العنصر الأكثر وفرة في الكون
يعد الهيدروجين العنصر الأكثر وفرةً في الكون، إذ إنه يُشكّل 75% تقريبًا من المواد الموجودة فيه، أمّا الهيليوم فهو يشكّل غالبية النسبة المتبقية (25%)، أي أنّ الهيدروجين والهيليوم يُشكّلان معًا ما نسبته 99.9% من العناصر المعروفة في الكون.
ويليهما الأكسجين، والذي هو أقلّ وفرة بألف مرة من الهيدروجين تقريبًا، أمّا العناصر الأخرى فجميعها نادرة تقريبًا، وأضافت ماي نيمان أستاذة الكيمياء في جامعة أوريغون الأمريكية إلى أنّه كلما كان العدد الذري للعنصر أقل، كان أكثر وفرةً عمومًا.
ويُشار إلى أنّ التركيب الكيميائي للكون ليس هو ذاته للأرض؛ فالعنصر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية هو الأكسجين، وهو يشكّل ما نسبته 46.6% من كتلة الأرض، يليه السليكون بنسبة 27.7%، ثم الألومنيوم بنسبة 8.1%، ثم الحديد بنسبة 5%، والكالسيوم بنسبة 3.6%.
سبب وفرة الهيدروجين
إنّ كل عنصر كيميائي يحتوي على عدد من الجسيمات، هي: البروتونات والمشحونة بشحنة موجبة، والنيوترونات المحايدة، والإلكترونات ذات الشحنة السالبة، وأشار نيمان إلى أنّ الهيدروجين هو أبسط العناصر في الكون، إذ إنه يتكوّن من بروتون واحد وإلكترون واحد فقط، وهو العنصر الوحيد الخالي من النيوترون.
وهذا ما يُفسّر كونه الأكثر وفرةً في الكون، مع الإشارة إلى أنّ نظائر الهيدروجين تحتوي على النيوترونات؛ فالديوتريوم مثلاً يحتوي على نيوترون واحد، ويحتوي التريتيوم على نيوترونين اثنين وفق نيمان.
استخدامات الهيدروجين
للهيدروجين العديد من الاستخدامات في مجال الكيمياء، ومنها ما يأتي:
- يتحد الهيدروجين مع النيتروجين تحت درجات الحرارة والضغط المرتفعين لتشكيل غاز الأمونيا، والذي يدخل في تصنيع الأسمدة وحمض النيتريك.
- يدخل الهيدروجين الذي يُستخرج من غاز الميثان في تصنيع المادة الكيميائية الصناعية المعروفة بالميثانول، وهي تستخدم كمذيب ووقود لإنتاج مواد كيميائية أخرى كالفورمالدهيد المستخدم في صناعة البلاستيك، كما يُمكن تحويل الميثانول إلى بنزين اصطناعي بطرق سهلة.
- يدخل الهيدروجين في صناعة الأغذية، حيث يُستخدم لتحويل الزيوت كزيت بذور عباد الشمس مثلاً إلى مواد شبه صلبة كالمارجرين.
الهيليوم ثاني أكثر العناصر وفرة في الكون
يُعد عنصر الهيليوم ثاني أخف عنصر بعد الهيدروجين، ويعد من العناصر الخاملة ، ويتميز بأنّه عديم اللون، والرائحة، والمذاق، ويُعد ثاني أكثر عنصر كيميائي وفرةً في الكون بعد الهيدروجين، إذ يشكل نحو 23% من كتلة الكون، وتتركز الكتلة الأكبر منه في النجوم، وذلك نتيجة عملية الاندماج النووي.
استخدامات عنصر الهيليوم
لعنصر الهيليوم عدة استخدامات منها ما يأتي:
- يتميز الهيليوم بأنّه عنصر درجة حرارته مُنخفضة، لذا يستخدم كعامل تبريد في مصادم الهادرونات الكبيرة، لأنه يساعد على تبريد المغناطيسات فائقة التوصيل في أجهزة مسح التصوير بالرنين المغناطيسي، وفي مقاييس الطيف بالرنين المغناطيسي النووي.
- يُستخدم في أجهزة الأقمار الصناعية للمحافظة على برودته.
- يساعد على تشغيل مركبات أبولو الفضائية، عن طريق تبريد الأكسجين السائل والهيليوم.
- يتميز الهيليوم بكثافته المنخفضة، لذا يستخدم في بالونات الطقس، والمناطيد.
- يعد عامل حامي وواقي، لذا يستخدم لحماية مصنعي الألياف البصرية، وأشباه الموصلات.
- يكشف عن التسربات، مثل تسربات أنظمة تكييف الهواء في السيارة.
- يُستخدم ليزر غاز الهيليوم والنيون، في مسح الرموز الشريطية لقراءة أسعار السلع.
- يُصنع منه مجهر أيون الهيليوم، الذي يعطي دقة صورة أفضل من المجهر الإلكتروني الماسح.
