hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
زئبق الاستخدامات
اليوم، انخفض استخدام الزئبق في الطب بشكل كبير من جميع النواحي، لا سيما في البلدان المتقدمة. اخترعت مقاييس الحرارة ومقاييس ضغط الدم الحاوية على الزئبق في أوائل القرن الثامن عشر وأواخر القرن التاسع عشر. في أوائل القرن الحادي والعشرين، أخذ استخدامها في الانخفاض وحُظِرَتْ في بعض البلدان والدول والمؤسسات الطبية. في عام 2002، أصدر مجلس الشيوخ الأمريكي تشريعًا لإلغاء بيع موازين الحرارة الزئبقية بدون وصفة طبية. في عام 2003، أصبحت واشنطن ومين أول ولايتين تحظر استخدام أجهزة ضغط الدم الزئبقية. توجد مركبات الزئبق في بعض الأدوية التي لا تستلزم وصفة طبية، بما في ذلك المطهرات الموضعية والملينات المنشطة ومرهم طفح الحفاض وقطرات العين وبخاخات الأنف. تمتلك إدارة الغذاء والدواء بيانات غير كافية لإثبات الاعتراف العام بسلامة وفعالية مكونات الزئبق في هذه المنتجات. لا يزال الزئبق يستخدم في بعض مدرات البول على الرغم من وجود بدائل الآن لمعظم الاستخدامات العلاجية.
زئبق الاستخدامات
يَنْتِجُ الكلور من كلوريد الصوديوم باستخدام التحليل الكهربائي لفصل الصوديوم المعدني عن غاز الكلور. عادة يذوب الملح في الماء لإنتاج محلول ملحي. المنتجات الثانوية لأي عملية من عمليات الكلور القلوي هي الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم، والذي يُطلق عليه عادةً الصودا الكاوية أو المحلول القلوي. إلى حد بعيد، كان أكبر استخدام للزئبق في أواخر القرن العشرين في عملية الخلايا الزئبقية (وتسمى أيضًا عملية كاستنر) حيث يتشكل الصوديوم المعدني كمَلغَمٍ عند الكاثود المصنوع من الزئبق؛ ثم يتفاعل هذا الصوديوم مع الماء لإنتاج هيدروكسيد الصوديوم. جاءت العديد من إطلاقات الزئبق الصناعية في القرن العشرين من هذه العملية، على الرغم من ادعاء المصانع الحديثة أنها آمنة في هذا الصدد. بعد سنة 1985، استخدمت جميع مرافق إنتاج الكلور القلوي الجديدة التي بُنِيَتْ في الولايات المتحدة تقنيات الخلايا الغشائية لإنتاج الكلور.
تمتلئ بعض موازين الحرارة الطبية، خاصةً تلك الخاصة بدرجات الحرارة المرتفعة، بالزئبق. في الولايات المتحدة، حُظِرَ بيع موازين الحرارة الزئبقية بدون وصفة طبية منذ عام 2003.
زئبق الاستخدامات
تستخدم بعض تلسكوبات العبور حوضًا من الزئبق لتشكيل مرآة مسطحة وأفقية، وهي مفيدة في تحديد مرجع عمودي أو عمودي مطلق. يمكن تشكيل المرايا المكافئة الأفقية المقعرة عن طريق تدوير الزئبق السائل على قرص، بالتالي فإن الشكل المكافئ للسائل يتشكل يعكس ويركز الضوء الساقط. تعتبر هذه التلسكوبات ذات المرآة السائلة أرخص من التلسكوبات ذات المرآة الكبيرة التقليدية بما يصل إلى 100 ضعف، ولكن لا يمكن إمالة المرآة وتوجيهها بشكل مستقيم دائمًا.
الزئبق السائل هو جزء من قطب مرجعي ثانوي شائع (يسمى كمون القطب الكهربائي) في الكيمياء الكهربائية كبديل لقطب الهيدروجين المعياري. يستخدم قطب كمون لحساب جهد القطب لنصف الخلايا. النقطة الثلاثية للزئبق، التي درجة حرارتها (38.8344 درجة مئوية)، هي نقطة ثابتة تستخدم كمعيار لدرجة الحرارة لمقياس درجة الحرارة الدولي.
في قياس الاستقطابية، يستخدم كل من قطب الزئبق النازل وقطب قطرة الزئبق المعلق، الزئبق الأولي. يسمح هذا الاستخدام بإتاحة قطب كهربائي جديد غير ملوث لكل قياس أو لكل تجربة جديدة.
زئبق الاستخدامات
المركبات المحتوية على الزئبق مفيدة أيضًا في مجال البيولوجيا البنيوية. يمكن إضافة مركبات الزئبق مثل كلوريد الزئبق الثنائي أو رباعي كلوريد البوتاسيوم، إلى بلورات البروتين في محاولة لإنشاء مشتقات ذرات ثقيلة يمكن استخدامها لحل مشكلة المرحلة في علم البلورات بالأشعة السينية عن طريق الاستبدال المتماثل أو طرق التشتت الشاذة.
زئبق الاستخدامات
يستخدم الزئبق الغازي في مصابيح بخار الزئبق وبعض اللافتات الإعلانية من نوع علامة النيون ومصابيح الفلورسنت. تصدر مصابيح الضغط المنخفض خطوطًا ضيقة جدًا طيفيًا، والتي تُستخدم تقليديًا في التحليل الطيفي البصري لمعايرة الموضع الطيفي. تُباع مصابيح المعايرة التجارية لهذا الغرض؛ إن عكس ضوء السقف الفلوري إلى مطياف هو ممارسة معايرة شائعة. يوجد الزئبق الغازي أيضًا في بعض أنبابيب التفريغ، بما في ذلك الإجنيترون، والثيراترونات، وصمام القوس الزئبقي. كما أنها تستخدم في مصابيح الرعاية الطبية المتخصصة لدباغة الجلد وتطهيره. يضاف الزئبق الغازي إلى أنبوب المهبط البارد المملوء بالأرجون لزيادة التأين والتوصيل الكهربائي. سيكون للمصباح المملوء بالأرجون بدون الزئبق بقع باهتة ولن يضيء بشكل صحيح. عند إضافته إلى الأنابيب المملوءة بالنيون، سيكون الضوء الناتج بقعًا حمراء أو زرقاء غير متسقة حتى تكتمل عملية الاحتراق الأولي؛ في النهاية سوف يضيء لون أزرق باهت ثابت.
فلمينات الزئبق هو متفجر أولي يستخدم بشكل أساسي كفتيلة داخلية في الأسلحة النارية.
الزئبق فعال كعنصر نشط في مركبات تبييض البشرة المستخدمة لإزالة التصبغ من الجلد. تحدد اتفاقية ميناماتا بشأن الزئبق تركيز الزئبق في مبيضات كهذه إلى جزء واحد في المليون. اعتبارًا من عام 2022، استمرت العديد من منتجات التبييض التجارية في تجاوز هذا الحد، وتعتبر سامة.
يستخدم في استخلاص الذهب من خاماته عن طريق الاتحاد معه وتكوين ما يعرف باسم الملغمة.
استفادت العديد من التطبيقات التاريخية من الخصائص الفيزيائية الغريبة للزئبق، خاصةً كَسَائِلٍ كَثِيْفٍ وَمَعْدِنٍ سَائِلٍ:
في الأندلس، اسْتُخْدِمَ لِمَلْءِ حَمَّامَاتِ الزينة. وبنى النَّحَّاتُ الأمريكي ألكسندر كالدر نافورة من الزئبق للجناح الإسباني في المعرض العالمي لعام 1937 في باريس. النافورة معروضة الآن في أحدى متاحف برشلونة.
خلية الزئبق هي خلية أولية كهروكيميائية غير قابلة لإعادة الشحن، كانت شائعة في منتصف القرن العشرين. استخدمت في مجموعة متنوعة من التطبيقات وكان متوفرًا بأحجام مختلفة، لا سيما أحجام الأزرار. أعطاها ناتج الجهد الثابت وعمر التخزين الطويل استخدامًا مناسبًا لمقاييس ضوء الكاميرا والمعينات السمعية. حظرت خلية الزئبق في معظم البلدان في التسعينيات؛ بسبب مخاوف بشأن مدافن النفايات الملوثة بالزئبق.
يُسْتَخْدَمُ كلوريد الزئبق في الطب التقليدي كمُدِرٍّ للبَوْلِ ومُطَهِّرٍ مَوْضِعِي ومُلَيْنٍ. استخدم كلوريد الزئبق الثنائي لعلاج مرض الزهري (إلى جانب مركبات الزئبق الأخرى)، على الرغم من أنه شديد السمية لدرجة أنه في بعض الأحيان خُلِطَ بين أعراض سميته وأعراض مرض الزهري الذي كان عليه يعتقد أنه يعالجه، كما أنها تستخدم كمطهر. الكتلة الزرقاء، حبة أو شراب يكون فيه الزئبق هو المكون الرئيس، وُصِفَ طوال القرن التاسع عشر للعديد من الحالات بما في ذلك الإمساك والاكتئاب وآلام الأسنان. في أوائل القرن العشرين، أُعطِي الزئبق للأطفال سنويًا كملين ومزيل للديدان، وكان يستخدم في مساحيق التسنين للرضع. لا يزال الميربرومين الذي يحوي على الزئبق العضوي مستخدمًا على نطاق واسع ولكن حُظِرَ في بعض البلدان مثل الولايات المتحدة.
زئبق إنتاجه
يعد الزنجفر المصدر الأكثر شيوعًا للزئبق في الطبيعة، ويجري تعدينه منذ آلاف السنين. وفي السنوات الماضية، لوحظ تزايد تعدين خامات الزنجفر في أندونيسيا والصين والمكسيك، ومن أجل إنتاج الزئبق يُحَمَّصُ الزنجفر في أفران دوارة. وأثناء هذه العملية، ينفصل الزئبق النقي عن الكبريت، ويستخدم عمود تكثيف لتجميع الزئبق ومن ثم يُشْحَنُ ويبخر في قوارير معدنية. وعلى الرغم من انخفاض استهلاك الزئبق على الصعيد العالمي وتوفر إمداداته من مصادر متنافسة وأسعاره المنخفضة، يستمر إنتاج الزئبق عن طريق التعدين الأولي في عدد من البلدان. حيث وجدت الدراسات عددًا من نشاطات استخراج الزئبق الحرفي ضيق النطاق في الصين وروسيا ومنغوليا والبيرو والمكسيك وفي عهد حديث في إندونيسيا، ويرجح أن يكون إنتاج الزئبق هذا قد جاء نتيجة للطلب المتزايد للزئبق المستخدم في استخراج الذهب الحرفي ضيق النطاق سواء كان ذلك بشكل قانوني أو غير ذلك.
زئبق إنتاجه
إن الزئبق في البيئة الذي امتصَّتهُ النباتات القدمية قد يوجد في الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز؛ في الوقت الراهن، تُمَدُّ السوق العالمية بالزئبق عن طريق:
وفي الوقت الراهن، توجد معلومات محدودة حول الاستخراج الحرفي للزئبق في عدد من البلدان.
زئبق المخاطر
يعتبر الزئبق ومعظم مركباته شديدة السمية ويجب التعامل معه بحذر؛ في حالات انسكاب أدوات فيها زئبق (مثل بعض مقاييس الحرارة أو مصابيح الفلورسنت)، تُستخدم إجراءات تنظيف محددة لتجنب التعرض واحتواء الانسكاب.
زئبق المخاطر
تدعو البروتوكولات إلى الدمج المادي للقطرات الأصغر على الأسطح الصلبة، ودمجها في مجموعة واحدة أكبر لتسهيل إزالتها باستخدام قطارة العين، أو دفع الانسكاب برفق في حاوية يمكن التخلص منها. تتسبب المكانس الكهربائية والمكانس في تشتت أكبر للزئبق ويجب عدم استخدامها. بعد ذلك، يرش الكبريت الناعم أو الزنك أو أي مسحوق آخر يتشكل بسهولة ملغم (سبيكة) مع الزئبق في درجات حرارة عادية فوق المنطقة قبل أن يتم جمعها والتخلص منها بشكل صحيح. لا يعد تنظيف الأسطح المسامية والملابس فعالاً في إزالة جميع آثار الزئبق ولذلك يُنصح بالتخلص من هذه الأنواع من العناصر في حالة تعرضها لانسكاب الزئبق. يمكن امتصاص الزئبق من خلال الجلد والأغشية المخاطية ويمكن استنشاق أبخرة الزئبق، لذا فإن حاويات الزئبق محكمة الإغلاق لتجنب الانسكابات والتبخر. يجب أن يسخن الزئبق، أو مركبات الزئبق التي قد تتحلل عند تسخينها، بتهوية مناسبة لتقليل التعرض لبخار الزئبق. أكثر أشكال الزئبق سمية هي مركباته العضوية، مثل ثنائي ميثيل الزئبق وميثيل الزئبق.
زئبق المخاطر
ومع ذلك، فإن الزئبق غير العضوي بحد ذاته سام بشكل خاص مع التعرض المشترك للرصاص أثناء نمو الطفل. يرتبط التعرض للزئبق غير العضوي بتطور مرض السكري من النوع 2 في البشر. يمكن أن يسبب الزئبق التسمم المزمن والحاد.
كما أن التعرض للزئبق قد ينتج عنه اختلال في الغدة الدرقية أو الغدة النخامية أو البنكرياس. ونتيجة لذلك يتضرر مستوى بعض الهرمونات بالجسم مثل: الأدرينالين والاستروجين والتيستوستيرون والانسولين.
تحوي بعض كريمات الوجه على مستويات خطيرة من الزئبق. يحوي معظمها على زئبق غير عضوي غير سام نسبيًا، ولكن صودفت منتجات تحوي على زئبق عضوي شديد السمية.
زئبق المخاطر
تميل الأسماك والمحار بشكل طبيعي إلى تركيز الزئبق في أجسامهم، غالبًا في شكل ميثيل الزئبق، وهو مركب عضوي شديد السمية من الزئبق. أنواع الأسماك التي تحتل مرتبة عالية في السلسلة الغذائية، مثل سمك القرش وسمك أبو سيف وسمك الإسقمري الملكي والتونة ذات الزعانف الزرقاء وتونة البكورة وسمك القرميد تحوي على تركيزات أعلى من الزئبق مقارنة بالأنواع الأخرى. نظرًا لأن الزئبق وميثيل الزئبق قابل للذوبان في الدهون، فإنهما يتراكمان بشكل أساسي في الأحشاء، على الرغم من وجودهما أيضًا في جميع أنحاء الأنسجة العضلية. يمكن دراسة وجود الزئبق في عضلات الأسماك باستخدام خزعات العضلات غير المميتة. يتراكم الزئبق الموجود في الأسماك المفترسة في المفترس الذي يأكلها. نظرًا لأن الأسماك أقل كفاءة في إزالة الرطوبة من تراكم ميثيل الزئبق، فإن تركيزات ميثيل الزئبق في أنسجة الأسماك تزداد بمرور الوقت. بالتالي، فإن الأنواع التي تحتل مرتبة عالية في السلسلة الغذائية تكتسب أعباء الجسم من الزئبق التي يمكن أن تكون أعلى بعشر مرات من الأنواع التي تستهلكها. تسمى هذه العملية بالتضخم الأحيائي. حدث التسمم بالزئبق بهذه الطريقة في ميناميتانه باليابان، والتي تسمى الآن مرض ميناماتانه.
زئبق المخاطر
التسمم بالزئبق هو مرض ناتج عن التعرض للزئبق أو أحد مركباته، وتختلف حدته حسب الكمية المتعرض لها.
التعرض للزئبق على فترات طويلة وجرعات قليلة يؤدي لتجمعه في الكليتين وخلايا الدماغ ويظهر التاثير الأكبر على أطفال الأمهات الحوامل اللاتي تعرضن للزئبق. سواء عن طريق أكل الأسماك الحاوية على الزئبق، أو استعمال مواد التجميل التي تحوي زئبق، أو حتى الأبخرة الصاعدة من حشوات الاسنان الحاوية على الزئبق. والنتيجة ولادة أطفال معرضين أكثر لفرط الحركة والتوحد ومشاكل التعلم.
تبدأ أعراض التسمم بالزئبق بالظهور عندما يتعرض الإنسان لجرعة عالية سواء عن طريق الفم أو الاستنشاق. وتختلف نتائج تعامل الاجسام المختلفة بحسب جيناتها وايضها في التعامل مع سمية الزئبق. لكن الاعراض التي تظهر على المرضى بالإجمال هي: الآم الرأس، هزال عام، اختلال بالتوازن، اكتئاب، قلق وعدم استقرار صحي.
تشمل أعراض الإصابة بالتسمم الزئبقي في الجهاز العصبي المحيطي (تتمثل في الحكة، الألم، الحرق، الخدران) تبدل لون الجلد (الخدود والأصابع الوردية) التورم وتقشر الجلد.
يعمل الزئبق على تثبيط الإنزيمات التي تعتمد على عنصر السيلينيوم، ويعمل أيضاً على تعطيل عمل «اس-أدينوزيل مثيونين» الذي يساعد في عملية هدم الكاتيكولامين من خلال أنزيم ناقل كاتيكول-و-مثيل. ونظرا لعدم قدرة الجسم على تحليل الكاتيكولامين (مثل الأدرينالين) في جسم الشخص المصاب بتسمم الزئبق لذلك يعاني من التعرق الشديد، زيادة في نبضات القلب، إفراز اللعاب وارتفاع ضغط الدم.
يظهر على الأطفال المصابين احمرار على الخدود، الشفتين، الأنف، ضعف في العضلات، طفح جلدي مؤقَّت، تساقط الشعر والأسنان والأظافر، زيادة الحساسية للضوء. وتشمل الأعراض الأخرى خلل في الكلية (متلازمة فانكوني)، أعراض عصبيَّة ونفسيَّة كالتوتر العاطفي، ضعف الذاكرة والأرق.
البحث في علاج التسمم بالزئبق محدود، وتشمل الأدوية المتاحة حاليًا للتسمم الحاد بالزئبق: بنيسيلامين، ديمركابرول، حمض 3،2-ثنائي مركبتو-1-بروبان السلفونيك وحمض ديميركابتوسوسينيك. في دراسة شملت 11 عامل بناء تعرضوا للزئبق الأولي، جرى علاج المرضى بـ DMSA و NAP. كان DMSA قادرًا على زيادة إفراز الزئبق إلى حد أكبر من NAP.
زئبق رسميًا
وافقت 140 دولة على اتفاقية ميناماتا بشأن الزئبق في برنامج الأمم المتحدة للبيئة لمنع انبعاثات الزئبق، ووقعت الاتفاقية في 10 أكتوبر 2013.
في الاتحاد الأوروبي، يُحْظَرُ التوجيه الخاص بتقييد استخدام مواد خطرة معينة في المعدات الكهربائية والإلكترونية الزئبق من بعض المنتجات الكهربائية والإلكترونية، ويحد من كمية الزئبق في المنتجات الأخرى إلى أقل من 1000 جزء في المليون. توجد قيود على تركيز الزئبق في العبوة (الحد الأقصى هو 100 جزء في المليون لمجموع الزئبق والرصاص والكروم سداسي التكافؤ والكادميوم) والبطاريات (الحد 5 جزء في المليون). في يوليو 2007، حظر الاتحاد الأوروبي أيضًا استخدام الزئبق في أجهزة القياس غير الكهربائية، مثل مقاييس الحرارة والبارومترات. ينطبق الحظر على الأجهزة الجديدة فقط، ويتضمن استثناءات لقطاع الرعاية الصحية وفترة سماح لمدة عامين لمصنعي البارومترات.
زئبق رسميًا
شَرَّعَتِ النرويج قانونا يمنع استخدام الزئبق في الصناعة، وتصدير واستيراد منتجات الزئبق في 1 يناير 2008. في 2002، وجدت العديد من البحيرات في ولايات النرويج الفقيرة ملوثة بالزئبق، بزيادة كمية رواسب الزئبق فيها. في 2008، قال وزير تنمية البيئة النرويجي إريك سولهايم: «الزئبق من أخطر السموم البيئية، ولذلك من المناسب فرض الحظر».
في 2008، حَظَرَتِ الدنمارك مَلْغَمَ الزِّئْبَقِ في طب الأسنان، باستثناء حشو الأضراس الدائمة لدى البالغين.
هيدروجين
الهيدروجين  هو عنصر كيميائي له الرمز H وله العدد الذرّي 1. يقع الهيدروجين في الجدول الدوري ضمن عناصر الدورة الأولى وفوق عناصر المجموعة الأولى. في الظروف القياسيّة من الضغط والحرارة يكون الهيدروجين غازًا عديم اللون والرائحة، سريع الاشتعال، غير سام، ثنائي الذرّة أحادي التكافؤ له الصيغة الجزيئيّة H2. أكثر نظائر الهيدروجين وفرةً هو البروتيوم، الذي له الرمز 1H ويتألّف من بروتون واحد فقط دون وجود نيوترونات في النواة.
يعدّ الهيدروجين أخفّ العناصر الكيميائيّة وأكثرها وفرةً في الكون، حيث يشكّل 75% من حجم الكون. إنّ أغلب الهيدروجين الموجود على الأرض يوجد على شكل جزيئي وذلك بدخوله على شكل رابطة تساهمية في بنية الماء ومعظم المركبات العضويّة.
هيدروجين التاريخ
يعود الفضل في اكتشاف الهيدروجين إلى العالم هنري كافيندش وذلك عام 1766 حيث عرف الهيدروجين لأوّل مرّة كمادّة متميّزة عن غيرها من الغازات القابلة للاشتعال. سمّى كافيندش الغاز المنطلق الناتج عن تفاعل الفلزّات مع الأحماض الممدّدة بالهواء القابل للاشتعال، وافترض أنّ هذه المادّة مماثلة للمادّة الافتراضيّة فلوجستون، وفي عام 1781 اكتشف أنّ هذا الغاز يعطي باحتراقه الماء، لذلك ينسب اكتشاف هذا العنصر له.
في عام 1783، قام العالم أنطوان لافوازييه بمنح العنصر المكتشف اسم الهيدروجين، وذلك باشتقاق التسمية من الإغريقيّة، حيث أن لفظة هيدرو ὕδρω تعني ماء، ولفظة جين γενῆς تعني مكوّن أو مولّد أو مشكّل، وذلك عندما قام هو وبيير لابلاس بإعادة تجربة كافنديش بتشكيل الماء عند حرق الهيدروجين.
سُيّل الهيدروجين لأوّل مرّة عام 1898 من قبل جيمس ديوار باستعمال التبريد لتسييل الغاز وبحفظه في إناء ديوار. في العام التالي قام ديوار بتحضير الهيدروجين الصلب. اكتشف نظير الهيدروجين المسمّى ديوتيريوم من قبل هارولد يوري عام 1931، في حين أنّ النظير الآخر تريتيوم اكتشف عام 1934 من قبل إرنست رذرفورد ومارك أوليفانت وباول هارتيك.
هيدروجين التاريخ
كان نفخ المناطيد من أوّل استخدامات الهيدروجين، وكان جاك شارل أوّل من قام بهذا العمل وذلك عام 1783. بناء على هذه الفكرة قام الكونت الألماني فرديناند فون زبلين بتسويق فكرة المناطيد المزوّدة بالهيدروجين، حيث أسّس لاحقاً شركة متخصّصة بهذا الشأن أسماها على اسمه مناطيد زبلين، والتي كانت الرحلة الأولى لها عام 1900. إلّا أنّ هذه المناطيد لم تكن آمنة وتراجع استخدامها بعد حادث تحطم هيندنبورغ.
نظراً للبنية الذريّة البسيطة لذرة الهيدروجين حيث تتألّف من بروتون واحد وإلكترون واحد، فإنّها استخدمت لتفسير نظرية البنية الذرّيّة، وذلك عن طريق تفسير طيف إصدار الهيدروجين في المجال المرئي.
تعدّ ذرّة الهيدروجين على سبيل المثال، الذرّة الوحيدة المعتدلة التي لها حلّ في معادلة شرودنغر.
هيدروجين الوفرة الطبيعيّة
يعدّ الهيدروجين بالشكل الذرّي H أكثر العناصر الكيميائيّة وفرةً في الكون حيث يشكّل 75% من الكتلة بالنسبة لباقي العناصر، وفي نفس الوقت أكثر من 90% بالنسبة لعدد ذرّات العناصر في الكون. تجدر الإشارة بأنّ معظم كتلة الكون توجد على شكل مغاير للمادّة الموجودة على الأرض وذلك من حيث ارتباط العناصر، ولكن يعتقد أنّها توجد على شكل مادّة وطاقة مظلمة.
يوجد عنصر الهيدروجين بكميّات كبيرة في النجوم والعماليق الغازيّة، كما تلعب السحب الجزيئيّة للهيدروجين H2 دوراً في ولادة النجوم وفي تزويدها بالوقود اللازم من خلال سلسلة تفاعل بروتون-بروتون ومن خلال دورة كربون-نيتروجين-أكسجين CNO لتشكيل الهيليوم عن طريق الاندماج النووي.
هيدروجين الوفرة الطبيعيّة
إنّ عنصر الهيدروجين الموجود على مدى الكون يكون في الحالة الذرية وفي حالة البلازما واللتان تختلفان بخواصهما عن شكل الهيدروجين الجزيئي. في حالة البلازما مثلاً، فإنّ إلكترون وبروتون الهيدروجين غير مرتبطين ببعضهما البعض، إنّما في حالة سحابة متداخلة، ممّا يمنحه ناقلية كهربائية وإشعاعيّة عالية كحالته في النجوم مثل الشمس، وتدعى حالته تلك باسم أنيون الهيدروجين. هذه الجسيمات المشحونة تتأثّر بالمجالات المغناطيسيّة والكهربائيّة، كما يحدث في الرياح الشمسيّة التي تتأثّر بالغلاف المغناطيسي للأرض مشكّلةً تيارات بيركلاند والشفق القطبي. بالمقابل، فإنّ الحالة الذرّيّة المعتدلة للهيدروجين تكثر في الأوساط بين النجميّة، حيث أنّ أنظمة لايمان-ألفا المخمّدة توجد فيها كمّيّات كبيرة من الهيدروجين الذرّي المعتدل مشكّلة قسماً كبيراً من كثافة الباريونات الكونيّة حيث تؤدّي إلى حدوث انزياح أحمر بمقدار z=4 في الكون.
هيدروجين الوفرة الطبيعيّة
يتوافر الهيدروجين خارج الأنظمة النجميّة على شكل سحب غازيّة، وذلك في مناطق الهيدروجين I حيث يوجد على شكل ذرّي معتدل غير متأيّن. هذه المناطق تصدر إشعاعاً له تردّد 1420 ميغا هرتز، والذي يسمّى خط هيدروجين. هذا الإشعاع يمكّن من تحديد مواقع تركّز الهيدروجين في الكون. بالمقابل، فإنّ السحب الغازيّة المتأيّنة للهيدروجين تسمى مناطق هيدروجين II. في هذه المناطق الأخيرة تصدر النجوم إشعاعاً بكمّيّات كبيرة، ممّا يمكّن من إجراء البحث حول تركيب المادّة المكوّنة للوسط بين النجمي.
يوجد شكل جزيئي للهيدروجين على نمط كاتيون ثلاثي الهيدروجين +H3 وذلك في الوسط بين النجمي نتيجة تأيّن الهيدروجين الجزيئي بالأشعّة الكونيّة. لوحظ وجود هذا الكاتيون في طبقات الغلاف الجوي العليا لكوكب المشتري. إنّ هذا الكاتيون يلعب دوراً مهمّاً في كيمياء الوسط بين النجمي. إنّ النمط المعتدل من الهيدروجين ثلاثي الذرة يصعب وجوده في الحالة المستقرّة، بالمقابل، فإنّ الكاتيون ثنائي الهيدروجين H+2 نادر الوجود في الكون.
ضمن الشروط الطبيعيّة على الكرة الأرضيّة فإنّ عنصر الهيدروجين يوجد بالشكل الحرّ على نمط غازي ثنائي الذرة H2 ولكن بشكل نادر جداً، حيث يشكّل جزء واحد من المليون بالنسبة للحجم في الغلاف الجوّي. ينتج غاز الهيدروجين طبيعيّاً من بعض البكتريا والطحالب. بالمقابل، فإنّ عنصر الهيدروجين يوجد بوفرة كبيرة على سطح الأرض وذلك عندما يرتبط على شكل مركّبات كيميائيّة مثل الهيدروكربونات والماء، حيث يعدّ بذلك ثالث أكثر العناصر وفرةً على سطح الأرض وذلك بعد الأكسجين والسيليكون. إنّ أكثر من نصف المعادن المكتشفة لحدّ الآن تحوي في تركيبها على الهيدروجين.
هيدروجين الإنتاج
توجد عدة طرق مستخدمة في المختبرات الكيميائيّة لإنتاج كمّيات صغيرة من غاز الهيدروجين، لكنّها ليست مناسبة للتطبيق على مستوى صناعي.
يحضّر الهيدروجين H2 مخبريّاً من تفاعل الأحماض الممدّدة مع فلزّات نشيطة مثل الحديد أو المغنسيوم أو القصدير أو الزنك كما في التفاعل:
يجب الانتباه إلى أنّ الفلزّات القلويّة والقلويّة الترابيّة تطلق الهيدروجين بشدّة، ممّا يجعل من الصعب السيطرة على التفاعل. أمّا المعادن الأخرى مثل الفضّة والذهب والزئبق والنحاس فهي لا تطلق الهيدروجين بتفاعلها مع الأحماض.
ينتج الهيدروجين مخبريّاً من أثر الماء على هيدريدات الفلزّات بتفاعل حلمهة كما في تفاعل الماء مع هيدريد الصوديوم أو هيدريد الكالسيوم:
ينتج الهيدروجين مخبريّاً من أثر بعض الفلزّات المذبذبة على القواعد:
ينتج الهيدروجين من إجراء عملية تحليل كهربائي للماء، وهي طريقة قديمة بسيطة يمكن تطبيقها بتمرير تيار كهربائي بين قطبين كهربائيين مغموسين في الماء.
هيدروجين الإنتاج
نتيجة لذلك يتشكّل الهيدروجين على المهبط في حين أنّ الأكسجين يتشكّل على المصعد. يصنع المهبط عادةً من البلاتين أو أيّ فلز خامل آخر. لا يمكن الاعتماد على هذه العمليّة لإنتاج الهيدروجين صناعيّاً لأنّها غير مجدية اقتصاديّاً، وذلك للطاقة الكبيرة المستهلكة لإجراء العمليّة، ولحدوث تفاعلات جانبيّة تقلّل من الكفاءة. إنّ الكفاءة النظريّة للعمليّة تقع ضمن مجال يتراوح بين 80–94%.
ينتج الهيدروجين أيضاً من التحليل الكهربائي للأجاج أثناء إنتاج الكلور.
لا زالت الأبحاث جارية لزيادة فعّالية العمليّة، من بينها بحث نشر عام 2007 يتضمّن وصف طريقة استخدام سبيكة من الألومنيوم والغاليوم على شكل حبيبات تضاف إلى الماء لتوليد الهيدروجين. هذه العملية تشكّل الألومينا بالإضافة إلى الغاليوم الذي يمنع تشكّل طبقة الأكسيد على الحبيبات ممّا يمكّن من إعادة استخدامها. هذه الطريقة توفّر أحد المقترحات لصالح اقتصاد الهيدروجين بحيث أنّ الهيدروجين يولّد في الموقع دون الحاجة لنقله.
هيدروجين الإنتاج
من الطرق الأخرى التي لا تزال ضمن موضوع البحث استخدام طرق كيميائيّة حراريّة لإنتاج الهيدروجين من الطاقة الشمسيّة لتحليل الماء دون استخدام الكهرباء كمصدر للطاقة. هنالك أكثر من 200 طريقة لا تزال ضمن دائرة البحث العلمي. تدعى هذه الطرق بالدورات الكيميائية الحرارية . من الأمثلة المقترحة: دورة أكسيد الحديد ودورة أكسيد السيريوم الرباعي-أكسيد السيريوم الثلاثي ودورة زنك-أكسيد الزنك ودورة كبريت-يود ودورة نحاس-كلور ودورة الكبريت الهجينة.
إنّ أكثر الطرق كفاءةً من الناحية الاقتصاديّة لإنتاج الهيدروجين هي عملية إصلاح بخاري للهيدروكربونات وخاصّة بالنسبة للغاز الطبيعي. ينتج الهيدروجين في هذه العمليّة كناتج ثانوي حيث يمرّر بخار الماء عند درجات حرارة مرتفعة تتراوح بين 700 إلى 1000°س على الهيدروكربونات (غاز الميثان في المثال أدناه) وينتج بذلك غاز الاصطناع، وهو مزيج من الهيدروجين وأحادي أكسيد الكربون.
هيدروجين الإنتاج
هذا التفاعل يفضّل إجراؤه تحت ضغوط منخفضة ولكن عمليّاً يجرى تحت ضغوط مرتفعة (حوالي 2 ميغا باسكال)، لأن تسويق الهيدروجين المضغوط أسهل، ولأنّ أنظمة وحدات الامتزاز بالضغط المتأرجح تعمل بشكل أفضل عند ضغوط مرتفعة. يستعمل غاز الاصطناع بشكل رئيسي لإنتاج الميثانول والمركّبات المتعلّقة.
تتضمّن عملية الإصلاح البخاري استخدام زيادة من بخار الماء، ولضبط كميّة الغازين إلى بعضهما البعض يستخدم تفاعل انزياح ماء-غاز لتوليد كمّيّة إضافيّة من الهيدروجين، وذلك بوجود حفّاز من أكسيد الحديد. هذا التفاعل بدوره يعدّ طريقة صناعيّة لتحضير ثنائي أكسيد الكربون.
من إحدى الطرق الأخرى المهمّة لإنتاج الهيدروجين هي الأكسدة الجزئيّة للهيدروكربونات:
واستخدام الفحم كإحدى المواد الأوليّة لتفاعل انزياح ماء-غاز:
ينتج الهيدروجين أحياناً في العمليّات الصناعيّة ويستهلك في نفس العملية دون الحاجة إلى فصله. ففي عملية هابر لإنتاج الأمونيا يتولّد الهيدروجين من الغاز الطبيعي لاستخدامه من أجل الإنتاج.
يجري البحث في الوقت الراهن على إيجاد طرق بديلة لإنتاج الهيدروجين نتيجة ازدياد الطلب على مصادر الطاقة إمّا باستخدام الأشنيات الخضراء أو الأنزيمات. من الاقتراحات التي ظهرت مؤخراً عام 2014 استخدام طريقة محفّزة أنزيمياً لتحويل الزيلوز إلى الهيدروجين. تتضمّن العمليّة استخدام 13 أنزيم من ضمنها زيلولوكيناز Xylulokinase متعدد الفوسفات.
هيدروجين النظائر
للهيدروجين ثلاثة نظائر رئيسيّة وهي 1H ويدعى البروتيوم وله الرمز H، و2H ويدعى ديوتيريوم وله الرمز D، و3H ويدعى تريتيوم وله الرمز T. وبذلك يعدّ الهيدروجين العنصر الوحيد الذي لنظائره أسماءً مختلفة، حيث أن أسماء نظائر باقي العناصر يشار إليها باسم العنصر مرفقاً بعدد النيوترونات في النواة.
للهيدروجين نظائر مشعّة أخرى لا توجد في الطبيعة وهي هيدروجين-4 4H و هيدروجين-5 5H و هيدروجين-6 6H بالإضافة إلى هيدروجين-7 7H المصطنع حديثاً.
هيدروجين الخواص الفيزيائيّة
الهيدروجين أخفّ العناصر الكيميائيّة على الإطلاق وأقلّها كثافةً حيث يتكوّن من بروتون وإلكترون واحد. في درجة الحرارة والضغط القياسيّين يكون الهيدروجين على شكل غاز ثنائي الذرة. يعدّ غاز الهيدروجين H2 أخفّ من الهواء بحوالي 14 مرة، وله درجة غليان مقدارها 21.15 كلفن (−252 °س) ودرجة انصهار 14.02 كلفن (−259 °س). تبلغ انحلالية (ذوبانية) الهيدروجين في الماء حوالي 1.6 مغ/ل. يتميّز الهيدروجين عن باقي الغازات أنّ له أكبر قدرة على الانتشار، وأنّ له أعلى ناقلية حرارية وأنّ له أكبر قدرة على التدفق، كما أنّ له لزوجة منخفضة نسبيّاً.
هيدروجين الخواص الفيزيائيّة
إنّ الهيدروجين له قابليّة عالية للانحلال في العناصر الأرضية النادرة والفلزات الانتقاليّة، كما أنّه ينحلّ في الفلزّات اللابلّورية. إنّ انحلاليّة الهيدروجين في الفلزّات تتأثّر بوجود عدم انتظام موضعي وبوجود شوائب في الشبكة البلّوريّة. هذه الخواص تفيد بمعرفة مدى نقاوة الهيدروجين بتمريره عبر أقراص ساخنة من البالاديوم. بالمقابل تمثّل هذه الانحلاليّة إحدى المشاكل في التعدين، حيث تؤدي إلى حدوث ظاهرة التقصّف الهيدروجيني للعديد من الفلزّات، ممّا يجعلها أكثر هشاشةً وعرضةً للكسر، ممّا يعقّد من مسألة نقل وتخزين الهيدروجين.
يظهر الهيدروجين خطوط طيفيّة مميّزة في المجال المرئي، تدعى بسلسلة بالمر، والتي تقع عند 656 و 468 و 434 و 410 نانومتر. هنالك أيضاً سلسلة من الخطوط الطيفيّة للهيدروجين واقعة ضمن مجال الأشعة تحت الحمراء (وهي: سلسلة باشن وسلسلة براكيت وسلسلة بفوند) بالإضافة إلى الخطوط الواقعة ضمن مجال الأشعة فوق البنفسجيّة (سلسلة لايمان) وذلك بالنسبة للطيف كهرومغناطيسي.
هيدروجين الخواص الفيزيائيّة
يبدي الهيدروجين H2 ضمن حقل مغناطيسي خاصيّة مغناطيسية معاكسة ضعيفة جداً، حيث أنّ القابليّة المغناطيسيّة له  يبلغ مقدارها −2.2×10−9. يعدّ الهيدروجين عازلاً للتيار الكهربائي، حيث أنّ شدة العزل له كبيرة في الحقول الكهربائيّة.
يوجد الهيدروجين في الشروط القياسيّة من الضغط ودرجة الحرارة على شكل غاز ثنائي الذرة H2. عند درجات حرارة أقلّ من 21.15 كلفن يتكاثف الهيدروجين إلى سائل عديم اللون يدعى بالهيدروجين السائل ويرمز له LH2. يبدأ الهيدروجين بتشكيل بلّورات صلبة عند درجة حرارة مقدارها 14.02 كلفن (−259.2 °س) ويتشكّل عندها مزيج من الهيدروجين السائل والهيدروجين الصلب، والذي يدعى بالطين الهيدروجيني. عند درجات حرارة أقلّ من 14.02 كلفن يوجد الهيدروجين بالشكل الصلب فقط.