एस-तत्वों की विशेषता

एस-तत्वों के ब्लॉक में 13 तत्व शामिल हैं, जिनमें से बाहरी ऊर्जा स्तर के एस-उप-स्तर के परमाणुओं में निर्माण होता है।

यद्यपि हाइड्रोजन और हीलियम को उनके गुणों की विशिष्ट प्रकृति के कारण एस-तत्वों के रूप में वर्गीकृत किया गया है, उन्हें अलग से माना जाना चाहिए। हाइड्रोजन, सोडियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम महत्वपूर्ण तत्व हैं।

एस-तत्वों के यौगिक प्रदर्शित करते हैं सामान्य पैटर्नगुणों में, जिसे समानता द्वारा समझाया गया है इलेक्ट्रॉनिक संरचनाउनके परमाणु। सभी बाहरी इलेक्ट्रॉन संयोजकता हैं और गठन में भाग लेते हैं रासायनिक बन्ध. इसलिए, यौगिकों में इन तत्वों की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था है संख्यामें इलेक्ट्रॉन बाहरी परतऔर, तदनुसार, उस समूह की संख्या के बराबर है जिसमें वह स्थित है दिया गया तत्व. s-तत्व धातुओं की ऑक्सीकरण अवस्था सदैव धनात्मक होती है। एक और विशेषता यह है कि बाहरी परत के इलेक्ट्रॉनों के अलग होने के बाद, एक उत्कृष्ट गैस शेल वाला आयन रहता है। वृद्धि के साथ क्रमिक संख्यातत्व, परमाणु त्रिज्या, आयनीकरण ऊर्जा घट जाती है (5.39 eV y Li से 3.83 eV y Fr), और तत्वों की घटती गतिविधि बढ़ जाती है।

एस-तत्वों के अधिकांश यौगिक रंगहीन होते हैं (डी-तत्वों के यौगिकों के विपरीत), क्योंकि कम तापमान से डी-इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण, जो रंग का कारण बनता है, को बाहर रखा गया है। उर्जा स्तरउच्च ऊर्जा स्तरों के लिए।

समूह IA - IIA के तत्वों के यौगिक विशिष्ट लवण हैं; एक जलीय घोल में, वे लगभग पूरी तरह से आयनों में अलग हो जाते हैं और कटियन हाइड्रोलिसिस के अधीन नहीं होते हैं (Be 2+ और Mg 2+ लवण को छोड़कर)।

हाइड्रोजन हाइड्राइड आयनिक सहसंयोजक

एस-तत्वों के आयनों के लिए, जटिल गठन विशिष्ट नहीं है। एस के क्रिस्टलीय परिसरों - लिगैंड्स वाले तत्व एच 2 ओ-क्रिस्टल हाइड्रेट्स, से जाना जाता है प्राचीन काल, उदाहरण के लिए: Na 2 B 4 O 7 10H 2 O-बोरैक्स, KАl (SO 4) 2 12H 2 O-फिटकरी। क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स में पानी के अणुओं को धनायन के चारों ओर समूहीकृत किया जाता है, लेकिन कभी-कभी पूरी तरह से आयन को घेर लेते हैं। आयन के छोटे आवेश और आयन की बड़ी त्रिज्या के कारण, क्षार धातुएँ एक्वा कॉम्प्लेक्स सहित कॉम्प्लेक्स के निर्माण के लिए कम से कम प्रवण होती हैं। जटिल एजेंटों के रूप में जटिल यौगिकलिथियम, बेरिलियम, मैग्नीशियम के आयन कम स्थिरता के रूप में कार्य करते हैं।

हाइड्रोजन। हाइड्रोजन के रासायनिक गुण

हाइड्रोजन सबसे हल्का एस-तत्व है। जमीनी अवस्था में इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1S 1 है। हाइड्रोजन परमाणु में एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन होता है। हाइड्रोजन की ख़ासियत यह है कि इसका वैलेंस इलेक्ट्रॉन सीधे क्रिया के क्षेत्र में होता है परमाणु नाभिक. हाइड्रोजन में एक मध्यवर्ती इलेक्ट्रॉन परत नहीं होती है, इसलिए हाइड्रोजन को क्षार धातुओं का इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग नहीं माना जा सकता है।

क्षार धातुओं की तरह, हाइड्रोजन एक कम करने वाला एजेंट है और +1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है। हाइड्रोजन का स्पेक्ट्रा क्षार धातुओं के समान होता है। हाइड्रोजन, क्षार धातुओं के समान है, जो समाधान में एक हाइड्रेटेड सकारात्मक चार्ज आयन एच + देने की क्षमता में है।

हलोजन की तरह, हाइड्रोजन परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन गायब है। यही हाइड्राइड आयन H- के अस्तित्व का कारण है।

इसके अलावा, हैलोजन परमाणुओं की तरह, हाइड्रोजन परमाणुओं को एक उच्च आयनीकरण ऊर्जा (1312 kJ/mol) की विशेषता होती है। इस प्रकार, हाइड्रोजन तत्वों की आवर्त सारणी में एक विशेष स्थान रखता है।

ब्रह्मांड में हाइड्रोजन सबसे प्रचुर मात्रा में तत्व है, जो सूर्य के आधे द्रव्यमान और अधिकांश सितारों के लिए जिम्मेदार है।

सूर्य और अन्य ग्रहों पर हाइड्रोजन परमाणु अवस्था में है, आंशिक रूप से आयनित द्विपरमाणुक अणुओं के रूप में अंतरतारकीय माध्यम में है।

हाइड्रोजन में तीन समस्थानिक होते हैं; प्रोटियम 1 एच, ड्यूटेरियम 2 डी और ट्रिटियम 3 टी, ट्रिटियम एक रेडियोधर्मी समस्थानिक है।

हाइड्रोजन अणु उच्च शक्ति और कम ध्रुवीकरण, छोटे आकार और कम द्रव्यमान द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं, और उच्च गतिशीलता रखते हैं। इसलिए, हाइड्रोजन में बहुत कम गलनांक (-259.2 o C) और क्वथनांक (-252.8 o C) होता है। की वजह से उच्च ऊर्जापृथक्करण (436 kJ / mol) परमाणुओं में अणुओं का अपघटन 2000 ° C से ऊपर के तापमान पर होता है। हाइड्रोजन एक रंगहीन गैस, गंधहीन और बेस्वाद है। इसका घनत्व कम है - 8.99·10 -5 g/cm बहुत उच्च दबाव पर, हाइड्रोजन धात्विक अवस्था में चला जाता है। ऐसा माना जाता है कि दूर के ग्रहों पर सौर प्रणाली- बृहस्पति और शनि, हाइड्रोजन . में है धात्विक अवस्था. एक धारणा है कि पृथ्वी की कोरइसे भी शामिल किया गया धात्विक हाइड्रोजन, जहां यह पृथ्वी के मेंटल द्वारा बनाए गए अल्ट्रा-हाई प्रेशर पर होता है।

रासायनिक गुण। पर कमरे का तापमानआणविक हाइड्रोजन केवल फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, जब प्रकाश के साथ विकिरणित होता है - क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ, जब ओ 2, एस, से, एन 2, सी, आई 2 के साथ गरम किया जाता है।

ऑक्सीजन और हैलोजन के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रियाएं कट्टरपंथी तंत्र के अनुसार आगे बढ़ती हैं।

क्लोरीन के साथ अंतःक्रिया एक अशाखित प्रतिक्रिया का एक उदाहरण है जब प्रकाश (फोटोकैमिकल सक्रियण) के साथ विकिरणित होता है, जब गर्म (थर्मल सक्रियण) होता है।

सीएल + एच 2 \u003d एचसीएल + एच (श्रृंखला विकास)

एच + सीएल 2 \u003d एचसीएल + सीएल

विस्फोटक गैस का विस्फोट - एक हाइड्रोजन-ऑक्सीजन मिश्रण - एक शाखित श्रृंखला प्रक्रिया का एक उदाहरण है, जब आरंभ की गई श्रृंखला में एक नहीं, बल्कि कई चरण शामिल होते हैं:

एच 2 + ओ 2 \u003d 2OH

एच + ओ 2 \u003d ओएच + ओ

ओ + एच 2 \u003d ओएच + एच

ओएच + एच 2 \u003d एच 2 ओ + एच

शुद्ध हाइड्रोजन के साथ काम करके विस्फोटक प्रक्रिया से बचा जा सकता है।

चूँकि हाइड्रोजन धनात्मक (+1) और ऋणात्मक (-1) ऑक्सीकरण अवस्थाओं की विशेषता है, हाइड्रोजन अपचायक और ऑक्सीकरण दोनों गुणों को प्रदर्शित कर सकता है।

गैर-धातुओं के साथ बातचीत करते समय हाइड्रोजन के कम करने वाले गुण प्रकट होते हैं:

एच 2 (जी) + सीएल 2 (जी) \u003d 2 एचसीएल (जी),

2एच 2 (जी) + ओ 2 (जी) \u003d 2 एच 2 ओ (जी),

ये प्रतिक्रियाएं रिलीज के साथ आगे बढ़ती हैं एक बड़ी संख्या मेंगर्मी, जो एच-सीएल, एच-ओ बांड की उच्च ऊर्जा (शक्ति) को इंगित करती है। इसलिए, हाइड्रोजन कई ऑक्साइड, हैलाइड के संबंध में कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करता है, उदाहरण के लिए:

यह हैलाइड ऑक्साइड से सरल पदार्थ प्राप्त करने के लिए हाइड्रोजन के उपयोग को कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग करने का आधार है।

एक और भी मजबूत कम करने वाला एजेंट परमाणु हाइड्रोजन है। यह कम दबाव की स्थिति में एक इलेक्ट्रॉन निर्वहन में आणविक से बनता है।

एक एसिड के साथ धातु की बातचीत के दौरान रिलीज के समय हाइड्रोजन में उच्च कम करने की गतिविधि होती है। ऐसा हाइड्रोजन CrCl 3 को CrCl 2 तक कम कर देता है:

2CrCl 3 + 2HCl + 2Zn = 2CrCl 2 + 2ZnCl 2 + H 2 ^

नाइट्रिक ऑक्साइड (II) के साथ हाइड्रोजन की परस्पर क्रिया महत्वपूर्ण है:

2NO + 2H 2 = N 2 + H 2 O

नाइट्रिक एसिड के उत्पादन में शुद्धिकरण प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।

एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में, हाइड्रोजन सक्रिय धातुओं के साथ बातचीत करता है:

इस मामले में, हाइड्रोजन एक हैलोजन की तरह व्यवहार करता है, समान हैलाइड बनाता है हाइड्राइड.

समूह I के तत्वों के हाइड्राइड्स में NaCl प्रकार की आयनिक संरचना होती है। रासायनिक रूप से, आयनिक हाइड्राइड मूल यौगिकों की तरह व्यवहार करते हैं।

सहसंयोजक में गैर-धातु तत्वों के हाइड्राइड शामिल होते हैं जो हाइड्रोजन की तुलना में कम विद्युतीय होते हैं, उदाहरण के लिए, संरचना SiH 4, BH 3, CH 4 के हाइड्राइड। रासायनिक प्रकृति से, गैर-धातु हाइड्राइड अम्लीय यौगिक होते हैं।

हाइड्राइड्स के हाइड्रोलिसिस की एक विशिष्ट विशेषता हाइड्रोजन की रिहाई है, प्रतिक्रिया रेडॉक्स तंत्र के अनुसार आगे बढ़ती है।

मूल हाइड्राइड

एसिड हाइड्राइड

हाइड्रोजन की रिहाई के कारण, हाइड्रोलिसिस पूरी तरह से और अपरिवर्तनीय रूप से आगे बढ़ता है (?Н<0, ?S>0)। इस मामले में, मूल हाइड्राइड एक क्षार और अम्लीय एसिड बनाते हैं।

सिस्टम की मानक क्षमता बी है। इसलिए, एच आयन एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है।

प्रयोगशाला में, किप उपकरण में जिंक को 20% सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोजन प्राप्त किया जाता है।

तकनीकी जस्ता में अक्सर आर्सेनिक और सुरमा की छोटी अशुद्धियाँ होती हैं, जो जहरीली गैसों के निकलने के समय हाइड्रोजन द्वारा कम हो जाती हैं: आर्सिन एसबीएच 3 और स्टेबाइन एसबीएच ऐसा हाइड्रोजन जहरीला हो सकता है। रासायनिक रूप से शुद्ध जस्ता के साथ, ओवरवॉल्टेज के कारण प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है और एक अच्छा हाइड्रोजन प्रवाह प्राप्त नहीं किया जा सकता है। क्रिस्टल जोड़ने से इस प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है नीला विट्रियल, गैल्वेनिक Cu-Zn जोड़ी के निर्माण से प्रतिक्रिया तेज हो जाती है।

गर्म करने पर सिलिकॉन या एल्युमिनियम पर क्षार की क्रिया से अधिक शुद्ध हाइड्रोजन बनता है:

उद्योग में, शुद्ध हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलाइट युक्त पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है (Na 2 SO 4, Ba (OH) 2)।

कैथोड और एनोड स्थान को अलग करने वाले डायाफ्राम के साथ सोडियम क्लोराइड के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन एक उप-उत्पाद के रूप में बनता है,

हाइड्रोजन की सबसे बड़ी मात्रा गैसीकरण द्वारा निर्मित होती है ठोस ईंधन(एंथ्रेसाइट) सुपरहीटेड स्टीम:

या तो रूपांतरण द्वारा प्राकृतिक गैस(मीथेन) अतितापित भाप:

परिणामी मिश्रण (संश्लेषण गैस) का उपयोग अनेकों के उत्पादन में किया जाता है कार्बनिक यौगिक. उत्प्रेरक के ऊपर से संश्लेषण गैस प्रवाहित करके हाइड्रोजन की उपज को बढ़ाया जा सकता है, जबकि CO को CO2 में परिवर्तित किया जाता है।

आवेदन पत्र।अमोनिया के संश्लेषण में बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन की खपत होती है। हाइड्रोजन क्लोराइड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के उत्पादन के लिए, वनस्पति वसा के हाइड्रोजनीकरण के लिए, ऑक्साइड से धातुओं (Mo, W, Fe) की कमी के लिए। हाइड्रोजन-ऑक्सीजन की लपटों का उपयोग धातुओं को वेल्डिंग, काटने और पिघलने के लिए किया जाता है।

तरल हाइड्रोजन का उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में किया जाता है। हाइड्रोजन ईंधन है पर्यावरण के अनुकूलऔर गैसोलीन की तुलना में अधिक ऊर्जा-गहन है, इसलिए यह भविष्य में पेट्रोलियम उत्पादों की जगह ले सकता है। दुनिया में पहले से ही कई सौ कारें हाइड्रोजन पर चल रही हैं। हाइड्रोजन ऊर्जा की समस्याएं हाइड्रोजन के भंडारण और परिवहन से जुड़ी हैं। भूमिगत टैंकरों में जमा हाइड्रोजन तरल अवस्था 100 एटीएम के दबाव में। शिपिंग बड़ी मात्रातरल हाइड्रोजन एक गंभीर खतरा बन गया है।

परिभाषा

हाइड्रोजन- आवर्त सारणी का पहला तत्व रासायनिक तत्वडि मेंडेलीव। प्रतीक एन.

परमाणु द्रव्यमान - 1 पूर्वाह्न हाइड्रोजन अणु द्विपरमाणुक है - H2।

हाइड्रोजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s1 है। हाइड्रोजन एस-तत्व परिवार से संबंधित है। अपने यौगिकों में, यह ऑक्सीकरण अवस्था -1, 0, +1 प्रदर्शित करता है। प्राकृतिक हाइड्रोजन में दो स्थिर समस्थानिक होते हैं - प्रोटियम 1 एच (99.98%) और ड्यूटेरियम 2 एच (डी) (0.015%) - और रेडियोधर्मी समस्थानिकट्रिटियम 3 एच (टी) (ट्रेस मात्रा, आधा जीवन - 12.5 वर्ष)।

हाइड्रोजन के रासायनिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, आणविक हाइड्रोजन अपेक्षाकृत कम प्रतिक्रियाशीलता प्रदर्शित करता है, जिसे अणु में उच्च बंधन शक्ति द्वारा समझाया जाता है। गर्म होने पर, यह मुख्य उपसमूहों (महान गैसों, बी, सी, पी, अल को छोड़कर) के तत्वों द्वारा गठित लगभग सभी सरल पदार्थों के साथ बातचीत करता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, यह एक कम करने वाले एजेंट (अधिक बार) और एक ऑक्सीकरण एजेंट (कम अक्सर) दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।

हाइड्रोजन प्रकट होता है एजेंट गुणों को कम करना(एच 2 0 -2 ई → 2 एच +) निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं में:

1. सरल पदार्थों के साथ बातचीत की प्रतिक्रियाएं - अधातु। हाइड्रोजन प्रतिक्रिया हलोजन के साथ, इसके अलावा, सामान्य परिस्थितियों में, अंधेरे में, एक विस्फोट के साथ, क्लोरीन के साथ फ्लोरीन के साथ बातचीत की प्रतिक्रिया - एक श्रृंखला तंत्र द्वारा रोशनी (या यूवी विकिरण) के तहत, ब्रोमीन और आयोडीन के साथ केवल गर्म होने पर; ऑक्सीजन(2:1 मात्रा अनुपात में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के मिश्रण को "विस्फोटक गैस" कहा जाता है), स्लेटी, नाइट्रोजनतथा कार्बन:

एच 2 + हाल 2 \u003d 2HHal;

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O + Q (t);

एच 2 + एस \u003d एच 2 एस (टी \u003d 150 - 300 सी);

3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3 (t = 500C, p, kat = Fe, Pt);

2एच 2 + सी ↔ सीएच 4 (टी, पी, कैट)।

2. के साथ बातचीत की प्रतिक्रियाएं जटिल पदार्थ. हाइड्रोजन प्रतिक्रिया कम सक्रिय धातुओं के ऑक्साइड के साथ, और यह केवल उन धातुओं को कम करने में सक्षम है जो जस्ता के दाईं ओर गतिविधि श्रृंखला में हैं:

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O (t);

Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O (t);

डब्ल्यूओ 3 + 3 एच 2 \u003d डब्ल्यू + 3 एच 2 ओ (टी)।

हाइड्रोजन प्रतिक्रिया गैर-धातु ऑक्साइड के साथ:

एच 2 + सीओ 2 सीओ + एच 2 ओ (टी);

2H 2 + CO ↔ CH 3 OH (t = 300C, p = 250 - 300 atm।, kat = ZnO, Cr 2 O 3)।

हाइड्रोजन साइक्लोअल्केन्स, एल्केन्स, एरेन्स, एल्डिहाइड और कीटोन्स आदि के वर्ग के कार्बनिक यौगिकों के साथ हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है। इन सभी प्रतिक्रियाओं को हीटिंग के तहत किया जाता है, दबाव में, प्लैटिनम या निकल उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है:

सीएच 2 \u003d सीएच 2 + एच 2 सीएच 3 -सीएच 3;

सी 6 एच 6 + 3एच 2 सी 6 एच 12;

सी 3 एच 6 + एच 2 सी 3 एच 8;

सीएच 3 सीएचओ + एच 2 ↔ सीएच 3 -सीएच 2 -ओएच;

सीएच 3 -सीओ-सीएच 3 + एच 2 ↔ सीएच 3 -सीएच (ओएच) -सीएच 3।

हाइड्रोजन ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में(H 2 + 2e → 2H -) क्षार और क्षारीय मृदा धातुओं के साथ अभिक्रिया में कार्य करता है। इस मामले में, हाइड्राइड बनते हैं - क्रिस्टलीय आयनिक यौगिक जिसमें हाइड्रोजन -1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।

2ना + एच 2 ↔ 2NaH (टी, पी)।

सीए + एच 2 सीएएच 2 (टी, पी)।

हाइड्रोजन के भौतिक गुण

हाइड्रोजन एक हल्की रंगहीन गैस है, गंधहीन, घनत्व n.o पर। - 0.09 g / l, हवा से 14.5 गुना हल्का, t bale = -252.8C, t pl = - 259.2C। हाइड्रोजन पानी और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में खराब घुलनशील है, यह कुछ धातुओं में अत्यधिक घुलनशील है: निकल, पैलेडियम, प्लैटिनम।

आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान के अनुसार, हाइड्रोजन ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में तत्व है। हाइड्रोजन के अस्तित्व का मुख्य रूप वाह़य ​​अंतरिक्षव्यक्तिगत परमाणु हैं। हाइड्रोजन पृथ्वी पर 9वां सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है। पृथ्वी पर हाइड्रोजन की मुख्य मात्रा एक बाध्य अवस्था में है - जल, तेल, प्राकृतिक गैस, कोयला आदि के संघटन में। एक साधारण पदार्थ के रूप में, हाइड्रोजन शायद ही कभी पाया जाता है - ज्वालामुखी गैसों की संरचना में।

हाइड्रोजन प्राप्त करना

हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए प्रयोगशाला और औद्योगिक तरीके हैं। प्रयोगशाला विधियों में एसिड (1) के साथ धातुओं की बातचीत, साथ ही क्षार (2) के जलीय घोल के साथ एल्यूमीनियम की बातचीत शामिल है। हाइड्रोजन के उत्पादन के औद्योगिक तरीकों में इलेक्ट्रोलिसिस एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जलीय समाधानक्षार और लवण (3) और मीथेन रूपांतरण (4):

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (1);

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na +3 H 2 (2);

2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH (3);

सीएच 4 + एच 2 ओ ↔ सीओ + एच 2 (4)।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	जब 23.8 ग्राम धातु के टिन ने हाइड्रोक्लोरिक एसिड की अधिकता के साथ बातचीत की, तो हाइड्रोजन 12.8 ग्राम धात्विक तांबा प्राप्त करने के लिए पर्याप्त मात्रा में छोड़ा गया। परिणामी यौगिक में टिन की ऑक्सीकरण अवस्था निर्धारित करें।
समाधान	टिन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना (...5s 2 5p 2) के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि टिन दो ऑक्सीकरण अवस्थाओं - +2, +4 की विशेषता है। इसके आधार पर, हम संभावित प्रतिक्रियाओं के समीकरणों की रचना करेंगे: एसएन + 2एचसीएल = एच 2 + एसएनसीएल 2 (1); एसएन + 4 एचसीएल = 2 एच 2 + एसएनसीएल 4 (2); CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O (3)। तांबे के पदार्थ की मात्रा पाएं: वी (घन) \u003d मीटर (घन) / एम (घन) \u003d 12.8 / 64 \u003d 0.2 मोल। समीकरण 3 के अनुसार हाइड्रोजन पदार्थ की मात्रा: वी (एच 2) \u003d वी (सीयू) \u003d 0.2 मोल। टिन के द्रव्यमान को जानने के बाद, हम इसके पदार्थ की मात्रा पाते हैं: v (Sn) \u003d m (Sn) / M (Sn) \u003d 23.8 / 119 \u003d 0.2 mol। आइए समीकरण 1 और 2 के अनुसार और समस्या की स्थिति के अनुसार टिन और हाइड्रोजन पदार्थों की मात्रा की तुलना करें: वी 1 (एसएन): वी 1 (एच 2) = 1:1 (समीकरण 1); वी 2 (एसएन): वी 2 (एच 2) = 1:2 (समीकरण 2); वी (एसएन): वी (एच 2) = 0.2:0.2 = 1:1 (समस्या की स्थिति)। इसलिए, टिन समीकरण 1 के अनुसार हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है और टिन की ऑक्सीकरण अवस्था +2 है।
उत्तर	टिन की ऑक्सीकरण अवस्था +2 है।

उदाहरण 2

व्यायाम	14.6% हाइड्रोक्लोरिक एसिड (समाधान घनत्व 1.07 ग्राम/एमएल) के 18.7 मिलीलीटर प्रति 2.0 ग्राम जस्ता की क्रिया द्वारा जारी गैस को कॉपर (II) ऑक्साइड के 4.0 ग्राम से अधिक गर्म करके पारित किया गया था। परिणामी ठोस मिश्रण का द्रव्यमान क्या है?
समाधान	जब जिंक कार्य करता है हाइड्रोक्लोरिक एसिडहाइड्रोजन निकलता है: Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2 (1), जो गर्म होने पर कॉपर (II) ऑक्साइड को कॉपर (2) में बदल देता है: CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O। पहली प्रतिक्रिया में पदार्थों की मात्रा ज्ञात कीजिए: एम (पी-आरए एचसीएल) = 18.7। 1.07 = 20.0 ग्राम; एम (एचसीएल) = 20.0। 0.146 = 2.92 ग्राम; वी (एचसीएल) \u003d 2.92 / 36.5 \u003d 0.08 मोल; v(Zn) = 2.0/65 = 0.031 mol. जिंक की कमी है, इसलिए जारी हाइड्रोजन की मात्रा है: वी (एच 2) \u003d वी (जेडएन) \u003d 0.031 मोल। दूसरी प्रतिक्रिया में, हाइड्रोजन की कमी है क्योंकि: v (CuO) \u003d 4.0 / 80 \u003d 0.05 mol। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, CuO का 0.031 mol Cu के 0.031 mol में बदल जाएगा, और बड़े पैमाने पर नुकसान होगा: मी (СuО) - मी (Сu) \u003d 0.031 × 80 - 0.031 × 64 \u003d 0.50 ग्राम। हाइड्रोजन पास करने के बाद CuO और Cu के ठोस मिश्रण का द्रव्यमान होगा: 4.0-0.5 = 3.5 ग्राम
उत्तर	CuO और Cu के ठोस मिश्रण का द्रव्यमान 3.5 g है।

आवर्त सारणी में हाइड्रोजन I और . में नंबर एक है VII समूहतुरंत। हाइड्रोजन का प्रतीक H (lat. Hydrogenium) है। यह बहुत हल्की, रंगहीन और गंधहीन गैस है। हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक हैं: 1H - प्रोटियम, 2H - ड्यूटेरियम और 3H - ट्रिटियम (रेडियोधर्मी)। के साथ प्रतिक्रिया में वायु या ऑक्सीजन सरल हाइड्रोजन H₂ अत्यधिक ज्वलनशील और विस्फोटक भी है। हाइड्रोजन जहरीले उत्पादों का उत्सर्जन नहीं करता है। यह इथेनॉल और कई धातुओं (विशेषकर साइड उपसमूह) में घुलनशील है।

पृथ्वी पर हाइड्रोजन की व्यापकता

ऑक्सीजन की तरह हाइड्रोजन का भी बहुत महत्व है। लेकिन, ऑक्सीजन के विपरीत, लगभग सभी हाइड्रोजन में है बाध्य रूपअन्य पदार्थों के साथ। मुक्त अवस्था में यह केवल वायुमंडल में होता है, लेकिन वहां इसकी मात्रा अत्यंत नगण्य होती है। हाइड्रोजन लगभग सभी कार्बनिक यौगिकों और जीवित जीवों का एक घटक है। ज्यादातर यह ऑक्साइड - पानी के रूप में होता है।

भौतिक रासायनिक गुण

हाइड्रोजन सक्रिय नहीं है, और गर्म होने पर या उत्प्रेरक की उपस्थिति में, यह लगभग सभी सरल और जटिल रासायनिक तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करता है।

सरल रासायनिक तत्वों के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया

ऊंचे तापमान पर, हाइड्रोजन ऑक्सीजन, सल्फर, क्लोरीन और नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। आप सीखेंगे कि आप घर पर गैसों के साथ कौन से प्रयोग कर सकते हैं।

प्रयोगशाला में ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन की बातचीत का अनुभव

आइए शुद्ध हाइड्रोजन लें, जो गैस आउटलेट ट्यूब के माध्यम से आती है, और इसे आग लगा दें। यह बमुश्किल ध्यान देने योग्य लौ के साथ जलेगा। यदि आप किसी बर्तन में हाइड्रोजन ट्यूब रखते हैं, तो वह जलती रहेगी और दीवारों पर पानी की बूंदें बनने लगती हैं। इस ऑक्सीजन ने हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया की:

2H₂ + O₂ = 2H₂O + Q

जब हाइड्रोजन को जलाया जाता है, तो बहुत अधिक ऊष्मा ऊर्जा उत्पन्न होती है। ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के संयोजन का तापमान 2000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। ऑक्सीजन ऑक्सीकृत हाइड्रोजन, इसलिए इस प्रतिक्रिया को ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया कहा जाता है।

सामान्य परिस्थितियों में (बिना गर्म किए) प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है। और 550 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर एक विस्फोट होता है (तथाकथित विस्फोटक गैस बनती है)। अतीत में, हाइड्रोजन का उपयोग अक्सर में किया जाता था गुब्बारेलेकिन विस्फोटक गैस बनने से कई आपदाएं भी आ चुकी हैं। गेंद की अखंडता टूट गई, और एक विस्फोट हुआ: हाइड्रोजन ने ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया की। इसलिए, अब हीलियम का उपयोग किया जाता है, जिसे समय-समय पर लौ से गर्म किया जाता है।

क्लोरीन हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और हाइड्रोजन क्लोराइड बनाता है (केवल प्रकाश और गर्मी की उपस्थिति में)। हाइड्रोजन और क्लोरीन की रासायनिक प्रतिक्रिया इस तरह दिखती है:

H₂ + Cl₂ = 2HCl

एक दिलचस्प तथ्य: हाइड्रोजन के साथ फ्लोरीन की प्रतिक्रिया से अंधेरे में और 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर भी विस्फोट होता है।

हाइड्रोजन के साथ नाइट्रोजन की परस्पर क्रिया केवल गर्म होने पर और उत्प्रेरक की उपस्थिति में हो सकती है। यह प्रतिक्रिया अमोनिया पैदा करती है। प्रतिक्रिया समीकरण:

+ एन₂ = 2НН₃

सल्फर और हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया गैस - हाइड्रोजन सल्फाइड के निर्माण के साथ होती है। नतीजतन, सड़े हुए अंडे की गंध महसूस होती है:

एच₂ + एस = एच₂एस

धातुओं में, हाइड्रोजन न केवल घुलता है, बल्कि उनके साथ प्रतिक्रिया भी कर सकता है। नतीजतन, यौगिक बनते हैं जिन्हें हाइड्राइड कहा जाता है। कुछ हाइड्राइड का उपयोग रॉकेट में ईंधन के रूप में किया जाता है। वे परमाणु ऊर्जा भी पैदा करते हैं।

जटिल रासायनिक तत्वों के साथ प्रतिक्रिया

उदाहरण के लिए, कॉपर ऑक्साइड के साथ हाइड्रोजन। हाइड्रोजन की एक ट्यूब लें और इसे कॉपर ऑक्साइड पाउडर से चलाएं। पूरी प्रतिक्रिया गर्म करने पर होती है। काला तांबे का पाउडर भूरा-लाल (सादे तांबे का रंग) हो जाएगा। तरल की बूंदें फ्लास्क के बिना गर्म किए हुए हिस्सों पर भी दिखाई देंगी - यह बन गया है।

रासायनिक प्रतिक्रिया:

CuO + H₂ = Cu + H₂O

जैसा कि आप देख सकते हैं, हाइड्रोजन ने ऑक्साइड और अपचयित कॉपर के साथ अभिक्रिया की।

पुनर्प्राप्ति प्रतिक्रियाएं

यदि कोई पदार्थ प्रतिक्रिया के दौरान ऑक्साइड को हटा देता है, तो यह एक कम करने वाला एजेंट होता है। कॉपर ऑक्साइड की अभिक्रिया के उदाहरण पर हम देखते हैं कि हाइड्रोजन अपचायक था। यह कुछ अन्य ऑक्साइड जैसे HgO, MoO₃ और PbO के साथ भी प्रतिक्रिया करता है। किसी भी प्रतिक्रिया में, यदि तत्वों में से एक ऑक्सीकरण एजेंट है, तो दूसरा कम करने वाला एजेंट होगा।

सभी हाइड्रोजन यौगिक

अधातुओं के साथ हाइड्रोजन यौगिक- बहुत अस्थिर और विषैली गैसें(जैसे हाइड्रोजन सल्फाइड, सिलाने, मीथेन)।

हाइड्रोजन हैलाइडहाइड्रोजन क्लोराइड सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाता है। घुलने पर यह हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनाता है। इस समूह में यह भी शामिल है: हाइड्रोजन फ्लोराइड, हाइड्रोजन आयोडाइड और हाइड्रोजन ब्रोमाइड। परिणामस्वरूप ये सभी यौगिक संगत अम्ल बनाते हैं।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड (रासायनिक सूत्र) सबसे मजबूत ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करता है।

हाइड्रोजन हाइड्रोक्साइडया पानी H₂O.

हाइड्राइडधातुओं के साथ यौगिक हैं।

हाइड्रॉक्साइडएसिड, बेस और अन्य यौगिक हैं जिनमें हाइड्रोजन होता है।

कार्बनिक यौगिक: प्रोटीन, वसा, लिपिड, हार्मोन और अन्य।

तरल

हाइड्रोजन(अव्य. हाइड्रोजनियम; प्रतीक द्वारा निरूपित एच) पहला तत्व है आवधिक प्रणालीतत्व प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित। हाइड्रोजन 1 एच 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 समस्थानिकों के अपने नाम हैं: 1 एच - प्रोटियम (एच), 2 एच - ड्यूटेरियम (डी) और 3 एच - ट्रिटियम (रेडियोधर्मी) (टी)।

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

कहानी

एसिड और धातुओं की बातचीत के दौरान दहनशील गैस का विमोचन 16वीं और में देखा गया था XVII सदियोंएक विज्ञान के रूप में रसायन विज्ञान के गठन के भोर में। मिखाइल वासिलीविच लोमोनोसोव ने भी सीधे अपने अलगाव की ओर इशारा किया, लेकिन पहले से ही निश्चित रूप से महसूस किया कि यह फ्लॉजिस्टन नहीं था। अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ हेनरी कैवेंडिश ने 1766 में इस गैस का अध्ययन किया और इसे "दहनशील हवा" कहा। जलाए जाने पर, "दहनशील हवा" ने पानी का उत्पादन किया, लेकिन कैवेंडिश के फ्लॉजिस्टन के सिद्धांत के पालन ने उन्हें सही निष्कर्ष निकालने से रोक दिया। फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी लावोसियर ने, इंजीनियर जे। मेयुनियर के साथ, विशेष गैसोमीटर का उपयोग करते हुए, 1783 में पानी का संश्लेषण किया, और फिर इसका विश्लेषण, लाल-गर्म लोहे के साथ जल वाष्प को विघटित किया। इस प्रकार, उन्होंने स्थापित किया कि "दहनशील हवा" पानी का हिस्सा है और इससे प्राप्त किया जा सकता है।

नाम की उत्पत्ति

लैवोज़ियर ने हाइड्रोजन को हाइड्रोजन नाम दिया, जिसका अर्थ है "जल-असर"। रूसी नाम"हाइड्रोजन" 1824 में रसायनज्ञ एम.एफ. सोलोविओव द्वारा प्रस्तावित किया गया था - स्लोमोनोसोव के "ऑक्सीजन" के अनुरूप।

प्रसार

ब्रह्मांड में हाइड्रोजन सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला तत्व है। यह सभी परमाणुओं का लगभग 92% है (8% हीलियम परमाणु हैं, अन्य सभी तत्वों को एक साथ लेने का हिस्सा 0.1% से कम है)। इस प्रकार, हाइड्रोजन मुख्य है अवयवतारे और अंतरतारकीय गैस। तारकीय तापमान की स्थितियों के तहत (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 हो सकता है आणविक बादल बनाते हैं जो आकार, घनत्व और तापमान में काफी भिन्न होते हैं।

पृथ्वी की पपड़ी और जीवित जीव

हाइड्रोजन का द्रव्यमान अंश पृथ्वी की पपड़ी 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 अन्य तत्वों में हिस्सा 17% है (ऑक्सीजन के बाद दूसरा स्थान, परमाणुओं का अनुपात ~ 52% है)। इसलिए, हाइड्रोजन का मान in रासायनिक प्रक्रियापृथ्वी पर होने वाली घटना लगभग ऑक्सीजन जितनी बड़ी है। 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 है; एक साधारण पदार्थ के रूप में केवल बहुत कम मात्रा में हाइड्रोजन वायुमंडल में पाया जाता है (मात्रा के अनुसार 0.00005%)।

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

रसीद

साधारण पदार्थ प्राप्त करने की औद्योगिक विधियाँ उस रूप पर निर्भर करती हैं जिसमें प्रकृति में संगत तत्व पाया जाता है, अर्थात इसके उत्पादन के लिए कच्चा माल क्या हो सकता है। तो, मुक्त अवस्था में उपलब्ध ऑक्सीजन प्राप्त होती है शारीरिक रूप से- तरल हवा से मुक्ति। 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 उत्पन्न करने 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 प्राकृतिक गैस का हिस्सा है। यह पर किया जाता है उच्च तापमान(यह सत्यापित करना आसान है कि जब मीथेन को उबलते पानी से भी गुजारा जाता है, तो कोई प्रतिक्रिया नहीं होती है):

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

प्रयोगशाला में साधारण पदार्थ प्राप्त करने के लिए आवश्यक नहीं कि प्राकृतिक कच्चे माल का प्रयोग किया जाता है, बल्कि उन प्रारंभिक पदार्थों का चयन किया जाता है जिनसे आवश्यक पदार्थ को पृथक करना आसान होता है। उदाहरण के लिए, प्रयोगशाला में हवा से ऑक्सीजन प्राप्त नहीं होती है। यही बात हाइड्रोजन के उत्पादन पर भी लागू होती है। हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए प्रयोगशाला विधियों में से एक, जिसे कभी-कभी उद्योग में उपयोग किया जाता है, विद्युत प्रवाह द्वारा पानी का अपघटन है।

हाइड्रोजन आमतौर पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ जिंक की प्रतिक्रिया से प्रयोगशाला में निर्मित होता है।

उद्योग में

1. लवण के जलीय घोल का इलेक्ट्रोलिसिस:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

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

एच2ओ+सी? एच2 + सीओ

3. प्राकृतिक गैस से।

भाप रूपांतरण:

सीएच 4 + एच 2 ओ? सीओ + 3 एच 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 बार उपयोग किया जाता है:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.पानी के साथ कैल्शियम की परस्पर क्रिया:

सीए + 2 एच 2 ओ → सीए (ओएच) 2 + एच 2

3.हाइड्राइड्स का हाइड्रोलिसिस:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.जिंक या एल्युमिनियम पर क्षार की क्रिया:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.इलेक्ट्रोलिसिस की मदद से।क्षार या अम्ल के जलीय विलयनों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, कैथोड पर हाइड्रोजन निकलता है, उदाहरण के लिए:

2H 3 O + + 2e - → H 2 + 2H 2 O

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 पैराहाइड्रोजन पी-एच 2 (एमपी। −259.32 डिग्री सेल्सियस, बीपी। -252.89 डिग्री सेल्सियस) - एक दूसरे के विपरीत (समानांतर विरोधी)। संतुलन मिश्रण हे-एच 2 और पी-H2 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 कम तामपानऑर्थोहाइड्रोजन और पैराहाइड्रोजन के बीच संतुलन लगभग पूरी तरह से बाद की ओर स्थानांतरित हो गया है। 80 K पर, पक्षानुपात लगभग 1:1 है। कमरे के तापमान (ऑर्थो-पैरा: 75:25) पर संतुलन मिश्रण के गठन के लिए गर्म करने पर desorbed पैराहाइड्रोजन ऑर्थोहाइड्रोजन में परिवर्तित हो जाता है। एक उत्प्रेरक के बिना, परिवर्तन धीरे-धीरे होता है (अंतरतारकीय माध्यम की स्थितियों में - ब्रह्माण्ड संबंधी लोगों के लिए विशिष्ट समय के साथ), जो व्यक्तिगत संशोधनों के गुणों का अध्ययन करना संभव बनाता है।

हाइड्रोजन सबसे हल्की गैस है, हवा से 14.5 गुना हल्की है। जाहिर है, अणुओं का द्रव्यमान जितना छोटा होगा, उसी तापमान पर उनकी गति उतनी ही अधिक होगी। सबसे हल्के की तरह, हाइड्रोजन के अणु गति करते हैं अणुओं की तुलना में तेज़कोई अन्य गैस और इस प्रकार गर्मी को एक शरीर से दूसरे शरीर में तेजी से स्थानांतरित कर सकती है। यह इस प्रकार है कि हाइड्रोजन में सबसे अधिक तापीय चालकता है गैसीय पदार्थ. इसकी तापीय चालकता हवा की तुलना में लगभग सात गुना अधिक है।

हाइड्रोजन अणु द्विपरमाणुक है - H2। सामान्य परिस्थितियों में, यह एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस होती है। घनत्व 0.08987 g/l (no.), क्वथनांक -252.76 °C, विशिष्ट ऊष्मादहन 120.9 × 10 6 जे / किग्रा, पानी में थोड़ा घुलनशील - 18.8 मिली / लीटर। हाइड्रोजन कई धातुओं (नी, पीटी, पीडी, आदि) में अत्यधिक घुलनशील है, विशेष रूप से पैलेडियम में (पीडी के 1 मात्रा में 850 वॉल्यूम)। धातुओं में हाइड्रोजन की विलेयता से संबंधित इसकी उनके माध्यम से विसरित करने की क्षमता है; कार्बन युक्त मिश्र धातु (उदाहरण के लिए, स्टील) के माध्यम से प्रसार कभी-कभी कार्बन (तथाकथित डीकार्बोनाइजेशन) के साथ हाइड्रोजन की बातचीत के कारण मिश्र धातु के विनाश के साथ होता है। चांदी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील।

तरल हाइड्रोजन−252.76 से −259.2 °C तक एक बहुत ही संकीर्ण तापमान सीमा में मौजूद है। यह एक रंगहीन तरल, बहुत हल्का (-253 डिग्री सेल्सियस 0.0708 ग्राम / सेमी 3 पर घनत्व) और तरल पदार्थ (-253 डिग्री सेल्सियस 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 द्रवित 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 एक=3,75 सी=6.12. उच्च दाब पर हाइड्रोजन धात्विक हो जाती है।

आइसोटोप

हाइड्रोजन पाया जाता है तीनआइसोटोप जिनके अलग-अलग नाम हैं: 1 एच - प्रोटियम (एच), 2 एच - ड्यूटेरियम (डी), 3 एच - ट्रिटियम (रेडियोधर्मी) (टी)।

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

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

साहित्य हाइड्रोजन समस्थानिकों पर द्रव्यमान संख्या 4-7 और अर्ध-जीवन 10-22-10-23 एस के साथ डेटा भी प्रदान करता है।

प्राकृतिक हाइड्रोजन में 3200:1 के अनुपात में H 2 और HD (ड्यूटेरोहाइड्रोजन) अणु होते हैं। शुद्ध ड्यूटेरियम हाइड्रोजन डी 2 की सामग्री और भी कम है। HD और D 2 का सांद्रण अनुपात लगभग 6400:1 है।

रासायनिक तत्वों के सभी समस्थानिकों में से, हाइड्रोजन समस्थानिकों के भौतिक और रासायनिक गुण एक दूसरे से सबसे अधिक भिन्न होते हैं। यह परमाणुओं के द्रव्यमान में सबसे बड़े सापेक्ष परिवर्तन के कारण है।

	तापमान पिघलना, क	तापमान उबालना, क	ट्रिपल बिंदु, कश्मीर / केपीए	नाजुक बिंदु, कश्मीर / केपीए	घनत्व तरल / गैस, किग्रा / मी³

ड्यूटेरियम और ट्रिटियम में भी ऑर्थो और पैरा संशोधन हैं: पी-डी2, हे-डी2, पी-टी2, हे-टी 2। हेटेरोइसोटोपिक हाइड्रोजन (एचडी, एचटी, डीटी) में ऑर्थो और पैरा संशोधन नहीं होते हैं।

रासायनिक गुण

वियोजित 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 2एच - 432 केजे

इसलिए, सामान्य तापमान पर, हाइड्रोजन केवल कैल्शियम जैसे बहुत सक्रिय धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे कैल्शियम हाइड्राइड बनता है:

सीए + एच 2 \u003d सीएएच 2

और केवल गैर-धातु के साथ - फ्लोरीन, हाइड्रोजन फ्लोराइड बनाता है:

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

ओ 2 + 2 एच 2 \u003d 2 एच 2 ओ

यह कुछ ऑक्साइड से ऑक्सीजन "दूर" ले सकता है, उदाहरण के लिए:

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O

लिखित समीकरण हाइड्रोजन के कम करने वाले गुणों को दर्शाता है।

एन 2 + 3एच 2 → 2एनएच 3

हैलोजन के साथ हाइड्रोजन हैलाइड बनाता है:

एफ 2 + एच 2 → 2 एचएफ, प्रतिक्रिया अंधेरे में और किसी भी तापमान पर विस्फोट के साथ आगे बढ़ती है,

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

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

सी + 2 एच 2 → सीएच 4

क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ बातचीत

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

2Na + H 2 → 2NaH

सीए + एच 2 → सीएएच 2

एमजी + एच 2 → एमजीएच 2

हाइड्राइड- नमक जैसे, ठोस पदार्थ, आसानी से हाइड्रोलाइज्ड:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

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

ऑक्साइड धातुओं में अपचित होते हैं:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O

Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2 O

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

कार्बनिक यौगिकों का हाइड्रोजनीकरण

कार्बनिक यौगिकों की कमी के लिए कार्बनिक संश्लेषण में आणविक हाइड्रोजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन प्रक्रियाओं को कहा जाता है हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएं. इन अभिक्रियाओं को उत्प्रेरक की उपस्थिति में किया जाता है ऊंचा दबावऔर तापमान। उत्प्रेरक या तो सजातीय (जैसे विल्किंसन उत्प्रेरक) या विषमांगी (जैसे रैनी निकल, कार्बन पर पैलेडियम) हो सकता है।

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

हाइड्रोजन की जियोकेमिस्ट्री

मुक्त हाइड्रोजन एच 2 स्थलीय गैसों में अपेक्षाकृत दुर्लभ है, लेकिन पानी के रूप में यह भू-रासायनिक प्रक्रियाओं में असाधारण रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

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

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

परिसंचरण की विशेषताएं

हाइड्रोजन, हवा के साथ मिश्रित होने पर, एक विस्फोटक मिश्रण बनाता है - तथाकथित विस्फोटक गैस। यह गैस सबसे अधिक विस्फोटक होती है जब हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का आयतन अनुपात 2:1 या हाइड्रोजन और वायु का अनुपात लगभग 2:5 होता है, क्योंकि हवा में लगभग 21% ऑक्सीजन होती है। हाइड्रोजन भी आग का खतरा है। तरल हाइड्रोजन त्वचा के संपर्क में आने पर 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

बड़ी थोक डिलीवरी में हाइड्रोजन की लागत $2-5 प्रति किलो के बीच होती है।

आवेदन पत्र

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
• के रूप में पंजीकृत खाने के शौकीन ई949(पैकिंग गैस)

खाद्य उद्योग

उड्डयन उद्योग

हाइड्रोजन बहुत हल्का होता है और हमेशा हवा में ऊपर उठता है। एक बार हवाई पोत और गुब्बारेहाइड्रोजन से भरा हुआ। लेकिन 30 के दशक में। 20 वीं सदी कई तबाही हुई, जिसके दौरान हवाई पोत फट गए और जल गए। आजकल, काफी अधिक लागत के बावजूद, हवाई पोत हीलियम से भरे हुए हैं।

ईंधन

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

कारों और ट्रकों के लिए ईंधन के रूप में हाइड्रोजन के उपयोग पर शोध चल रहा है। हाइड्रोजन इंजन प्रदूषित नहीं करते वातावरणऔर केवल जलवाष्प उत्सर्जित करते हैं।

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

"तरल हाइड्रोजन"("LW") हाइड्रोजन के एकत्रीकरण की एक तरल अवस्था है, जिसमें 0.07 g/cm³ का निम्न विशिष्ट गुरुत्व और क्रायोजेनिक गुण 14.01 K (−259.14 °C) के हिमांक और 20.28 K (−252.87) के क्वथनांक के साथ होते हैं। डिग्री सेल्सियस)। यह एक रंगहीन, गंधहीन तरल है, जिसे हवा में मिलाने पर 4-75% की ज्वलनशीलता सीमा के साथ विस्फोटक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। तरल हाइड्रोजन में आइसोमर्स का स्पिन अनुपात है: 99.79% - पैराहाइड्रोजन; 0.21% - ऑर्थोहाइड्रोजन। एकत्रीकरण की अवस्था को गैसीय में बदलते समय हाइड्रोजन का विस्तार गुणांक 20°C पर 848:1 होता है।

किसी भी अन्य गैस की तरह, हाइड्रोजन को द्रवित करने से इसका आयतन कम हो जाता है। द्रवीकरण के बाद, "ZHV" को दबाव में थर्मली इंसुलेटेड कंटेनरों में संग्रहित 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 कलन द्वारा किया गया था, गैसपार्ड मोंज 1784 में 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 एक रेफ्रिजरेशन कंप्रेसर विकसित करने वाले पहले, जैकब पर्किन्स 1834 में पेटेंट कूलिंग मशीन वाले पहले व्यक्ति थे और जॉन गोरे अमेरिका में 1851 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 एक कैस्केड "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 ज़िगमंड व्रोब्लेवस्की ने हाइड्रोजन 33 के महत्वपूर्ण तापमान, महत्वपूर्ण दबाव 13.3 एटीएम प्रकाशित किया। और 23 K पर एक क्वथनांक। हाइड्रोजन को पहली बार 1898 में जेम्स देवर द्वारा पुनर्योजी प्रशीतन और उनके आविष्कार, देवर पोत का उपयोग करके द्रवीभूत किया गया था। तरल हाइड्रोजन, पैराहाइड्रोजन के एक स्थिर आइसोमर का पहला संश्लेषण 1929 में पॉल हरटेक और कार्ल बोनहोफ़र द्वारा 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 होता है और इसे कम तापमान पर बदलने पर होने वाली विस्फोटक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया से बचने के लिए अपने पैराहाइड्रोजन रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए। पैराहाइड्रोजन चरण में रूपांतरण आमतौर पर उत्प्रेरक जैसे आयरन ऑक्साइड, क्रोमियम ऑक्साइड, का उपयोग करके किया जाता है। सक्रिय कार्बनप्लैटिनम-प्लेटेड एस्बेस्टस, दुर्लभ पृथ्वी धातु या यूरेनियम या निकल एडिटिव्स का उपयोग करके।

प्रयोग

तरल हाइड्रोजन का उपयोग इंजनों के लिए ईंधन भंडारण के रूप में किया जा सकता है अन्तः ज्वलनऔर ईंधन सेल। विभिन्न पनडुब्बियों (परियोजनाओं "212A" और "214", जर्मनी) और हाइड्रोजन परिवहन अवधारणाओं को हाइड्रोजन के इस समग्र रूप का उपयोग करके बनाया गया है (उदाहरण के लिए "DeepC" या "BMW H2R" देखें)। डिज़ाइन की निकटता के कारण, "ZHV" पर उपकरण के निर्माता तरलीकृत प्राकृतिक गैस ("LNG") का उपयोग करने वाले सिस्टम का उपयोग या केवल संशोधित कर सकते हैं। हालांकि, कम वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा घनत्व के कारण, दहन के लिए प्राकृतिक गैस की तुलना में अधिक मात्रा में हाइड्रोजन की आवश्यकता होती है। यदि "LNG" के स्थान पर द्रव हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है पिस्टन इंजनआमतौर पर एक भारी ईंधन प्रणाली की आवश्यकता होती है। प्रत्यक्ष इंजेक्शन के साथ, सेवन पथ में बढ़े हुए नुकसान से सिलेंडरों का भरना कम हो जाता है।

न्यूट्रॉन प्रकीर्णन प्रयोगों में तरल हाइड्रोजन का उपयोग न्यूट्रॉन को ठंडा करने के लिए भी किया जाता है। न्यूट्रॉन और हाइड्रोजन नाभिक के द्रव्यमान लगभग बराबर होते हैं, इसलिए लोचदार टकराव के दौरान ऊर्जा विनिमय सबसे कुशल होता है।

लाभ

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

बाधाएं

एक लीटर "ZHV" का वजन केवल 0.07 किलोग्राम होता है। अर्थात्, इसका विशिष्ट गुरुत्व 20 K पर 70.99 g/L है। तरल हाइड्रोजन को क्रायोजेनिक भंडारण 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। यह इस संबंध में तरल ऑक्सीजन के करीब है, लेकिन आग के खतरे के कारण अधिक देखभाल की आवश्यकता है। 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 तरल करने के लिए पर्याप्त ठंडी होती है, जो विस्फोटक होती है।

रॉकेट का ईंधन

तरल हाइड्रोजन एक सामान्य घटक है रॉकेट प्रणोदक, जिसका उपयोग प्रक्षेपण वाहनों के जेट त्वरण के लिए किया जाता है और अंतरिक्ष यान. अधिकांश तरल में रॉकेट इंजनहाइड्रोजन द्वारा संचालित, इसे पहले ऑक्सीडाइज़र के साथ मिश्रित करने और थ्रस्ट उत्पन्न करने के लिए जलाए जाने से पहले नोजल और इंजन के अन्य भागों को पुनर्योजी रूप से ठंडा करने के लिए उपयोग किया जाता है। उपयोग में आने वाले आधुनिक एच 2 / ओ 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 कम घनत्व जैसे अन्य क्षेत्रों में "जेडएचवी" के उपयोग में ऐसी बाधाएं भी इस मामले में उपयोग करने के लिए एक निवारक हैं। 2009 के लिए, केवल एक प्रक्षेपण यान (LV "डेल्टा -4") है, जो पूरी तरह से एक हाइड्रोजन रॉकेट है। मूल रूप से, "ZhV" या तो प्रयोग किया जाता है ऊपरी कदमरॉकेट, या ब्लॉकों पर, जो पेलोड को एक निर्वात में अंतरिक्ष में डालने के काम का एक महत्वपूर्ण हिस्सा करते हैं। इस प्रकार के ईंधन के घनत्व को बढ़ाने के उपायों में से एक के रूप में, कीचड़ जैसे हाइड्रोजन, यानी "ZHV" के अर्ध-जमे हुए रूप के उपयोग के प्रस्ताव हैं।

3. प्रतिक्रिया समीकरण और इसे कैसे लिखना है

परस्पर क्रिया हाइड्रोजनसाथ ऑक्सीजन, जैसा कि सर हेनरी कैवेंडिश ने स्थापित किया, पानी के निर्माण की ओर जाता है। चलो इसके साथ चलते हैं सरल उदाहरणरचना करना सीखें रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण.
से क्या आता है हाइड्रोजनतथा ऑक्सीजन, हम पहले से जानते हैं:

एच 2 + ओ 2 → एच 2 ओ

अब हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि रासायनिक अभिक्रियाओं में रासायनिक तत्वों के परमाणु गायब नहीं होते और शून्य से प्रकट नहीं होते, एक दूसरे में नहीं बदलते, लेकिन नए संयोजनों में गठबंधन करेंनए अणु बनाने के लिए। इसका मतलब है कि प्रत्येक प्रकार के परमाणुओं की रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण में होना चाहिए वही नंबर इससे पहलेप्रतिक्रियाएं ( बाएंबराबर चिह्न से) और बाद मेंप्रतिक्रिया का अंत ( दायी ओरबराबर चिह्न से), इस तरह:

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

यह वही है प्रतिक्रिया समीकरण - पदार्थों और गुणांकों के सूत्रों का उपयोग करके चल रही रासायनिक प्रतिक्रिया का सशर्त रिकॉर्ड.

इसका मतलब है कि उपरोक्त प्रतिक्रिया में दो तिल हाइड्रोजनके साथ प्रतिक्रिया करनी चाहिए एक तिल से ऑक्सीजन, और परिणाम होगा दो तिल पानी.

परस्पर क्रिया हाइड्रोजनसाथ ऑक्सीजन- बिल्कुल आसान प्रक्रिया नहीं है। इससे इन तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन होता है। ऐसे समीकरणों में गुणांकों का चयन करने के लिए, आमतौर पर विधि का उपयोग किया जाता है " इलेक्ट्रॉनिक संतुलन".

जब पानी हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से बनता है, तो इसका मतलब है कि हाइड्रोजनइसकी ऑक्सीकरण अवस्था को से बदल दिया 0 इससे पहले +मैं, एक ऑक्सीजन- से 0 इससे पहले -II. एक ही समय में, कई (एन)इलेक्ट्रॉन:

हाइड्रोजन दान करने वाले इलेक्ट्रॉन यहाँ कार्य करते हैं अपचायक कारक, और ऑक्सीजन ग्रहण करने वाले इलेक्ट्रॉन - ऑक्सीकरण एजेंट.

ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंट

अब देखते हैं कि इलेक्ट्रॉन देने और प्राप्त करने की प्रक्रिया अलग-अलग कैसी दिखती है। हाइड्रोजन, "डाकू" - ऑक्सीजन से मिलने के बाद, अपनी सारी संपत्ति - दो इलेक्ट्रॉनों को खो देता है, और इसकी ऑक्सीकरण अवस्था बराबर हो जाती है +मैं:

एच 2 0 - 2 इ- = 2Н + मैं

हो गई ऑक्सीकरण अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरणहाइड्रोजन।

और डाकू ऑक्सीजन लगभग 2दुर्भाग्यपूर्ण हाइड्रोजन से अंतिम इलेक्ट्रॉन लेने के बाद, वह अपनी नई ऑक्सीकरण अवस्था से बहुत प्रसन्न है -II:

ओ 2 + 4 इ- = 2O -II

यह कमी आधा प्रतिक्रिया समीकरणऑक्सीजन।

यह जोड़ना बाकी है कि "दस्यु" और उसके "पीड़ित" दोनों ने अपनी रासायनिक पहचान खो दी है और साधारण पदार्थों से - डायटोमिक अणुओं के साथ गैसें एच 2तथा लगभग 2नए का हिस्सा बनें रासायनिक - पानी एच 2 ओ.

इसके अलावा, हम इस प्रकार तर्क देंगे: रिडक्टेंट ने ऑक्सीडाइजिंग बैंडिट को कितने इलेक्ट्रॉन दिए, उसे कितना प्राप्त हुआ। कम करने वाले एजेंट द्वारा दान किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा स्वीकार किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए।.

तो आपको चाहिए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को बराबर करेंपहली और दूसरी छमाही प्रतिक्रियाओं में। रसायन विज्ञान में, अर्ध-प्रतिक्रियाओं के समीकरणों को लिखने का निम्नलिखित सशर्त रूप स्वीकार किया जाता है:

	2 एच 2 0 - 2 इ- = 2Н + मैं
	1 ओ 2 0 + 4 इ- = 2O -II

यहाँ संख्या 2 और 1 के बाईं ओर घुँघराले कोष्ठऐसे कारक हैं जो यह सुनिश्चित करने में मदद करेंगे कि दिए गए और प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान है। हम ध्यान में रखते हैं कि अर्ध-प्रतिक्रियाओं के समीकरणों में 2 इलेक्ट्रॉन दिए जाते हैं, और 4 स्वीकार किए जाते हैं। प्राप्त और दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या को बराबर करने के लिए, कम से कम सामान्य गुणक और अतिरिक्त कारक पाए जाते हैं। हमारे मामले में, सबसे छोटा सामान्य गुणज 4 है। हाइड्रोजन के लिए अतिरिक्त कारक 2 होंगे (4: 2 = 2), और ऑक्सीजन के लिए - 1 (4: 4 = 1)
परिणामी गुणक भविष्य की प्रतिक्रिया समीकरण के गुणांक के रूप में काम करेंगे:

2H 2 0 + O 2 0 \u003d 2H 2 + I O -II

हाइड्रोजन ऑक्सीकरणमिलने पर ही नहीं ऑक्सीजन. हाइड्रोजन पर लगभग समान प्रभाव और एक अधातु तत्त्व F2, हलोजन और प्रसिद्ध "डाकू", और प्रतीत होता है हानिरहित नाइट्रोजन एन 2:

एच 2 0 + एफ 2 0 = 2 एच + आई एफ -आई

3H 2 0 + N 2 0 \u003d 2N -III H 3 + I

इस में यह परिणाम हाइड्रोजिन फ्लोराइड एचएफया अमोनिया NH3.

दोनों यौगिकों में, ऑक्सीकरण अवस्था हाइड्रोजनबराबर हो जाता है +मैं, क्योंकि वह उच्च विद्युत ऋणात्मकता के साथ, किसी और के इलेक्ट्रॉनिक अच्छे के लिए "लालची" अणु में भागीदार प्राप्त करता है - एक अधातु तत्त्व एफतथा नाइट्रोजन एन. पर नाइट्रोजनइलेक्ट्रोनगेटिविटी का मान तीन पारंपरिक इकाइयों के बराबर माना जाता है, और y एक अधातु तत्त्वसामान्य तौर पर, सभी रासायनिक तत्वों में उच्चतम इलेक्ट्रोनगेटिविटी चार इकाइयाँ होती है। तो इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि वे खराब हाइड्रोजन परमाणु को बिना किसी इलेक्ट्रॉनिक वातावरण के छोड़ देते हैं।

परंतु हाइड्रोजनशायद पुनर्स्थापित करना- इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करें। ऐसा तब होता है जब क्षार धातु या कैल्शियम, जिसमें हाइड्रोजन की तुलना में इलेक्ट्रोनगेटिविटी कम होती है, इसके साथ प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं।