जल रूप क्षार के साथ सहभागिता; ग) निष्क्रिय, निष्क्रिय; बी) धातुओं के साथ बातचीत करते समय, वे लवण बनाते हैं; जी) विशिष्ट धातुएँ; 2. एक धातु जिसका उपयोग हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है (एनए पर पानी के साथ प्रतिक्रिया करके): ए) जेएन; बी) मिलीग्राम; सी) एयू; घ) पारा; ई) के; 3. एसिड और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड कहलाते हैं: ए) एम्फोटेरिक बी) अम्लीय सी) बुनियादी 4. अवधि में बाएं से दाएं धात्विक गुण: ए) वृद्धि बी) कमजोर सी) अपरिवर्तित रहें 5. समूह VII के पक्ष उपसमूह का तत्व: ए) क्लोरीन बी) फास्फोरस सी) मैंगनीज डी) फ्रेंशियम 6. परमाणु नाभिक का प्रभार निर्धारित किया जाता है: ए) अवधि द्वारा संख्या b) समूह संख्या c द्वारा क्रम संख्या 7 द्वारा। क्रम संख्या 17 और 35 वाले तत्वों के परमाणुओं की संरचना में समान: a) कुलइलेक्ट्रॉन; ग) मात्रा इलेक्ट्रॉनिक स्तर; d) अंत में इलेक्ट्रॉनों की संख्या ऊर्जा स्तर; बी) न्यूट्रॉन की संख्या; 8. आइटम के साथ इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 1s22s2p63s2p4: ए) कार्बन; बी) सल्फर; ग) क्लोरीन; घ) सोडियम; 9. कार्बन परमाणु का एक इलेक्ट्रॉनिक सूत्र है: a) 1s22s22p3 b) 1s22s2 c) 1s22s22p2 10. किस तत्व परमाणु में अंतिम ऊर्जा स्तर की निम्नलिखित संरचना है ... 3s23p5: a) फॉस्फोरस; बी) फ्लोरीन; ग) क्लोरीन; डी) मैग्नीशियम; 11. अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या इलेक्ट्रॉन कवचतत्व संख्या 19: ए) 1; बी) 2; तीन बजे; डी) 4; 12. क्रमिक संख्याएक तत्व जिसके परमाणु RO3 प्रकार के उच्च ऑक्साइड बनाने में सक्षम हैं: ए) नंबर 11 (सोडियम); बी) नंबर 14 (सिलिकॉन); सी) नंबर 16 (सल्फर); 13. इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 1s22s22p63s23p5 वाला एक तत्व वाष्पशील बनाता है हाइड्रोजन बंधप्रकार: ए) आरएच 4; बी) आरएच 3; ग) एच2आर; घ) एचआर; 14. हाइड्रोजन के 3 मोल का आयतन सामान्य स्थिति: ए) 22.4 एल; बी) 44.8 एल; ग) 67.2 एल; डी) 89.6 एल; ई) 112 एल; 15. चतुर्थ आवर्त का तत्व, में स्थित है द्वितीयक उपसमूह; ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करते हैं। यह तत्व ऑक्साइड टाइप RO और हाइड्रॉक्साइड R(OH)2 बनाता है। a) मैग्नीशियम b) कैल्शियम c) जिंक d) कार्बन 16. सिलिकॉन की अधिकतम संयोजकता: a) IV b) V c) VI d) VII 17. सेलेनियम की न्यूनतम संयोजकता (संख्या 34): a) I b) II c ) III डी ) IV 18. मॉलिक्यूलर मास्सदो की परस्पर क्रिया से प्राप्त नमक उच्च आक्साइडउनमें परमाणु विन्यास वाले तत्व क्रमशः 1s22s22p63s23p64s1 और 1s22s22p3 के बराबर हैं: a) 85; बी) 111; ग) 63; डी) 101; ई) 164; 19. उत्पाद "X", जो परिवर्तनों के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है: Al नमक Al (OH) 3 X a) Al Cl3 b) Al H3 c) Na Al O2 d) Al e) Al2O3 20. गुणांकों का योग प्रतिक्रिया समीकरण में, जिसकी योजना H2S + O2 → SO2 + H2O a) 5; बी) 6; 7 बजे; डी) 8; ई) 9; 21. दाढ़ जनमैग्नीशियम ऑक्साइड (g/mol में): a) 24; बी) 36; ग) 40; डी) 80; ई) 82; 22. आयरन ऑक्साइड (III) के मोल्स की संख्या जो 800 ग्राम बनाती है यह यौगिक: ए) 1; बी) 2; तीन बजे; डी) 4; ई) 5; 23. CH4 मीथेन के 8 ग्राम के दहन के दौरान, 401 kJ ऊष्मा जारी की गई। थर्मल प्रभाव की गणना करें (क्यू) रासायनिक प्रतिक्रिया CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (g) + Q: a) + 401 kJ; बी) + 802 केजे; सी) - 802 केजे; डी) + 1604 केजे; ई) - 1604 केजे; 24. सामान्य परिस्थितियों में, 128 ग्राम ऑक्सीजन की मात्रा होती है: ए) 11.2 लीटर; बी) 22.4 एल; ग) 44.8 एल; डी) 67.2 एल; ई) 89.6 एल; 25. सामूहिक अंश SiH4 यौगिक में हाइड्रोजन है: a) 30%; बी) 12.5%; ग) 40%; डी) 60%; ई) 65%; 26. ईओ2 यौगिक में ऑक्सीजन का द्रव्यमान अंश 50% है। यौगिक में तत्व ई का नाम: ए) नाइट्रोजन; बी) टाइटेनियम; ग) सल्फर; डी) सेलेनियम; ई) कार्बन; 27. 44.8 लीटर हाइड्रोजन (n.o.) के साथ परस्पर क्रिया करने वाले आयरन ऑक्साइड (III) के मोल्स की संख्या: a) 0.67 mol; बी) 2 मोल; ग) 0.3 मोल; डी) 0.4 मोल; ई) 5 मोल; 28. मास हाइड्रोक्लोरिक एसिड की 44.8 लीटर हाइड्रोजन (n.o.) प्राप्त करने के लिए आवश्यक (Mg + 2HCl = MgCl2 + H2): a) 146 g; बी) 73 ग्राम; ग) 292 ग्राम; डी) 219 ग्राम; ई) 20 ग्राम; 29. 80% सोडियम क्लोराइड घोल के 400 ग्राम में निहित नमक का द्रव्यमान: a) 146 g; बी) 320 ग्राम; ग) 210 ग्राम; डी) 32 ग्राम; ई) 200 ग्राम; 30. नमक का द्रव्यमान, जो ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड के 65% समाधान के 300 ग्राम पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के संपर्क से बनता है: ए) 422 ग्राम; बी) 196 ग्राम; ग) 360 ग्राम; डी) 435 ग्राम; ई) 200 ग्राम;

1766 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ जी। कैवेंडिश ने एसिड से धातुओं द्वारा विस्थापित "दहनशील हवा" एकत्र की और इसके गुणों का अध्ययन किया। लेकिन केवल 15 साल बाद यह साबित हो गया कि यह "हवा" पानी का हिस्सा है, और इसे "हाइड्रोजेनियम" नाम दिया गया, यानी "पानी को जन्म देना", "हाइड्रोजन"।

पानी और हवा सहित पृथ्वी पर हाइड्रोजन की हिस्सेदारी वजन के हिसाब से लगभग 1% है। यह बहुत ही सामान्य और महत्वपूर्ण है महत्वपूर्ण तत्व. यह सभी पौधों और जानवरों के साथ-साथ पृथ्वी पर सबसे आम पदार्थ - पानी का हिस्सा है।

हाइड्रोजन ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर तत्व है। यह एक लंबे और की शुरुआत में खड़ा है जटिल प्रक्रियातारों में तत्वों का संश्लेषण।

सौर ऊर्जा पृथ्वी पर जीवन का मुख्य स्रोत है। और इस ऊर्जा का मूल सिद्धांत - थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियासूर्य पर कई चरणों में होता है। इसका परिणाम 4 हाइड्रोजन नाभिकों का निर्माण होता है - एक हीलियम नाभिक के प्रोटॉन और दो पॉज़िट्रॉन। साथ ही हाइलाइट करता है बड़ी राशिऊर्जा।

मनुष्य पृथ्वी पर मुख्य सौर प्रतिक्रिया की बहुत सटीक समानता को पुन: उत्पन्न करने में कामयाब नहीं हुआ। में सांसारिक परिस्थितियाँहम केवल हाइड्रोजन 2 एच - ड्यूटेरियम और 3 एच - ट्रिटियम के भारी समस्थानिकों को ऐसी प्रतिक्रिया में प्रवेश करने के लिए बाध्य कर सकते हैं। 1 - प्रोटियम - के परमाणु द्रव्यमान वाला साधारण हाइड्रोजन इस अर्थ में हमारे नियंत्रण से बाहर है। प्रबंधित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजनशांतिपूर्ण ऊर्जा का असीमित स्रोत अभी तक मनुष्य के लिए उपलब्ध नहीं है।

में आवधिक प्रणालीतत्वों में हाइड्रोजन व्याप्त है विशेष स्थान. यह वह तत्व है जो प्रारंभ करता है आवर्त सारणीमेंडेलीव। यह आमतौर पर लिथियम के ऊपर समूह I में खड़ा होता है। क्योंकि हाइड्रोजन परमाणु में केवल एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन (और आम तौर पर एक इलेक्ट्रॉन) होता है। हालाँकि, में आधुनिक संस्करणआवर्त सारणी में हाइड्रोजन को भी रखा गया है सातवीं समूहफ्लोरीन के ऊपर, चूंकि हाइड्रोजन हैलोजन के साथ समान रूप से पाया जाता है। इसके अलावा, हाइड्रोजन धातुओं - हाइड्राइड्स के साथ यौगिक बनाने में सक्षम है। व्यवहार में, इनमें से सबसे महत्वपूर्ण लिथियम का भारी हाइड्रोजन ड्यूटेरियम के साथ संयोजन है।

सभी तत्वों के समस्थानिकों में बुनियादी भौतिक और होते हैं रासायनिक गुणव्यावहारिक रूप से समान। लेकिन हाइड्रोजन समस्थानिकों के लिए - प्रोटियम, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम - वे काफी भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, प्रोटियम, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के क्वथनांक में कई डिग्री का अंतर होता है। इसलिए, किसी अन्य तत्व के समस्थानिकों की तुलना में हाइड्रोजन के समस्थानिकों को अलग करना आसान होता है।

हाइड्रोजन रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है। यह सभी गैसों में सबसे हल्की है, हवा से 14.4 गुना हल्की है। हाइड्रोजन -252.6°C पर द्रव और -259.1°C पर ठोस हो जाती है।

में सामान्य स्थिति रासायनिक गतिविधिहाइड्रोजन कम है, यह फ्लोरीन, आयोडीन और क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। लेकिन पर उच्च तापमानहाइड्रोजन ब्रोमीन, आयोडीन, सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम, और नाइट्रोजन के साथ उत्प्रेरक की उपस्थिति में, अमोनिया NH3 बनाने के साथ संपर्क करता है। 2 मात्रा H2 और 1 मात्रा O2 का मिश्रण - इसे विस्फोटक गैस कहा जाता है - प्रज्वलित होने पर हिंसक रूप से फट जाता है। हाइड्रोजन ऑक्सीजन में एक गैर-चमकदार लौ के साथ जलता है, जिससे पानी बनता है।

पर उच्च तापमानहाइड्रोजन अधिकांश धातु आक्साइड सहित कई यौगिकों के अणुओं से ऑक्सीजन को "निकालने" में सक्षम है। एक रसायनज्ञ के लिए, हाइड्रोजन, सबसे पहले, एक उत्कृष्ट कम करने वाला एजेंट है, हालांकि यह अभी भी काफी महंगा है। हां, और उसके साथ काम करना आसान नहीं है। इसलिए, औद्योगिक पैमाने पर, हाइड्रोजन अपचयन (उदाहरण के लिए, ऑक्साइड से धातु) का उपयोग बहुत सीमित रूप से किया जाता है।

हाइड्रोजनीकरण की प्रक्रिया में हाइड्रोजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - तरल वसा का ठोस में परिवर्तन, उदाहरण के लिए, वनस्पति तेलों से खाद्य मार्जरीन प्राप्त करने के लिए, साथ ही साथ कई रासायनिक संश्लेषण में। हाइड्रोजन के सबसे बड़े उपभोक्ता रसायन उद्योगअभी भी अमोनिया और मिथाइल अल्कोहल का उत्पादन बना हुआ है।

तापीय ऊर्जा के स्रोत के रूप में हाइड्रोजन में आज बढ़ती दिलचस्पी दिखाई जा रही है। दरअसल, शुद्ध हाइड्रोजन का दहन महत्वपूर्ण रूप से जारी करता है अधिक गर्मीकिसी भी ईंधन की समान मात्रा को जलाने की तुलना में। हाइड्रोजन से चलने वाले वाहनों के लिए भी डिजाइन थे। उनमें से अधिकांश में, हाइड्रोजन का स्रोत कुछ धातुओं के ठोस हाइड्राइड हैं, जो कुछ शर्तों के तहत, उनसे जुड़े हाइड्रोजन को मजबूती से बनाए रखते हैं। लेकिन यह इन स्थितियों को बदलने के लायक है, उदाहरण के लिए, तापमान को कुछ से ऊपर उठाना, आमतौर पर कम, दहलीज, और हाइड्रोजन को एक ऐसे उपकरण में छोड़ा जाना शुरू होता है जो ऐसी कार में कार्बोरेटर को बदल देता है। बेशक, मास बनाने के रास्ते पर हाइड्रोजन कारअभी भी कई तकनीकी कठिनाइयाँ हैं। लेकिन, जाहिर है, वे जल्द ही दूर हो जाएंगे, क्योंकि ऐसा ईंधन ऊर्जावान रूप से फायदेमंद है। इसके अलावा, जब हाइड्रोजन को जलाया जाता है, तो यह नहीं बनता है हानिकारक अशुद्धियाँवातावरण को प्रदूषित करता है, और केवल स्वच्छ जल प्राप्त होता है।

तरल

हाइड्रोजन(अव्य। हाइड्रोजेनियम; प्रतीक द्वारा दर्शाया गया है एच) तत्वों की आवधिक प्रणाली का पहला तत्व है। व्यापक रूप से प्रकृति में वितरित। हाइड्रोजन 1 H के सबसे सामान्य समस्थानिक का धनायन (और नाभिक) प्रोटॉन है। 1 एच नाभिक के गुण विश्लेषण में एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का व्यापक रूप से उपयोग करना संभव बनाते हैं कार्बनिक पदार्थ.

हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक होते हैं खुद के नाम: 1 एच - प्रोटियम (एच), 2 एच - ड्यूटेरियम (डी) और 3 एच - ट्रिटियम (रेडियोधर्मी) (टी)।

सरल पदार्थ हाइड्रोजन - एच 2 - एक हल्की रंगहीन गैस है। हवा या ऑक्सीजन के मिश्रण में यह ज्वलनशील और विस्फोटक होता है। गैर विषैले। इथेनॉल और कई धातुओं में घुलनशील: लोहा, निकल, पैलेडियम, प्लैटिनम।

कहानी

एसिड और धातुओं की परस्पर क्रिया के दौरान ज्वलनशील गैस की रिहाई 16 वीं और में देखी गई थी XVII सदियोंएक विज्ञान के रूप में रसायन विज्ञान के गठन की भोर में। मिखाइल वासिलीविच लोमोनोसोव ने भी सीधे तौर पर इसके अलगाव की ओर इशारा किया, लेकिन पहले से ही निश्चित रूप से यह महसूस कर रहे थे कि यह फ्लॉजिस्टन नहीं था। अंग्रेजी भौतिक विज्ञानीऔर रसायनज्ञ हेनरी कैवेंडिश 1766 में उन्होंने इस गैस की जांच की और इसे "दहनशील हवा" कहा। जब जलाया जाता है, "दहनशील हवा" पानी का उत्पादन करती है, लेकिन कैवेंडिश के फ्लॉजिस्टन के सिद्धांत के पालन ने उसे ऐसा करने से रोक दिया। सही निष्कर्ष. फ्रांसीसी रसायनज्ञ 1783 में विशेष गैसोमीटर का उपयोग करते हुए इंजीनियर जे मेयुनियर के साथ मिलकर एंटोनी लेवॉज़ियर ने पानी के संश्लेषण को अंजाम दिया और फिर इसका विश्लेषण किया, लाल-गर्म लोहे के साथ जल वाष्प का विघटन किया। इस प्रकार, उन्होंने स्थापित किया कि "दहनशील हवा" पानी का हिस्सा है और इसे इससे प्राप्त किया जा सकता है।

नाम की उत्पत्ति

लेवोजियर ने हाइड्रोजन को हाइड्रोजीन नाम दिया, जिसका अर्थ है "जल धारण करने वाला"। रूसी नाम 1824 में रसायनज्ञ एम.एफ. सोलोवोव द्वारा "हाइड्रोजन" प्रस्तावित किया गया था - स्लोमोनोसोव के "ऑक्सीजन" के अनुरूप।

प्रसार

हाइड्रोजन ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर तत्व है। इसमें सभी परमाणुओं का लगभग 92% हिस्सा है (8% हीलियम परमाणु हैं, अन्य सभी तत्वों का हिस्सा 0.1% से कम है)। इस प्रकार, हाइड्रोजन मुख्य है अवयवसितारे और इंटरस्टेलर गैस. तारकीय तापमान की स्थितियों में (उदाहरण के लिए, सूर्य की सतह का तापमान ~ 6000 डिग्री सेल्सियस है), हाइड्रोजन प्लाज्मा के रूप में मौजूद है; इंटरस्टेलर स्पेस में, यह तत्व अलग-अलग अणुओं, परमाणुओं और आयनों के रूप में मौजूद है और कर सकते हैं आणविक बादल बनाते हैं जो आकार, घनत्व और तापमान में काफी भिन्न होते हैं।

पृथ्वी की पपड़ी और जीवित जीव

हाइड्रोजन का द्रव्यमान अंश भूपर्पटी 1% है - यह दसवां सबसे आम तत्व है। हालाँकि, प्रकृति में इसकी भूमिका द्रव्यमान से नहीं, बल्कि परमाणुओं की संख्या से निर्धारित होती है, जिसका हिस्सा अन्य तत्वों में 17% (ऑक्सीजन के बाद दूसरा स्थान, परमाणुओं का अनुपात ~ 52%) है। इसलिए, पृथ्वी पर होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं में हाइड्रोजन का महत्व लगभग उतना ही है जितना कि ऑक्सीजन का। ऑक्सीजन के विपरीत, जो पृथ्वी पर बाध्य और मुक्त दोनों अवस्थाओं में मौजूद है, व्यावहारिक रूप से पृथ्वी पर सभी हाइड्रोजन यौगिकों के रूप में हैं; सरल पदार्थ के रूप में हाइड्रोजन की केवल बहुत कम मात्रा वायुमंडल में पाई जाती है (0.00005% आयतन के अनुसार)।

हाइड्रोजन लगभग सभी कार्बनिक पदार्थों का एक घटक है और सभी जीवित कोशिकाओं में मौजूद है। जीवित कोशिकाओं में, परमाणुओं की संख्या से, हाइड्रोजन का लगभग 50% हिस्सा होता है।

रसीद

प्राप्त करने के औद्योगिक तरीके सरल पदार्थयह उस रूप पर निर्भर करता है जिसमें संबंधित तत्व प्रकृति में है, अर्थात इसके उत्पादन के लिए कच्चा माल क्या हो सकता है। अतः मुक्त अवस्था में उपलब्ध ऑक्सीजन प्राप्त होती है भौतिक रूप में- से निष्कर्षण तरल हवा. दूसरी ओर, हाइड्रोजन लगभग सभी यौगिकों के रूप में है, इसलिए इसे प्राप्त करने के लिए, रासायनिक तरीके. विशेष रूप से, अपघटन प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जा सकता है। हाइड्रोजन के उत्पादन के तरीकों में से एक विद्युत प्रवाह द्वारा पानी के अपघटन की प्रतिक्रिया है।

बुनियादी औद्योगिक तरीकाहाइड्रोजन उत्पादन - मीथेन के पानी के साथ प्रतिक्रिया, जो का हिस्सा है प्राकृतिक गैस. यह एक उच्च तापमान पर किया जाता है (यह सत्यापित करना आसान है कि जब मीथेन को उबलते पानी के माध्यम से भी पारित किया जाता है, तो कोई प्रतिक्रिया नहीं होती है):

सीएच 4 + 2एच 2 ओ \u003d सीओ 2 + 4एच 2 −165 केजे

प्रयोगशाला में, सरल पदार्थों को प्राप्त करने के लिए जरूरी नहीं कि प्राकृतिक कच्चे माल का उपयोग किया जाए, लेकिन वे आरंभिक सामग्रीजिससे वांछित पदार्थ को अलग करना आसान हो जाता है। उदाहरण के लिए प्रयोगशाला में ऑक्सीजन वायु से प्राप्त नहीं की जाती है। यही बात हाइड्रोजन के उत्पादन पर भी लागू होती है। में से एक प्रयोगशाला के तरीकेहाइड्रोजन प्राप्त करना, जो कभी-कभी उद्योग में प्रयोग किया जाता है, विद्युत प्रवाह द्वारा पानी का अपघटन है।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ जिंक की प्रतिक्रिया करके आमतौर पर हाइड्रोजन का उत्पादन प्रयोगशाला में किया जाता है।

उद्योग में

1. इलेक्ट्रोलिसिस जलीय समाधानलवण:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2. लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म कोक के ऊपर जल वाष्प प्रवाहित करना:

एच2ओ+सी? एच2 + सीओ

3. प्राकृतिक गैस से।

भाप रूपांतरण:

सीएच 4 + एच 2 ओ? सीओ + 3एच 2 (1000 डिग्री सेल्सियस)

ऑक्सीजन के साथ उत्प्रेरक ऑक्सीकरण:

2CH4 + O2? 2CO + 4H2

4. तेल शोधन की प्रक्रिया में हाइड्रोकार्बन का क्रैकिंग और सुधार।

प्रयोगशाला में

1.धातुओं पर तनु अम्लों की क्रिया।ऐसी प्रतिक्रिया करने के लिए, जस्ता और तनु हाइड्रोक्लोरिक एसिड का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.पानी के साथ कैल्शियम की इंटरेक्शन:

सीए + 2 एच 2 ओ → सीए (ओएच) 2 + एच 2

3.हाइड्राइड्स का हाइड्रोलिसिस:

नाह + एच 2 ओ → नाओएच + एच 2

4.जस्ता या एल्यूमीनियम पर क्षार की क्रिया:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

जेएन + 2 केओएच + 2 एच 2 ओ → के 2 + एच 2

5.इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से।क्षार या अम्ल के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, हाइड्रोजन को कैथोड पर छोड़ा जाता है, उदाहरण के लिए:

2एच 3 ओ + + 2ई - → एच 2 + 2एच 2 ओ

भौतिक गुण

हाइड्रोजन दो रूपों (संशोधन) में मौजूद हो सकता है - ऑर्थो- और पैरा-हाइड्रोजन के रूप में। ऑर्थोहाइड्रोजन अणु में हे-एच 2 (एमपी। -259.10 डिग्री सेल्सियस, बीपी। -252.56 डिग्री सेल्सियस) परमाणु स्पिन उसी तरह (समानांतर) में निर्देशित होते हैं, जबकि पैराहाइड्रोजेन पी-एच 2 (एमपी। -259.32 डिग्री सेल्सियस, बीपी। -252.89 डिग्री सेल्सियस) - एक दूसरे के विपरीत (विरोधी समानांतर)। संतुलन मिश्रण हे-एच 2 और पी-H2 एक दिए गए तापमान पर कहा जाता है संतुलन हाइड्रोजन इ-H2.

तरल नाइट्रोजन तापमान पर सक्रिय कार्बन पर सोखना द्वारा हाइड्रोजन संशोधनों को अलग किया जा सकता है। बहुत पर कम तामपानऑर्थोहाइड्रोजन और पैराहाइड्रोजेन के बीच संतुलन लगभग पूरी तरह से बाद की ओर स्थानांतरित हो गया है। 80 K पर, पक्षानुपात लगभग 1:1 होता है। Desorbed parahydrogen, जब गरम किया जाता है, तो एक संतुलन के गठन तक orthohydrogen में बदल जाता है कमरे का तापमानमिश्रण (ऑर्थो-पैरा: 75:25)। उत्प्रेरक के बिना, परिवर्तन धीरे-धीरे होता है (इंटरस्टेलर माध्यम की स्थितियों में - साथ विशेषता समयब्रह्माण्ड संबंधी तक), जो व्यक्तिगत संशोधनों के गुणों का अध्ययन करना संभव बनाता है।

हाइड्रोजन सबसे हल्की गैस है, जो हवा से 14.5 गुना हल्की है। जाहिर सी बात है कि क्या कम द्रव्यमानअणु, एक ही तापमान पर उनकी गति जितनी अधिक होगी। सबसे हल्के के रूप में, हाइड्रोजन के अणु किसी भी अन्य गैस के अणुओं की तुलना में तेजी से चलते हैं और इस प्रकार गर्मी को एक शरीर से दूसरे शरीर में तेजी से स्थानांतरित कर सकते हैं। यह इस प्रकार है कि हाइड्रोजन में उच्चतम तापीय चालकता है गैसीय पदार्थ. इसकी तापीय चालकता हवा की तुलना में लगभग सात गुना अधिक है।

हाइड्रोजन अणु डायटोमिक है - एच 2। सामान्य परिस्थितियों में यह एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है। घनत्व 0.08987 g/l (n.o.), क्वथनांक -252.76 °C, विशिष्ट ऊष्मादहन 120.9 × 10 6 जे / किग्रा, पानी में थोड़ा घुलनशील - 18.8 मिली / ली। हाइड्रोजन कई धातुओं (Ni, Pt, Pd, आदि) में अत्यधिक घुलनशील है, विशेष रूप से पैलेडियम में (Pd के 1 आयतन में 850 आयतन)। धातुओं में हाइड्रोजन की घुलनशीलता से संबंधित इसकी उनके माध्यम से फैलने की क्षमता है; कार्बनयुक्त मिश्र धातु (उदाहरण के लिए, स्टील) के माध्यम से प्रसार कभी-कभी कार्बन के साथ हाइड्रोजन की बातचीत (तथाकथित डीकार्बोनाइजेशन) के कारण मिश्र धातु के विनाश के साथ होता है। चांदी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील।

तरल हाइड्रोजन -252.76 से -259.2 डिग्री सेल्सियस तक बहुत ही संकीर्ण तापमान सीमा में मौजूद है। यह एक रंगहीन तरल, बहुत हल्का (-253 °C 0.0708 g / cm3 पर घनत्व) और द्रव (-253 °C 13.8 सेंटीग्रेड पर चिपचिपापन) है। हाइड्रोजन के महत्वपूर्ण पैरामीटर बहुत कम हैं: तापमान -240.2 डिग्री सेल्सियस और दबाव 12.8 एटीएम। यह हाइड्रोजन को द्रवीभूत करने में आने वाली कठिनाइयों की व्याख्या करता है। तरल अवस्था में, संतुलन हाइड्रोजन में 99.79% पैरा-एच 2, 0.21% ऑर्थो-एच 2 होते हैं।

ठोस हाइड्रोजन, गलनांक -259.2 °C, घनत्व 0.0807 g/cm3 (-262 °C पर) - बर्फ जैसा द्रव्यमान, हेक्सागोनल क्रिस्टल, अंतरिक्ष समूह P6/mmc, सेल पैरामीटर ए=3,75 सी= 6.12। पर उच्च दबावहाइड्रोजन धात्विक अवस्था में चला जाता है।

आइसोटोप

हाइड्रोजन के रूप में होता है तीन समस्थानिक, जिनके अलग-अलग नाम हैं: 1 एच - प्रोटियम (एच), 2 एच - ड्यूटेरियम (डी), 3 एच - ट्रिटियम (रेडियोधर्मी) (टी)।

प्रोटियम और ड्यूटेरियम हैं स्थिर समस्थानिकद्रव्यमान संख्या 1 और 2 के साथ। प्रकृति में उनकी सामग्री क्रमशः 99.9885 ± 0.0070% और 0.0115 ± 0.0070% है। हाइड्रोजन उत्पादन के स्रोत और विधि के आधार पर यह अनुपात थोड़ा भिन्न हो सकता है।

हाइड्रोजन समस्थानिक 3 एच (ट्रिटियम) अस्थिर है। इसकी अर्ध-आयु 12.32 वर्ष है। ट्रिटियम प्रकृति में बहुत कम मात्रा में पाया जाता है।

साहित्य भी द्रव्यमान संख्या 4-7 और अर्ध-जीवन 10–22–10–23 s वाले हाइड्रोजन समस्थानिकों पर डेटा प्रदान करता है।

प्राकृतिक हाइड्रोजन में 3200:1 के अनुपात में H2 और HD (ड्यूटेरोहाइड्रोजेन) अणु होते हैं। शुद्ध ड्यूटेरियम हाइड्रोजन D2 की मात्रा और भी कम होती है। एचडी और डी 2 का एकाग्रता अनुपात लगभग 6400:1 है।

सभी समस्थानिकों में से रासायनिक तत्वहाइड्रोजन समस्थानिकों के भौतिक और रासायनिक गुण एक दूसरे से सबसे अलग होते हैं। यह परमाणुओं के द्रव्यमान में सबसे बड़े सापेक्ष परिवर्तन के कारण है।

	तापमान पिघलना, क	तापमान उबालना, क	ट्रिपल डॉट, के / केपीए	गंभीर डॉट, के / केपीए	घनत्व तरल / गैस, किग्रा/घन मीटर

ड्यूटेरियम और ट्रिटियम में ऑर्थो और पैरा संशोधन भी होते हैं: पी-D2, हे-D2, पी-टी2, हे-टी 2। हेटेरोआइसोटोपिक हाइड्रोजन (एचडी, एचटी, डीटी) में ऑर्थो और पैरा संशोधन नहीं होते हैं।

रासायनिक गुण

विघटित हाइड्रोजन अणुओं का अंश

हाइड्रोजन के अणु H 2 काफी मजबूत होते हैं, और हाइड्रोजन को प्रतिक्रिया करने के लिए बहुत सारी ऊर्जा खर्च करनी पड़ती है:

एच 2 \u003d 2 एच - 432 केजे

इसलिए, साधारण तापमान पर, हाइड्रोजन केवल बहुत सक्रिय धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, जैसे कि कैल्शियम, कैल्शियम हाइड्राइड बनाता है:

सीए + एच 2 \u003d सीएएच 2

और एकमात्र अधातु - फ्लोरीन के साथ, हाइड्रोजन फ्लोराइड बनाता है:

हाइड्रोजन अधिकांश धातुओं और गैर-धातुओं के साथ ऊंचे तापमान पर या अन्य प्रभावों के तहत प्रतिक्रिया करता है, जैसे प्रकाश व्यवस्था:

ओ 2 + 2 एच 2 \u003d 2 एच 2 ओ

यह कुछ आक्साइड से ऑक्सीजन "दूर" कर सकता है, उदाहरण के लिए:

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O

लिखित समीकरण दर्शाता है पुनर्योजी गुणहाइड्रोजन।

एन 2 + 3 एच 2 → 2 एनएच 3

हैलोजन के साथ हाइड्रोजन हैलाइड बनाता है:

F 2 + H 2 → 2HF, प्रतिक्रिया अंधेरे में और किसी भी तापमान पर विस्फोट के साथ आगे बढ़ती है,

Cl 2 + H 2 → 2HCl, प्रतिक्रिया विस्फोट के साथ आगे बढ़ती है, केवल प्रकाश में।

यह मजबूत ताप पर कालिख के साथ परस्पर क्रिया करता है:

सी + 2 एच 2 → सीएच 4

क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ सहभागिता

सक्रिय धातुओं के साथ बातचीत करते समय, हाइड्रोजन हाइड्राइड बनाता है:

2एनए + एच 2 → 2एनएएच

सीए + एच 2 → सीएएच 2

एमजी + एच 2 → एमजीएच 2

हाइड्राइड- खारा, एसएनएफ, आसानी से हाइड्रोलाइज्ड:

सीएएच 2 + 2 एच 2 ओ → सीए (ओएच) 2 + 2 एच 2

धातु आक्साइड के साथ सहभागिता (आमतौर पर डी-तत्व)

ऑक्साइड धातुओं में अपचयित होते हैं:

क्यूओ + एच 2 → क्यू + एच 2 ओ

फे 2 ओ 3 + 3 एच 2 → 2 एफई + 3 एच 2 ओ

डब्ल्यूओ 3 + 3एच 2 → डब्ल्यू + 3एच 2 ओ

कार्बनिक यौगिकों का हाइड्रोजनीकरण

आणविक हाइड्रोजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है कार्बनिक संश्लेषणकार्बनिक यौगिकों की वसूली के लिए। इन प्रक्रियाओं को कहा जाता है हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं. ये अभिक्रियाएँ उत्प्रेरक की उपस्थिति में संपन्न होती हैं ऊंचा दबावऔर तापमान। उत्प्रेरक या तो सजातीय (जैसे विल्किंसन उत्प्रेरक) या विषमांगी (जैसे राने निकल, कार्बन पर पैलेडियम) हो सकता है।

इस प्रकार, विशेष रूप से, असंतृप्त यौगिकों के उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के दौरान, जैसे कि एल्केनीज़ और एल्केनीज़, संतृप्त यौगिक, एल्केन्स, बनते हैं।

हाइड्रोजन की भू-रसायन

मुक्त हाइड्रोजन एच 2 स्थलीय गैसों में अपेक्षाकृत दुर्लभ है, लेकिन पानी के रूप में यह विशेष रूप से स्वीकार करता है महत्वपूर्ण भागीदारीभू-रासायनिक प्रक्रियाओं में।

हाइड्रोजन अमोनियम आयन, हाइड्रॉक्सिल आयन और क्रिस्टलीय पानी के रूप में खनिजों में मौजूद हो सकता है।

पानी के अपघटन के परिणामस्वरूप वातावरण में लगातार हाइड्रोजन का उत्पादन होता है। सौर विकिरण. एक छोटा द्रव्यमान होने के कारण, हाइड्रोजन के अणुओं में प्रसार गति की उच्च दर होती है (यह दूसरे के करीब है अंतरिक्ष वेग) और, ऊपरी वायुमंडल में जाकर, बाहरी अंतरिक्ष में उड़ सकता है।

संचलन की विशेषताएं

हाइड्रोजन, हवा के साथ मिश्रित होने पर, एक विस्फोटक मिश्रण बनाता है - तथाकथित विस्फोटक गैस। यह गैस सबसे अधिक विस्फोटक होती है मात्रा अनुपातहाइड्रोजन और ऑक्सीजन 2:1, या हाइड्रोजन और हवा लगभग 2:5, चूंकि हवा में लगभग 21% ऑक्सीजन होता है। हाइड्रोजन भी आग का खतरा है। अगर यह त्वचा के संपर्क में आता है तो तरल हाइड्रोजन गंभीर शीतदंश पैदा कर सकता है।

ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन की विस्फोटक सांद्रता मात्रा के हिसाब से 4% से 96% तक होती है। जब मात्रा के हिसाब से 4% से 75(74)% तक हवा में मिलाया जाता है।

अर्थव्यवस्था

बड़े थोक वितरण में हाइड्रोजन की लागत $2-5 प्रति किग्रा के बीच होती है।

आवेदन

परमाणु हाइड्रोजन का उपयोग परमाणु हाइड्रोजन वेल्डिंग के लिए किया जाता है।

रसायन उद्योग

• अमोनिया, मेथनॉल, साबुन और प्लास्टिक के उत्पादन में
• तरल वनस्पति तेलों से मार्जरीन के उत्पादन में
• रूप में पंजीकृत है खाद्य योज्य ई949(पैकिंग गैस)

खाद्य उद्योग

उड्डयन उद्योग

हाइड्रोजन बहुत हल्की होती है और हमेशा हवा में ऊपर उठती है। एक बार एयरशिप और गुब्बारेहाइड्रोजन से भरा हुआ। लेकिन 30 के दशक में। 20 वीं सदी कई आपदाएँ हुईं, जिसके दौरान हवाई पोत फट गए और जल गए। आजकल, इसकी उच्च लागत के बावजूद, एयरशिप हीलियम से भरे हुए हैं।

ईंधन

हाइड्रोजन का उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में किया जाता है।

कारों के ईंधन के रूप में हाइड्रोजन के उपयोग पर अनुसंधान चल रहा है और ट्रक. हाइड्रोजन इंजन प्रदूषित नहीं करते हैं पर्यावरणऔर केवल जल वाष्प का उत्सर्जन करें।

हाइड्रोजन-ऑक्सीजन ईंधन सेल रासायनिक प्रतिक्रिया की ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए हाइड्रोजन का उपयोग करते हैं।

"तरल हाइड्रोजन"("LW") 0.07 g/cm³ के कम विशिष्ट गुरुत्व और 14.01 K (-259.14 °C) के हिमांक बिंदु और 20.28 K (-252.87) के क्वथनांक के साथ क्रायोजेनिक गुणों के साथ हाइड्रोजन के एकत्रीकरण की एक तरल अवस्था है। डिग्री सेल्सियस)। यह एक रंगहीन, गंधहीन तरल है, जो हवा के साथ मिश्रित होने पर होता है विस्फोटक पदार्थ 4-75% की इग्निशन फैक्टर रेंज के साथ। तरल हाइड्रोजन में आइसोमर्स का स्पिन अनुपात है: 99.79% - पैराहाइड्रोजेन; 0.21% - ऑर्थोहाइड्रोजन। बदलते समय हाइड्रोजन विस्तार गुणांक एकत्रीकरण की स्थितिगैसीय 848:1 20 डिग्री सेल्सियस पर है।

किसी भी अन्य गैस की तरह, हाइड्रोजन को द्रवित करने से इसका आयतन कम हो जाता है। द्रवीकरण के बाद, "जेएचवी" दबाव में तापीय रूप से इन्सुलेटेड कंटेनरों में संग्रहीत किया जाता है। तरल हाइड्रोजन तरल हाइड्रोजन, एलएच 2, एलएच 2) व्यापक रूप से उद्योग में, गैस भंडारण के रूप में, और अंतरिक्ष उद्योग में, रॉकेट ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

कहानी

1756 में कृत्रिम प्रशीतन का पहला प्रलेखित उपयोग अंग्रेजी वैज्ञानिक विलियम कुलेन द्वारा किया गया था, 1784 में गैसपार्ड मोंज सल्फर ऑक्साइड की तरल अवस्था प्राप्त करने वाले पहले व्यक्ति थे, माइकल फैराडे तरलीकृत अमोनिया प्राप्त करने वाले पहले व्यक्ति थे, अमेरिकी आविष्कारक ओलिवर इवांस थे 1805 में रेफ्रिजरेशन कंप्रेसर विकसित करने वाले पहले, जैकब पर्किन्स 1834 में कूलिंग मशीन का पेटेंट कराने वाले पहले व्यक्ति थे और 1851 में जॉन गोरे अमेरिका में एयर कंडीशनर का पेटेंट कराने वाले पहले व्यक्ति थे। वर्नर सीमेंस ने 1857 में पुनर्योजी शीतलन की अवधारणा का प्रस्ताव रखा, कार्ल लिंडे ने 1876 में कैसकेड "जूल-थॉमसन विस्तार प्रभाव" और पुनर्योजी शीतलन का उपयोग करके तरल हवा के उत्पादन के लिए उपकरण का पेटेंट कराया। 1885 में, पोलिश भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ ज़िगमुंड व्रॉब्ल्वस्की ने हाइड्रोजन 33 K का महत्वपूर्ण तापमान, 13.3 एटीएम का महत्वपूर्ण दबाव प्रकाशित किया। और 23 K पर एक क्वथनांक। जेम्स देवर द्वारा 1898 में पुनर्योजी प्रशीतन और उनके आविष्कार, देवर पोत का उपयोग करके हाइड्रोजन को पहली बार द्रवित किया गया था। 1929 में पॉल हर्टेक और कार्ल बोन्होफ़र द्वारा तरल हाइड्रोजन, पैराहाइड्रोजेन के एक स्थिर आइसोमर का पहला संश्लेषण किया गया था।

हाइड्रोजन के स्पिन आइसोमर्स

कमरे के तापमान पर हाइड्रोजन में मुख्य रूप से स्पिन आइसोमर, ऑर्थोहाइड्रोजन होता है। उत्पादन के बाद, तरल हाइड्रोजन एक मेटास्टेबल अवस्था में है और विस्फोटक से बचने के लिए इसे पैराहाइड्रोजेन रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया, जो कम तापमान पर बदलने पर होता है। पैराहाइड्रोजेन चरण में रूपांतरण आमतौर पर आयरन ऑक्साइड, क्रोमियम ऑक्साइड जैसे उत्प्रेरकों का उपयोग करके किया जाता है। सक्रिय कार्बनप्लेटिनम चढ़ाया हुआ अभ्रक, दुर्लभ पृथ्वी धातु या यूरेनियम या निकल योजक का उपयोग करके।

प्रयोग

तरल हाइड्रोजन का उपयोग इंजनों के लिए ईंधन भंडारण के रूप में किया जा सकता है आंतरिक जलनऔर ईंधन सेल। विभिन्न पनडुब्बियों (परियोजनाओं "212A" और "214", जर्मनी) और हाइड्रोजन परिवहन अवधारणाओं को इसका उपयोग करके बनाया गया था समग्र रूपहाइड्रोजन (उदाहरण के लिए "डीपसी" या "बीएमडब्ल्यू एच2आर" देखें)। डिज़ाइन की निकटता के कारण, "जेएचवी" पर उपकरण के निर्माता तरलीकृत प्राकृतिक गैस ("एलएनजी") का उपयोग करने वाले सिस्टम का उपयोग या केवल संशोधित कर सकते हैं। हालाँकि, कम होने के कारण थोक घनत्वदहन के लिए ऊर्जा को प्राकृतिक गैस की तुलना में अधिक हाइड्रोजन की आवश्यकता होती है। यदि पारस्परिक इंजनों में "सीएनजी" के बजाय तरल हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है, तो आमतौर पर एक भारी ईंधन प्रणाली की आवश्यकता होती है। प्रत्यक्ष इंजेक्शन के साथ, सेवन पथ में बढ़े हुए नुकसान सिलेंडरों के भरने को कम करते हैं।

न्यूट्रॉन प्रकीर्णन प्रयोगों में न्यूट्रॉन को ठंडा करने के लिए तरल हाइड्रोजन का भी उपयोग किया जाता है। एक न्यूट्रॉन और एक हाइड्रोजन नाभिक का द्रव्यमान लगभग बराबर होता है, इसलिए ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है मामूली टक्करसबसे कुशल।

लाभ

हाइड्रोजन का उपयोग करने का लाभ इसके अनुप्रयोग का "शून्य उत्सर्जन" है। हवा के साथ इसकी बातचीत का उत्पाद पानी है।

बाधाएं

एक लीटर "जेएचवी" का वजन केवल 0.07 किलोग्राम होता है। यानी उसका विशिष्ट गुरुत्व 20 K पर 70.99 g/l है। तरल हाइड्रोजन के लिए क्रायोजेनिक स्टोरेज तकनीक की आवश्यकता होती है जैसे कि विशेष थर्मली इंसुलेटेड कंटेनर और विशेष हैंडलिंग की आवश्यकता होती है, जो सभी क्रायोजेनिक सामग्रियों के लिए सामान्य है। इस सिलसिले में करीब है तरल ऑक्सीजन, लेकिन आग के खतरे के कारण अधिक सावधानी की आवश्यकता है। यहां तक ​​कि इंसुलेटेड कंटेनरों में भी इसे तरल रखने के लिए आवश्यक कम तापमान पर रखना मुश्किल होता है (आमतौर पर यह प्रति दिन 1% की दर से वाष्पित हो जाता है)। इसे संभालते समय, आपको हाइड्रोजन के साथ काम करते समय सामान्य सुरक्षा सावधानियों का पालन करने की भी आवश्यकता होती है - यह हवा को द्रवीभूत करने के लिए पर्याप्त ठंडी होती है, जो विस्फोटक होती है।

रॉकेट का ईंधन

तरल हाइड्रोजन रॉकेट ईंधन का एक सामान्य घटक है जिसका उपयोग लॉन्च वाहनों के जेट त्वरण के लिए किया जाता है और अंतरिक्ष यान. अधिकांश तरल प्रणोदक रॉकेट इंजनों में, हाइड्रोजन का उपयोग पहली बार नोजल और इंजन के अन्य भागों को फिर से ठंडा करने के लिए किया जाता है, इससे पहले इसे ऑक्सीडाइज़र के साथ मिलाया जाता है और जोर देने के लिए जलाया जाता है। उपयोग में आने वाले आधुनिक H 2 / O 2 संचालित इंजन हाइड्रोजन युक्त ईंधन मिश्रण का उपभोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप निकास में कुछ असंतुलित हाइड्रोजन होता है। आणविक भार को कम करके इंजन के विशिष्ट आवेग को बढ़ाने के अलावा, यह नोजल और दहन कक्ष के क्षरण को भी कम करता है।

क्रायोजेनिक प्रकृति और जैसे अन्य क्षेत्रों में "जेएचवी" के उपयोग में ऐसी बाधाएं कम घनत्व, में उपयोग करने के लिए एक निवारक भी हैं इस मामले में. 2009 के लिए, केवल एक प्रक्षेपण यान (LV "डेल्टा-4") है, जो पूरी तरह से एक हाइड्रोजन रॉकेट है। मूल रूप से, "ZHV" का उपयोग या तो रॉकेट के ऊपरी चरणों में, या ब्लॉकों पर किया जाता है, जो पेलोड को एक निर्वात में अंतरिक्ष में लॉन्च करने के कार्य का एक महत्वपूर्ण हिस्सा करते हैं। इस प्रकार के ईंधन के घनत्व को बढ़ाने के उपायों में से एक के रूप में, कीचड़ जैसी हाइड्रोजन के उपयोग के प्रस्ताव हैं, जो कि "जेएचवी" का अर्ध-जमे हुए रूप है।

आवधिक प्रणाली में इसका अपना है निश्चित स्थानस्थिति, जो उसके द्वारा प्रदर्शित गुणों को दर्शाती है और उसकी बात करती है इलेक्ट्रॉनिक संरचना. हालाँकि, इन सबके बीच एक विशेष परमाणु है जो एक साथ दो कोशिकाओं पर कब्जा कर लेता है। यह तत्वों के दो समूहों में स्थित है जो उनके प्रकट गुणों में पूरी तरह विपरीत हैं। यह हाइड्रोजन है। ये खूबियां इसे खास बनाती हैं।

हाइड्रोजन सिर्फ एक तत्व नहीं है, बल्कि एक साधारण पदार्थ भी है, साथ ही कई का एक अभिन्न अंग भी है जटिल कनेक्शन, बायोजेनिक और ऑर्गनोजेनिक तत्व। इसलिए, हम इसकी विशेषताओं और गुणों पर अधिक विस्तार से विचार करते हैं।

रासायनिक तत्व के रूप में हाइड्रोजन

हाइड्रोजन मुख्य उपसमूह के पहले समूह का एक तत्व है, साथ ही पहली छोटी अवधि में मुख्य उपसमूह का सातवां समूह है। इस अवधि में केवल दो परमाणु होते हैं: हीलियम और जिस तत्व पर हम विचार कर रहे हैं। आइए, आवर्त निकाय में हाइड्रोजन की स्थिति की मुख्य विशेषताओं का वर्णन करें।

1. हाइड्रोजन की क्रम संख्या 1 है, इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है, क्रमशः प्रोटॉन की संख्या समान है। परमाणु द्रव्यमान 1.00795 है। द्रव्यमान संख्या 1, 2, 3 के साथ इस तत्व के तीन समस्थानिक हैं। हालाँकि, उनमें से प्रत्येक के गुण बहुत भिन्न हैं, क्योंकि हाइड्रोजन के द्रव्यमान में एक की वृद्धि तुरंत दोगुनी हो जाती है।
2. तथ्य यह है कि इसमें बाहरी पर केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है, यह ऑक्सीकरण और गुणों को कम करने दोनों को सफलतापूर्वक प्रदर्शित करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, एक इलेक्ट्रॉन की रिहाई के बाद, यह एक मुक्त कक्षीय रहता है, जो गठन में भाग लेता है रासायनिक बन्धदाता-स्वीकारकर्ता तंत्र के अनुसार।
3. हाइड्रोजन एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है। इसलिए, मुख्य उपसमूह का पहला समूह उसका मुख्य स्थान माना जाता है, जहां वह सबसे अधिक नेतृत्व करता है सक्रिय धातुएँ- क्षारीय।
4. हालांकि, मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ बातचीत करते समय, उदाहरण के लिए, धातु, यह एक ऑक्सीकरण एजेंट भी हो सकता है, जो एक इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करता है। इन यौगिकों को हाइड्राइड्स कहा जाता है। इस आधार पर, यह हलोजन के उपसमूह का नेतृत्व करता है, जिसके साथ यह समान है।
5. बहुत छोटे से धन्यवाद परमाणु भारहाइड्रोजन को सबसे हल्का तत्व माना जाता है। इसके अलावा, इसका घनत्व भी बहुत कम है, इसलिए यह हल्केपन का भी मानक है।

इस प्रकार, यह स्पष्ट है कि हाइड्रोजन परमाणु अन्य सभी तत्वों के विपरीत पूरी तरह से अद्वितीय है। नतीजतन, इसके गुण भी विशेष हैं, और गठित सरल और हैं जटिल पदार्थबहुत ज़रूरी। आइए उन पर आगे विचार करें।

सरल पदार्थ

यदि हम इस तत्व के अणु के रूप में बात करें, तो हमें यह कहना होगा कि यह द्विपरमाणुक है। अर्थात हाइड्रोजन (एक साधारण पदार्थ) एक गैस है। इसका अनुभवजन्य सूत्र एच 2, और ग्राफिक - एक के माध्यम से लिखा जाएगा सिग्मा बांड एच-एच. परमाणुओं के बीच बंधन गठन का तंत्र सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय है।

1. मीथेन का भाप सुधार।
2. कोयला गैसीकरण - इस प्रक्रिया में कोयले को 1000 0C तक गर्म करना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन और उच्च कार्बन कोयले का निर्माण होता है।
3. इलेक्ट्रोलिसिस। यह विधिकेवल विभिन्न लवणों के जलीय घोल के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, क्योंकि पिघलने से कैथोड पर पानी का निर्वहन नहीं होता है।

हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए प्रयोगशाला के तरीके:

1. धातु हाइड्राइड्स का हाइड्रोलिसिस।
2. सक्रिय धातुओं और मध्यम गतिविधि पर तनु अम्लों की क्रिया।
3. क्षारीय और की बातचीत क्षारीय पृथ्वी धातुपानी के साथ।

परिणामी हाइड्रोजन को इकट्ठा करने के लिए, परखनली को उल्टा करके रखना आवश्यक है। आखिरकार, इस गैस को उसी तरह से एकत्र नहीं किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, कार्बन डाईऑक्साइड. यह हाइड्रोजन है, यह हवा से बहुत हल्का है। जल्दी से मिटता है, और बड़ी मात्राहवा में मिलाने पर फट जाता है। इसलिए, ट्यूब उलटा होना चाहिए। इसे भरने के बाद इसे रबर डाट से बंद कर देना चाहिए।

एकत्रित हाइड्रोजन की शुद्धता की जांच करने के लिए आपको गले में एक जली हुई माचिस लानी चाहिए। यदि कपास बहरा और शांत है, तो गैस स्वच्छ है, न्यूनतम वायु अशुद्धियों के साथ। अगर जोर से और सीटी - गंदा, के साथ बड़ा हिस्साविदेशी घटक।

उपयोग के क्षेत्र

जब हाइड्रोजन को जलाया जाता है तो वह मुक्त होती है एक बड़ी संख्या कीऊर्जा (गर्मी), कि इस गैस को सबसे लाभदायक ईंधन माना जाता है। इसके अलावा, यह पर्यावरण के अनुकूल है। हालाँकि, इस क्षेत्र में इसका उपयोग वर्तमान में सीमित है। यह शुद्ध हाइड्रोजन को संश्लेषित करने की गलत और अनसुलझी समस्याओं के कारण है, जो रिएक्टरों, इंजनों और पोर्टेबल उपकरणों के साथ-साथ आवासीय हीटिंग बॉयलरों में ईंधन के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त होगा।

आखिरकार, इस गैस को प्राप्त करने के तरीके काफी महंगे हैं, इसलिए पहले संश्लेषण की एक विशेष विधि विकसित करना आवश्यक है। एक जो आपको उत्पाद प्राप्त करने की अनुमति देगा बड़ी मात्रा मेंऔर न्यूनतम लागत पर।

ऐसे कई मुख्य क्षेत्र हैं जिनमें हम जिस गैस पर विचार कर रहे हैं उसका उपयोग किया जाता है।

1. रासायनिक संश्लेषण। हाइड्रोजनीकरण के आधार पर साबुन, मार्जरीन और प्लास्टिक प्राप्त होते हैं। हाइड्रोजन, मेथनॉल और अमोनिया की भागीदारी के साथ-साथ अन्य यौगिकों को संश्लेषित किया जाता है।
2. में खाद्य उद्योग- एक योजक E949 के रूप में।
3. विमानन उद्योग (रॉकेट निर्माण, विमान निर्माण)।
4. बिजली उद्योग।
5. मौसम विज्ञान।
6. पर्यावरण के अनुकूल प्रकार का ईंधन।

जाहिर है, हाइड्रोजन उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि यह प्रकृति में प्रचुर मात्रा में है। अधिक बड़ी भूमिकाइसके द्वारा गठित विभिन्न यौगिकों को खेलें।

हाइड्रोजन यौगिक

ये जटिल पदार्थ हैं जिनमें हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। ऐसे पदार्थों के कई मुख्य प्रकार हैं।

1. हाइड्रोजन हालिड्स। सामान्य सूत्र- हल। इनमें हाइड्रोजन क्लोराइड का विशेष महत्व है। यह एक गैस है जो हाइड्रोक्लोरिक एसिड घोल बनाने के लिए पानी में घुल जाती है। यह अम्ल पाया जाता है विस्तृत आवेदनलगभग सभी में रासायनिक संश्लेषण. और कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों। हाइड्रोजन क्लोराइड एक यौगिक है जिसका अनुभवजन्य सूत्र HCL है और यह हमारे देश में वार्षिक उत्पादन के मामले में सबसे बड़ा है। हाइड्रोजन हलाइड्स में हाइड्रोजन आयोडाइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड और हाइड्रोजन ब्रोमाइड भी शामिल हैं। ये सभी संबंधित अम्ल बनाते हैं।
2. वाष्पशील उनमें से लगभग सभी काफी जहरीली गैसें हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड, मीथेन, सिलेन, फॉस्फीन और अन्य। हालांकि, वे बहुत ज्वलनशील हैं।
3. हाइड्राइड धातुओं के साथ यौगिक होते हैं। ये लवण वर्ग से संबंधित हैं।
4. हाइड्रॉक्साइड्स: क्षार, अम्ल और उभयधर्मी यौगिक। उनकी संरचना में आवश्यक रूप से एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणु शामिल हैं। उदाहरण: NaOH, K2 , H2SO4 और अन्य।
5. हाइड्रोजन हाइड्रोक्साइड। इस यौगिक को जल के नाम से जाना जाता है। हाइड्रोजन ऑक्साइड का दूसरा नाम। अनुभवजन्य सूत्र इस तरह दिखता है - एच 2 ओ।
6. हाइड्रोजन पेरोक्साइड। यह सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जिसका सूत्र H2O2 है।
7. कई कार्बनिक यौगिक: हाइड्रोकार्बन, प्रोटीन, वसा, लिपिड, विटामिन, हार्मोन, आवश्यक तेल और अन्य।

जाहिर है, हम जिस तत्व पर विचार कर रहे हैं, उसके यौगिकों की विविधता बहुत बड़ी है। यह एक बार फिर प्रकृति और मनुष्य के साथ-साथ सभी जीवित प्राणियों के लिए इसके उच्च महत्व की पुष्टि करता है।

सर्वोत्तम विलायक है

जैसा ऊपर बताया गया है, सामान्य नाम दिया पदार्थ- पानी। सहसंयोजक द्वारा एक साथ जुड़े दो हाइड्रोजन और एक ऑक्सीजन परमाणुओं से मिलकर बनता है ध्रुवीय बंधन. पानी का अणु एक द्विध्रुव है, जो इसके कई गुणों की व्याख्या करता है। विशेष रूप से, तथ्य यह है कि यह एक सार्वभौमिक विलायक है।

ठीक उसी समय जलीय वातावरणलगभग सब कुछ होता है रासायनिक प्रक्रियाएँ. प्लास्टिक की आंतरिक प्रतिक्रियाएं और ऊर्जा उपापचयजीवित जीवों में भी हाइड्रोजन ऑक्साइड का उपयोग किया जाता है।

जल को सर्वाधिक माना गया है महत्वपूर्ण पदार्थग्रह पर। यह ज्ञात है कि कोई भी जीव इसके बिना जीवित नहीं रह सकता है। पृथ्वी पर, यह एकत्रीकरण की तीन अवस्थाओं में मौजूद है:

• तरल;
• गैस (भाप);
• ठोस (बर्फ)।

हाइड्रोजन के समस्थानिक के आधार पर जो अणु का हिस्सा है, पानी तीन प्रकार के होते हैं।

1. प्रकाश या प्रोटियम। 1 की द्रव्यमान संख्या वाला एक समस्थानिक। सूत्र H 2 O है। यह सामान्य रूप है जिसका उपयोग सभी जीव करते हैं।
2. ड्यूटेरियम या भारी, इसका सूत्र D 2 O है। इसमें आइसोटोप 2 H होता है।
3. सुपर भारी या ट्रिटियम। सूत्र T3O जैसा दिखता है, आइसोटोप 3 H है।

ग्रह पर ताजा प्रोटियम पानी के भंडार बहुत महत्वपूर्ण हैं। कई देशों में इसकी कमी पहले से ही है। पेयजल प्राप्त करने के लिए खारे पानी के उपचार के तरीके विकसित किए जा रहे हैं।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक सार्वभौमिक उपाय है

यह यौगिक, जैसा कि ऊपर बताया गया है, एक उत्कृष्ट ऑक्सीकरण एजेंट है। हालांकि, मजबूत प्रतिनिधियों के साथ यह रिड्यूसर के रूप में भी व्यवहार कर सकता है। इसके अलावा, इसका एक स्पष्ट जीवाणुनाशक प्रभाव है।

इस यौगिक का दूसरा नाम पेरोक्साइड है। यह इस रूप में है कि इसका उपयोग दवा में किया जाता है। विचाराधीन यौगिक के क्रिस्टलीय हाइड्रेट का 3% समाधान एक चिकित्सा दवा है जिसका उपयोग छोटे घावों को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है। हालांकि, यह साबित हो चुका है कि इस मामले में घाव भरने की प्रक्रिया समय के साथ बढ़ती जाती है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड का भी उपयोग किया जाता है रॉकेट का ईंधन, उद्योग में कीटाणुशोधन और विरंजन के लिए, उपयुक्त सामग्री (फोम, उदाहरण के लिए) के उत्पादन के लिए फोमिंग एजेंट के रूप में। इसके अलावा, पेरोक्साइड एक्वैरियम को साफ करने, बालों को ब्लीच करने और दांतों को सफेद करने में मदद करता है। हालांकि, एक ही समय में यह ऊतकों को नुकसान पहुँचाता है, इसलिए इस उद्देश्य के लिए विशेषज्ञों द्वारा इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है।