O Hidrogénio (símbolo H, número atómico 1) é o elemento químico mais simples, leve e abundante do universo. Ele desempenha um papel fundamental na física fundamental, astrofísica, química e engenharia.
Contribuição do hidrogênio para os processos vitais
O hidrogênio, principalmente na forma de H⁺ (prótons) e ligado a moléculas orgânicas, desempenha um papel fundamental na bioenergética celular. Ele participa da cadeia de transporte de elétrons (ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa), onde os gradientes de prótons através das membranas mitocondriais permitem a síntese de ATP. Também atua na regulação do pH intracelular e em diversas reações enzimáticas (especialmente as de oxirredução). Consequência de uma deficiência: Um desequilíbrio de H⁺ perturba rapidamente o metabolismo energético, o equilíbrio ácido-base e a estabilidade das proteínas, podendo levar a falhas celulares graves ou até à morte celular.
História da descoberta
Século XVII: primeiras observações O gás hidrogénio foi observado pela primeira vez por Théodore de Mayerne (1605) e depois por Robert Boyle (1660), quando notaram que um metal reagindo com um ácido produzia um gás inflamável, sem o identificar como um elemento distinto.
1766: Identificação por Henry Cavendish Henry Cavendish isolou e estudou este gás, ao qual chamou "ar inflamável". Ele demonstrou que a sua combustão produzia água, contradizendo a ideia de que a água era um elemento.
1783: Nomeação por Antoine Lavoisier Lavoisier estabeleceu que a água é um composto de dois gases: hidrogénio e oxigénio. Ele deu ao gás o nome "hidrogénio", do grego hidro (água) e genes (gerar).
Estrutura atómica
Constituição: Um protão e um electrão, sem neutrão para o isótopo mais comum (¹H, o prótio). Isótopos:
Prótio (¹H): 99.985% natural.
Deutério (²H ou D): um protão + um neutrão, utilizado em reatores de fusão e em marcação isotópica.
Trítio (³H ou T): radioativo (T1/2 ~ 12.3 anos), utilizado em investigação nuclear, armamento e sinalização luminosa.
Propriedades físicas
Gás diatómico (H2), incolor, inodoro, muito leve.
Massa molar: ~ 2.016 g/mol
Ponto de fusão: 13.99 K (-259.16 °C)
Ponto de ebulição: 20.27 K (-252.88 °C)
Densidade: ~0.08988 g/L
Excelente condutividade térmica no estado gasoso.
Reatividade química
Muito reativo com halogénios, oxigénio (explosivo), enxofre, metais alcalinos.
Forma hidretos com diversos elementos.
Redutor potente, utilizado na hidrogenação catalítica.
Anfótero: age como ácido (H+) ou base conforme o contexto.
Aplicações industriais e tecnológicas
Síntese da amónia (processo Haber-Bosch).
Refinação do petróleo: hidrodesulfurização.
Pilhas de combustível: H2 → electricidade + água (alto rendimento).
Vetor energético limpo (hidrogénio verde por electrólise).
Utilizado em criogenia: fluido a temperaturas muito baixas.
Aeroespacial: combustível em motores criogénicos (H2 + O2).
Papel cosmológico e astrofísico
Hidrogénio primordial do Big Bang (~75% da massa bariónica).
Combustível das estrelas: H → He via ciclo pp ou ciclo CNO.
Presença no meio interestelar: H I, H2, H+.
Linha de 21 cm: ferramenta fundamental da radioastronomia.
Questões físicas fundamentais
O átomo de hidrogénio é um sistema de dois corpos fundamental para testar a mecânica quântica e a QED.
Espectro perfeitamente conhecido (séries de Lyman, Balmer…).
Permite sondar as constantes fundamentais, as simetrias e as hipóteses cosmológicas.
Berílio (Z=4): um metal
raro com propriedades excepcionais 
