수소

수소(Hydrogen)는 원자 번호 1번, 원소 기호 H를 갖는 화학 원소이다. 주기율표에서 1족에 속하는 비금속 원소이며, 가장 가볍고 풍부한 원소이다. 우주 전체 질량의 약 75%를 차지하며, 별의 주요 구성 성분이기도 하다. 지구상에서는 대부분 물(H₂O)의 형태로 존재하며, 유기 화합물에도 광범위하게 포함되어 있다.

성질:

• 물리적 성질: 무색, 무취, 무미의 기체이며, 매우 가볍다. 표준 상태에서 이원자 분자(H₂)로 존재한다. 극저온에서 액체 및 고체 상태로 존재할 수 있다.
• 화학적 성질: 높은 반응성을 가지며, 많은 원소와 반응하여 다양한 화합물을 형성한다. 특히 산소와 반응하여 물을 생성하며, 연소 시 많은 열을 발생한다. 산화수는 +1 또는 -1을 갖는다. 동위원소로는 중수소(²H, D)와 삼중수소(³H, T)가 있다.

동위원소:

• 프로튬(¹H): 가장 흔한 수소 동위원소로, 양성자 하나만으로 이루어져 있다.
• 중수소(²H 또는 D): 양성자 하나와 중성자 하나로 이루어져 있으며, 일반 수소보다 질량이 두 배이다. 중수는 중수소로 이루어진 물이다.
• 삼중수소(³H 또는 T): 양성자 하나와 중성자 두 개로 이루어져 있으며, 방사성 동위원소이다.

용도:

수소는 다양한 분야에서 사용된다. 암모니아 생산, 석유 정제, 금속 용접, 로켓 연료 등이 대표적인 예이다. 최근에는 수소 연료 전지 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 친환경 에너지원으로서 주목받고 있다.

생산:

수소는 천연가스, 석탄, 물 등 다양한 원료로부터 생산될 수 있다. 수증기 개질, 부분 산화, 전기 분해 등의 방법이 사용된다. 생산 방법에 따라 환경적 영향이 다르므로, 지속 가능한 수소 생산 기술 개발이 중요하다.