Vetni

Vetni er frumefni með efnatáknið H (upphafsstafur orðsins hydrogenium frá grísku orðunum ὕδωρ hudōr í merkingunni „vatn“ og γεννάω gennaō í merkingunni „ég skapa“, „ég framkalla“) og sætistöluna 1 í lotukerfinu. Við staðalaðstæður er það litlaust, ómálmkennt, lyktarlaust, eingilt og mjög eldfimt tvíatóma gas. Vetni er léttasta og algengasta frumefnið í alheiminum. Það finnst í vatni og í öllum lífrænum efnasamböndum. Vetni verkar á efnafræðilegan hátt við næstum öll önnur frumefni sem til eru. Er stjörnur eru í meginröð sinni, er uppistaða þeirra mestmegnis vetni í formi rafgass. Þetta frumefni er notað í framleiðslu á ammóníaki, sem gas í loftför, sem annars konar eldsneyti og nýlega sem orkugjafi fyrir efnarafala.

Í rannsóknarstofum er vetni framleitt með efnahvörfum sýru við málma eins og sink. Vetni er yfirleitt framleitt í stærri stíl í iðnaði með gufuumvarpi náttúrulegs jarðgass. Rafgreining vatns er einföld aðferð en hagfræðilega afkastalítil í fjöldaframleiðslu. Vísindamenn eru enn að rannsaka nýjar aðferðir til vetnisframleiðslu. Ein aðferð felur í sér notkun grænna þörunga. Önnur aðferð sem lofar góðu felst í umbreytingu úrefna lífefna, eins og þrúgusykurs (glúkósa) eða sorbitols, sem  hægt er að gera við lágt hitastig með notkun nýrra efnahvata.

Almennir eiginleikar 

Vetni er léttasta frumefnið því að algengasta samsæta þess — einvetni (1H) — sem er 99,98% af öllu vetni, er einungis úr einni róteind og einni rafeind. 

Við staðalaðstæður myndar vetni tvíatóma gas sem nefnist vetnisgas (táknað H2). Það er úr af sameindum sem hafa tvær vetnisfrumeindir hver. Vetnisgas hefur suðumark 20,27 K og bræðslumark 14,02 K. Undir gríðarlegum þrýstingi, eins og í kjarna stórra gashnatta, breytist vetni í vökvakenndan málm (sjá málmkennt vetni). Við næstum algert þrýstingsleysi eins og finnst í útgeimi, finnast vetnisatóm mestmegnis ein og sér, einfaldlega vegna þess að það er engin leið fyrir þau að sameinast öðrum vetnisatómum, en ský af H2 tengjast oft stjörnumyndun.

Þetta frumefni leikur veigamikið hlutverk í að knýja alheiminn í gegnum róteindakeðjuna og kolefnishverfuna. Það eru kjarnasamrunaferli sem skila af sér gríðarlegu magni orku með því að sameina tvær vetnisfrumeindir í eina helínfrumeind.

Vetnisfrumeindin 
Vetnisfrumeind er frumeind vetnisfrumefnis. Hún er úr einni neikvætt hlaðinni rafeind sem sveimar kringum jákvætt hlaðna róteind sem er kjarni vetnisfrumeindarinnar. Rafeindin er bundin róteindinni með Coulombskrafti.

Notkun 
Mikið magn af vetni er notað í iðnaði og er notkunin mest í Haber-ferlinu við framleiðslu á ammóníaki, vetnisbindingu fitu og olíu, og framleiðslu á tréspíritus (metanóli). Önnur not eru t.d.:
 Framleiðsla á saltsýru, í suðu og niðurbrot á málmgrýti.
 Í eldflaugaeldsneyti.
 Sem kæliefni snúða í rafölum orkuvera. Ástæðan fyrir notkun þess þar er að það hefur mestu hitaleiðni allra gastegunda. 
 Vetni í vökvaformi er notað í lághitafræðilegum rannsóknum, þar á meðal rannsóknum á ofurleiðurum.
 Sem lyftikraftur fyrir loftbelgi og loftskip. Vetni er fjórtán og hálfum sinnum léttara en loft  og var því eitt sinn víða notað í þessum tilgangi. Hins vegar var notkun þess lögð niður eftir að Hindenburg slysið sannfærði almenning um að það væri of hættulegt til þeirra nota.
 Tvívetni, ein samsæta vetnis, er notað í kjarnaklofnun sem hemilefni nifteinda, þ.e. til að hægja á nifteindum, og er líka notað í kjarnasamruna. Tvívetnissambönd koma að gagni í efnafræði og líffræði við rannsóknir á samsætuáhrifum.
 Þrívetni, framleitt í kjarnakljúfum, er notað til að smíða vetnissprengjur. Það er líka notað sem samsætumerki í lífeðlisfræði og sem geislunaruppspretta í sjálflýsandi plöntum.

Hægt er að brenna vetni í brennsluhreyflum og Chrysler-BMW heldur úti flota af vetnisknúnum bílum (sjá Vetnisbíll). Verið er að athuga vetnisknúna efnarafala sem leið til að útvega orku með minni útblæstri en þegar vetni er brennt í brennsluhreyflum. 

Á Íslandi stendur yfir framtak til að draga úr notkun á olíu með því að nota vetni í hennar stað.

Tengt efni 

 Vetnissamsætur

Tenglar

Heimildir 

Málmleysingjar
Frumefni