1766 yılında Henry Cavendish tarafından keşfedilen hidrojen gazının yeni bir elemente ait olduğu ancak 17 yıl sonra, Antoine Lavoisier tarafından ortaya kondu. Kâinatın neredeyse her yerinde bulunan bu elemente, “Hidrojen” adını Lavoisier verdi.
Hidrojenin evrendeki toplam madde miktarının; atom sayısı olarak yaklaşık %90’ını kütle olarak ise dörtte üçünü meydana getiriyor olması çok dikkat çekicidir. Yıldızların ve bazı gaz gezegenlerin yaklaşık %75’inin hidrojen gazından oluştuğunu ya da dünya yüzeyinin dörtte üçünün su, suyun ise iki elementinden birisinin hidrojen olduğunu düşünürsek bu oranı daha iyi anlayabiliriz.
118 elemanlı periyodik tablonun 1 numarası ve en hafifi olan hidrojen elementi (H2), tabiatta gaz halinde bulunur. 1 protonu ve 1 elektronuyla en basit yapılı atom olan hidrojen (H); nötronu olmayan tek atomdur fakat nötronu olan izotopları vardır. Latince ismi hydrogenium, Osmanlı Türkçesindeki ismi “müvellidülmâ”dır ve “su yapan” manasına gelmektedir. Normal şartlar altında renksiz, kokusuz, tatsız ve iki atomlu olan hidrojen gazı, ametaller sınıfındadır. Yaklaşık -253 0C’de sıvı hale getirilebilen bu gaz, zehirsiz ve yanıcıdır. Atmosferde 10 milyonda 5 nispetinde bulunan hidrojen gazı, diğer gazlara nazaran en hafif olduğu için en dış tabakada yer alır.
Hidrojen; amonyak, metanol, hidroklorik asit ve katı yağ üretiminde, petrolün işlenmesinde, kaynak yapımında, metal madenciliğinde ve roket yakıtlarında kullanılır. Günümüzde hidrojenle çalışan otomobillerin yakıt ihtiyacını karşılamak için hidrojen dolum istasyonları da vardır. Aynı zamanda Amerikan Bilim İnsanları Federasyonu’nun 2012’de açıkladığı rapora göre, dünyada kullanıma hazır 4.300 hidrojen bombası bulunmaktadır. Hidrojen bombası, atom bombasından çok daha güçlüdür. Vicdanlı ellerde insanlığa faydalı olan elementler, zalimlerin elinde insanlığın başına bela olmaktadır.
Sudaki Rolü
Canlıların hayatî ihtiyaçlarından biri olan suyun (H2O) iki elementinden biri olan hidrojen; sadece bu yönüyle bile en önemli elementlerden biridir. Dünyanın yaklaşık olarak dörtte üçü, vücudumuzun yüzde 70’i, kanımızın yüzde 83’ü sudur. Canlı hücrelerdeki hayati biyokimyevi reaksiyonlar ancak sulu ortamda gerçekleşir ve günlük hayatta birçok işimizi su ile yaparız. Temizlik aracı olarak kullanmaktan tutun elektrik üretimine kadar suyun kullanıldığı alanlar saymakla bitmez. Sudaki hidrojene gördürülen vazife, tabiattaki canlılığın sürdürülebilmesi için hayatî öneme sahiptir. Ateşi söndüren suyun, yanıcı bir gaz olan hidrojen ile yakıcı olan oksijenin birleşmesiyle oluşması da manidardır.
Suyun yapısını inceleyecek olursak; 1 atm’de suyun donma noktası 0 0C, kaynama noktası ise 100 0C’dur. Su molekülü iki hidrojen ve bir oksijen atomundan meydana gelir. Bu atomlar arasındaki çekim kuvveti, su molekülünün yaratılmasına vesile olur. Oksijene bağlı olan hidrojen atomları arasındaki açı 104,5 derecedir. Yani 13,8 milyar yıl önce hidrojenin yaratılışında bu atoma verilen özellikler farklı olsaydı; suyun hususiyetleri de farklı olacaktı. Mesela atom çapı, proton sayısı, elektron hızı ya da oksijenle arasındaki açı farklı olsaydı; su 100 0C’de kaynamayacak, 0 0C’de donmayacak, kar ve bulut oluşturma sıcaklıkları değişecek, iletkenliği farklılaşacaktı.
Hidrojen atomundaki protonla elektron arasındaki tasavvur edemeyeceğimiz kadar küçük olan mesafedeki (53 x 10-9mm) en ufak bir değişiklik bile atomun karakteristik hususiyetlerini farklılaştıracaktır. Neticede; hidrojen atomunun özelliklerinden sadece bir tanesinin bile farklı olması, kâinatın işleyişini tamamen değiştirecektir. Bu da gösteriyor ki her şey çok hassas, ölçülü ve harikulade planlanmış. Hidrojeni kim yarattıysa suyu ihsan eden de O’dur (celle celaluhu).
Güneş ve Diğer Yıldızlardaki Fonksiyonu
Her bir galaksideki yaklaşık 200 milyar yıldızda, Güneş’tekine benzer hidrojen-helyum reaksiyonları olmaktadır. Sebepler planında Güneş; bütün canlıların hayatlarını sürdürebilmesi için gerekli olan ısı ve ışık kaynağıdır. 1 milyon 300 bin Dünya’nın sığabileceği hacimdeki Güneş diğer yıldızlara göre çok küçüktür. Yaklaşık 150 milyon km uzaklıkta, tam yerine yerleştirilmiş, hem lambamız hem de sobamızdır. En dış yerinin sıcaklığı yaklaşık 5.000 0C, çekirdeğinin sıcaklığı ise 15,6 milyon 0C olan devasa bir alev topudur.
Güneş’te hidrojen atomları, helyum atomuna (He) dönüştürülür, böylece Güneş sahip olduğu enerjiyi, bu nükleer reaksiyondan elde eder. Güneş’te oluşan füzyon reaksiyonları aşağıdaki gibi, zincirleme devam eder:
- 1H + 1H → 2H + β++ Ve
- 2H + 1H → 3He + ϒ
- 3He + 3He → 4He + 1H + 1H
Önce iki hidrojen birleşir, bir proton ve bir nötrona sahip bir döteryum (2H) yaratılır ve tepkimeler böylece devam eder.
Ne İş Olsa Yapıyor!
Güneşteki reaksiyonda rolünü oynayarak bitkiler için hayatî öneme sahip olan fotosentez tepkimesi için gerekli ısı ve ışığın Dünya’ya ulaşmasına vesile olan hidrojen; gelen ışınları dünya atmosferinin en dış yüzeyinde ilk karşılayandır. Fotosentez neticesinde üretilen şekerin yapısında yerini alan hidrojen; meyvelerdeki vitaminin yapısında da görevi başındadır. Hatta o meyve midede sindirilirken, sindirim için gerekli olan mide asidinde de hazırdır.
70 kg’lık bir insan vücudunda yaklaşık 6,5 kg olan hidrojen; kaslarımızda, kemiklerimizde, kanımızda, hormonlarımızda, DNA’nın ve protein sentezi için gerekli olan aminoasitlerin yapısında da vardır. Aynı atoma bu kadar farklı işi yaptıran ancak bütün kâinatı en ince teferruatıyla bilen, mahlûkatın ihtiyaçlarına en ufak detayına kadar vakıf olan ve bunları en mükemmel şekilde karşılayan olmalı değil midir?
Protein, yağ ve karbonhidratların yapısında bulunan hidrojen neredeyse bütün gıda maddelerinde de görevlidir. Susuz, unsuz, şekersiz, etsiz veya yağsız yiyecek tüketmediğimize göre, her yediğimiz şeyde az çok hidrojen atomu vardır.
Her bir zerre kendisine verilen görevi yerine getirmektedir. Kâinatta tesadüfe yer yoktur. Her şey bir nizam içinde, birbiriyle uyumlu hareket etmektedir. Zerrelerden yıldızlara kadar her şey, emir altında hareket eden birer memur, birer askerdir.
Kaynaklar
Apillioğulları, Orhan, “Su Kimyası,” “Bitmeyen Enerji: Güneş,” Kimya O’nu Anlatıyor, İstanbul: Muştu Yayınları, 2014.
en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang
Gönüllü, Yrd. Doç. Dr. Ömer Said, “‘Bir Şeyden Her Şey: Hidrojen,” Sızıntı,Ekim 2003.
webelements.com
www.space.com/13347-big-bang-origins-universe-birth.html
