite web |title=Nuclear Fusion Power |publisher=World Nuclear Association |month=May|year=2007 |url=http://www.world-nuclear.org/info/inf66.html |accessdate=2008-03-16}}</ref> A [[Nap]] energiája is a hidrogén fúziójából származik, de ezen folyamat szabályozható megvalósítása földi körülmények között nehéz feladat.<ref>{{cite web|title=Chapter 13: Nuclear Energy&nbsp;— Fission and Fusion |work=Energy Story |publisher=California Energy Commission |year=2006 |url=http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter13.html |accessdate=2008-03-14}}</ref> A szoláris, biológiai, vagy elektromos forrásból származó elemi hidrogén előállítása több energiát igényel, mint amennyi az elégetésével nyerhető, így ezekben az esetekben a hidrogén [[energiatárolás|energiatárolóként]] funkcionál; akárcsak egy akkumulátor. A hidrogén fosszilis forrásokból (mint például a metán) is előállítható lehet, de ezek a források nem fenntarthatók.<ref name="sustain" />
 
A folyékony hidrogén és a sűrített hidrogéngáz ''egységnyi térfogatra'' vett energiasűrűsége bármely megvalósítható nyomáson lényegesen kisebb, mint a hagyományos üzemanyagforrásoké; jóllehet az ''egységnyi tömegre'' vett energiasűrűsége jóval nagyobb.<ref name="sustain" /> Mindazonáltal, az elemi hidrogént már széles körben tárgyalják, mint egy gazdaság-szintű, lehetséges jövőbeli energiahordozó.<ref>{{cite press release |title=DOE Seeks Applicants for Solicitation on the Employment Effects of a Transition to a Hydrogen Economy |work=Hydrogen Program |publisher=US Department of Energy |date=2006-03-22 |url=https://web.archive.org/web/20110719105413/http://www.hydrogen.energy.gov/news_transition.html |accessdate=2008-03-16}}</ref> Például a CO<sub>2</sub>-megkötés, amelyet a [[szén-dioxid-leválasztás és -tárolás]] követ, elvégezhető lenne azon a ponton, amikor a H<sub>2</sub> előállítható fosszilis tüzelőanyagokból.<ref name="GATech" /> A közlekedésben használt hidrogén elégése viszonylag tiszta; némi NO<sub>x</sub>-kibocsátással,<ref>{{cite journal |last=Heffel| first=James W.|title=NOx emission and performance data for a hydrogen fueled internal combustion engine at 1500&nbsp;rpm using exhaust gas recirculation|journal=International Journal of Hydrogen Energy |volume=28 |issue=8 |pages=901–908 |year=2002|doi=10.1016/S0360-3199(02)00157-X}}</ref> de szén-dioxid-kibocsátás nélkül megy végbe.<ref name="GATech">{{cite press release
 
== Biztonság ==
A hidrogén az emberi biztonságra nézve veszélyes anyag, levegővel keveredve potenciálisan tűz- és robbanásveszélyes; míg tiszta, [[oxigén]]mentes formában fulladást okozhat.<ref name=NASAH2>{{cite web|author=Brown, W. J. et al. |first=H. O. |last=Smith |coauthors=Xu, Q |url=http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/doctree/canceled/871916.pdf |format=PDF |year=1997 |title=Safety Standard for Hydrogen and Hydrogen Systems |publisher=[[NASA]] |accessdate=2008-02-05}}</ref> Ezen túlmenően, a folyékony hidrogén kriogén anyag, ennek megfelelően a nagyon hideg folyadékokkal kapcsolatos veszélyeket rejti magában (mint például a fagyási sérülés).<ref>{{cite web| title=Liquid Hydrogen MSDS| publisher=Praxair, Inc.| month=September| year=2004| url=http://www.hydrogenandfuelcellsafety.info/resources/mdss/Praxair-LH2.pdf| format=PDF| accessdate=2008-04-16| archiveurl=https://web.archive.org/web/20080527233910/http://www.hydrogenandfuelcellsafety.info/resources/mdss/Praxair-LH2.pdf| archivedate=2008-05-27}}</ref> A hidrogén számos fémben oldódik, és azon túlmenően, hogy elszivárog, kedvezőtlen hatással lehet rájuk; ilyen hatás például a hidrogén-elridegedés,<ref>{{cite journal| title='Bugs' and hydrogen embrittlement| journal=Science News| volume=128| issue=3| page=41| location=Washington, D.C.| date=1985-07-20|doi=10.2307/3970088| jstor=3970088}}</ref> amely repedésekhez és robbanáshoz vezethet.<ref>{{cite web|url=http://www.twi.co.uk/content/oilgas_casedown29.html|title=Union Oil Amine Absorber Tower|last=Hayes|first=B.|publisher=TWI|accessdate=29 January 2010}}</ref> A külső légtérbe kiszivárgó hidrogéngáz spontán meggyulladhat. Továbbá a hidrogénlángok amellett, hogy nagyon forróak, szinte láthatatlanok, és így véletlen égési sérülésekhez vezethetnek.<ref>{{cite web| title=Hydrogen Safety| publisher=Humboldt State University| url=http://www.schatzlab.org/education/h2safety.html| accessdate=2010-04-14}}</ref>
 
Még a hidrogén adatainak (beleértve a biztonsági adatlapot is) értelmezését is számos jelenség torzítja el. A hidrogén számos fizikai és kémiai tulajdonsága a parahidrogén/ortohidrogén arány függvénye (napokig vagy hetekig is eltart, míg egy adott hőmérsékleten eléri a egyensúlyi arányt, amelyre az adatokat általában megadják). A hidrogén detonációs paraméterei, mint például a kritikus detonációs nyomás és hőmérséklet, erősen függenek a tartály geometriájától.<ref name=NASAH2/>
221 356

szerkesztés