La fase stabile dell'idrogeno a condizioni ambiente è effettivamente quella molecolare (H₂), che si presenta in forma gassosa, trasparente, e nonmetallica, cioè incapace di condurre corrente elettrica. Alle condizioni estreme di pressione e temperatura cui l'idrogeno è sottoposto nell'interno di Giove e Saturno, tuttavia, la fase più stabile dell'idrogeno cambia drasticamente.

L'effetto combinato di pressioni dell'ordine di qualche Megabar
(1 Megabar = 1 milione di atmosfere) e di temperature di molte migliaia di gradi, causa la dissociazione della molecola e la formazione di un fluido composto di protoni ed elettroni, con proprietà molto simili a quelle del sodio metallico. Non è difficile immaginare il motivo di tale trasformazione sulla base di considerazioni di chimica elementare. Nella tavola periodica di Mendeleev l'idrogeno, avendo un unico elettrone, viene convenzionalmente posto in cima alla prima colonna, quella dei metalli alcalini.

A pensarci bene, Mendeleev lo avrebbe anche potuto collocare in cima alla penultima colonna, accanto all'elio, avendo l'idrogeno un elettrone in meno rispetto al gas nobile. Si potrebbe addirittura arguire che quest'ultima avrebbe potuto essere una scelta più appropriata, visto che tutti gli altri elementi della penultima colonna (gli alogeni) si presentano in forma molecolare a condizioni ambiente, come l'idrogeno, mentre tutti gli elementi della prima colonna (gli alcalini come il sodio) si presentano in forma atomica e metallica. Ebbene, la dissociazione dell'idrogeno a formare un metallo atomico, che si presume avvenga nell'interno dei pianeti giganti, è consistente con l'ambigua natura chimica dell'idrogeno, e può essere vista come un salto attraverso la tavola periodica per riportare l'idrogeno dalla sua posizione più naturale, accanto all'elio, alla posizione in cui Mendeleev lo mise e noi lo conosciamo, sopra gli altri metalli alcalini.

La conferma che l'idrogeno si trasforma effettivamente in un fluido metallico a condizioni estreme è giunta solo una decina di anni fa, grazie ad esperimenti a onda d'urto in cui le condizioni estreme di pressione e temperatura che caratterizzano l'interno di Giove sono state simulate in laboratorio colpendo un piccolo campione di idrogeno con un proiettile ad altissima velocità.

Letture consigliate:

W. J. Nellis, Come produrre idrogeno metallico, in "Le Scienze Quaderni: Dall'atomo al Quark", a cura di E. Bellone (n. 125 - Aprile 2002)

W. J. Nellis, Jumpin' Jupiter,
http://www-phys.llnl.gov/H_Div/GG/Nellis.html

S. Scandolo and R. Jeanloz, Nel cuore dei pianeti, in "Le Scienze" Agosto 2004, n. 432, pp. 46-55