Il chimico e fisico inglese Henry Cavendish (1731 – 1810) a diciotto anni si scrisse all’Università di Cambridge dove, pur avendo studiato “fisica e matematica” fino al 1753, si appassionò di chimica a tal punto da divenire membro della Royal Society. Studiando i gas, nel 1776, dopo averlo isolato riconobbe un nuovo elemento chimico, l’idrogeno, che fu poi battezzato dal chimico francese Antoine-Laurent de Lavoisier (1743 – 1794) nel 1783 con tale nome. in quanto esso brucia all’aria producendo acqua: H2O. Infatti “idrogeno” è parola composta di due nomi del greco antico – hýdor “acqua” e ghen “generare”- che significa appunto “generatore di acqua”. Il simbolo chimico – H – deriva dall’iniziale del nome latino Hidrogenium. Esso costituisce il 10% del corpo umano e ne è componente dell’acqua, le cui molecole corrispondono al 99% delle molecole dell’intero organismo formandone il “vuoto quantico”. Nella litosfera, l’idrogeno si trova per il 0,76% in peso, essenzialmente combinato con altri elementi in composti vari tra cui l’acqua, ma in piccolissime quantità vi si trova libero assieme ai gas naturali come il metano CH4, il solfuro di idrogeno H2S, H2O, ecc., e nelle eruzioni vulcaniche. Questo fatto purtroppo ne comporta una, se pur minima, perdita continua. Nell’universo, invece, è l’elemento chimico più abbondante presente principalmente le stelle (70 – 75%) perché ne costituisce il carburante iniziale della nucleo-sintesi (dalla sua fusione si ottiene l’elio), ed essendo presente nello spazio interstellare. L’atomo di idrogeno è il più leggero dei gas combustibili e con il più alto potere calorifero, ed ha la massa più piccola di tutti gli altri elementi chimici avendo un solo protone nel nucleo e un solo elettrone extranucleare. Tale atomo viene chiamato anche prozio (1H), con abbondanza isotopica del 99,99%, per distinguerlo dagli altri due isotopi che sono instabili: il “deuterio”, indicato con il simbolo D, che nel nucleo ha un protone e un neutrone (2H), e il “trizio”, individuato con il simbolo T, che possiede nel nucleo un protone e due neutroni (3H). La differenziazione dei simboli degli isotopi, pur manifestando le stesse proprietà chimiche, è dipesa dalle loro diverse velocità di reazione e costanti di equilibrio.
Allo stato libero l’idrogeno è un gas, la cui molecola è costituita da due atomi, cioè è biatomica, per cui si possono avere le diverse combinazioni: H2, D2, T2, HD, HT. Poco solubile in acqua, l’idrogeno è un gas inodore e incolore, e bolle alla t = – 252,7 °C e fonde a t = – 259 °C mentre la sua densità è d = 0,071 g/cm3. L’idrogeno è uno degli elementi essenziali per la materia vivente tant’è che, oltre ad essere con l’ossigeno costituente dell’acqua, si trova nei tessuti animali e vegetali e nei principi alimentari (glucidi, protidi, lipidi, vitamine), ad eccezione di alcuni sali, e in quasi tutti i composti organici tra cui gli idrocarburi costituenti del petrolio. Nel sistema periodico è l’unico elemento che può essere assegnato al I gruppo per avere un solo elettrone nell’unico orbitale, o al VII gruppo, per avere un elettrone in meno del gas nobile che lo segue: l’elio, He.
Francesco Giuliano
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