हाइड्रोजन जैसा कि रसायन शास्त्र में लिखा गया है। हाइड्रोजन किस प्रकार का पदार्थ है? हाइड्रोजन के रासायनिक और भौतिक गुण। धातुओं के साथ हैलोजन की परस्पर क्रिया

हाइड्रोजन के रासायनिक और भौतिक गुणों पर विचार करना शुरू करते हुए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अपनी सामान्य अवस्था में, यह रासायनिक तत्व गैसीय रूप में होता है। रंगहीन हाइड्रोजन गैस गंधहीन और स्वादहीन होती है। वैज्ञानिक ए। लैवोसियर द्वारा पानी के साथ प्रयोग करने के बाद पहली बार इस रासायनिक तत्व को हाइड्रोजन कहा गया, जिसके परिणामों के अनुसार, विश्व विज्ञान ने सीखा कि पानी एक बहु-घटक तरल है, जिसमें हाइड्रोजन होता है। यह घटना 1787 में घटी थी, लेकिन उस तारीख से बहुत पहले हाइड्रोजन को वैज्ञानिक "दहनशील गैस" के रूप में जानते थे।

प्रकृति में हाइड्रोजन

वैज्ञानिकों के अनुसार, हाइड्रोजन पृथ्वी की पपड़ी और पानी (पानी की कुल मात्रा का लगभग 11.2%) में निहित है। यह गैस कई खनिजों का हिस्सा है जिसे मानव सदियों से पृथ्वी की आंतों से निकाल रहा है। जानवरों और पौधों के जीवों के लिए हाइड्रोजन के गुण आंशिक रूप से तेल, प्राकृतिक गैसों और मिट्टी की विशेषता है। लेकिन अपने शुद्ध रूप में, यानी आवर्त सारणी के अन्य रासायनिक तत्वों के साथ संयुक्त नहीं, यह गैस प्रकृति में अत्यंत दुर्लभ है। ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान इस गैस को पृथ्वी की सतह पर छोड़ा जा सकता है। मुक्त हाइड्रोजन वायुमंडल में सूक्ष्म मात्रा में मौजूद है।

हाइड्रोजन के रासायनिक गुण

चूंकि हाइड्रोजन के रासायनिक गुण एक समान नहीं हैं, इसलिए यह रासायनिक तत्व मेंडेलीव प्रणाली के I समूह और प्रणाली के VII समूह दोनों से संबंधित है। पहले समूह का प्रतिनिधि होने के नाते, हाइड्रोजन, वास्तव में, एक क्षार धातु है, जिसके अधिकांश यौगिकों में ऑक्सीकरण अवस्था +1 होती है। वही संयोजकता सोडियम और अन्य क्षार धातुओं की विशेषता है। इन रासायनिक गुणों के कारण हाइड्रोजन को इन धातुओं के समान तत्व माना जाता है।

अगर हम धातु हाइड्राइड के बारे में बात कर रहे हैं, तो हाइड्रोजन आयन की नकारात्मक वैलेंस होती है - इसकी ऑक्सीकरण अवस्था -1 होती है। Na + H- उसी तरह से बनाया गया है जैसे क्लोराइड Na + Cl- के लिए। यह तथ्य मेंडेलीव प्रणाली के VII समूह के लिए हाइड्रोजन को जिम्मेदार ठहराने का कारण है। हाइड्रोजन, एक अणु की स्थिति में होने के कारण, बशर्ते कि यह एक सामान्य वातावरण में रहता है, निष्क्रिय है, और विशेष रूप से गैर-धातुओं के साथ संयोजन कर सकता है, जो इसके लिए अधिक सक्रिय हैं। इन धातुओं में फ्लोरीन शामिल है, प्रकाश की उपस्थिति में, हाइड्रोजन क्लोरीन के साथ जोड़ती है। यदि हाइड्रोजन को गर्म किया जाता है, तो यह अधिक सक्रिय हो जाता है, मेंडलीफ की आवर्त प्रणाली के कई तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करता है।

परमाणु हाइड्रोजन आणविक हाइड्रोजन की तुलना में अधिक सक्रिय रासायनिक गुण प्रदर्शित करता है। ऑक्सीजन के अणु पानी बनाते हैं - H2 + 1 / 2O2 = H2O। जब हाइड्रोजन हैलोजन के साथ संपर्क करता है, तो हाइड्रोजन हलाइड्स H2 + Cl2 = 2HCl बनते हैं, और हाइड्रोजन प्रकाश की अनुपस्थिति में और पर्याप्त रूप से उच्च नकारात्मक तापमान पर - 252 ° तक इस प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। हाइड्रोजन के रासायनिक गुण कई धातुओं की कमी के लिए इसका उपयोग करना संभव बनाते हैं, क्योंकि प्रतिक्रिया करते समय, हाइड्रोजन धातु आक्साइड से ऑक्सीजन को अवशोषित करता है, उदाहरण के लिए, CuO + H2 = Cu + H2O। हाइड्रोजन अमोनिया के निर्माण में भाग लेता है, प्रतिक्रिया ЗН2 + N2 = 2NН3 में नाइट्रोजन के साथ बातचीत करता है, लेकिन इस शर्त पर कि उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है, और तापमान और दबाव बढ़ जाता है।

एक जोरदार प्रतिक्रिया तब होती है जब H2 + S = H2S प्रतिक्रिया में हाइड्रोजन सल्फर के साथ बातचीत करता है, जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन सल्फाइड होता है। टेल्यूरियम और सेलेनियम के साथ हाइड्रोजन की परस्पर क्रिया थोड़ी कम सक्रिय होती है। यदि कोई उत्प्रेरक नहीं है, तो यह शुद्ध कार्बन, हाइड्रोजन के साथ केवल इस शर्त पर प्रतिक्रिया करता है कि उच्च तापमान का निर्माण हो। 2H2 + C (अनाकार) = CH4 (मीथेन)। कुछ क्षार और अन्य धातुओं के साथ हाइड्रोजन गतिविधि की प्रक्रिया में, हाइड्राइड प्राप्त होते हैं, उदाहरण के लिए, H2 + 2Li = 2LiH।

हाइड्रोजन के भौतिक गुण

हाइड्रोजन एक बहुत ही हल्का रसायन है। कम से कम वैज्ञानिकों का कहना है कि फिलहाल हाइड्रोजन से हल्का पदार्थ कोई नहीं है। इसका द्रव्यमान हवा से 14.4 गुना हल्का है, इसका घनत्व 0 ° C पर 0.0899 g / l है। -259.1 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, हाइड्रोजन पिघलने में सक्षम है - यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण तापमान है जो अधिकांश रासायनिक यौगिकों के एक राज्य से दूसरे राज्य में परिवर्तन के लिए विशिष्ट नहीं है। केवल हीलियम जैसा तत्व इस संबंध में हाइड्रोजन के भौतिक गुणों से अधिक है। हाइड्रोजन का द्रवीकरण कठिन होता है, क्योंकि इसका क्रांतिक ताप (-240°C) होता है। हाइड्रोजन मानव जाति के लिए ज्ञात सबसे अधिक गर्मी पैदा करने वाली गैस है। ऊपर वर्णित सभी गुण हाइड्रोजन के सबसे महत्वपूर्ण भौतिक गुण हैं जिनका उपयोग मनुष्यों द्वारा विशिष्ट उद्देश्यों के लिए किया जाता है। साथ ही, ये गुण आधुनिक विज्ञान के लिए सबसे अधिक प्रासंगिक हैं।

हाइड्रोजन एच एक रासायनिक तत्व है, जो हमारे ब्रह्मांड में सबसे व्यापक में से एक है। पदार्थों की संरचना में एक तत्व के रूप में हाइड्रोजन का द्रव्यमान दूसरे प्रकार के परमाणुओं की कुल सामग्री का 75% है। वह ग्रह पर सबसे महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण संबंध में प्रवेश करता है - पानी। हाइड्रोजन की एक विशिष्ट विशेषता यह भी है कि यह डी.आई. मेंडेलीफ के रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में पहला तत्व है।

खोज और अन्वेषण

पेरासेलसस के लेखन में हाइड्रोजन का पहला उल्लेख सोलहवीं शताब्दी का है। लेकिन हवा के गैस मिश्रण से इसका पृथक्करण और ज्वलनशील गुणों का अध्ययन वैज्ञानिक लेमरी द्वारा सत्रहवीं शताब्दी में पहले ही किया जा चुका था। एक अंग्रेजी रसायनज्ञ, भौतिक विज्ञानी और प्रकृतिवादी द्वारा हाइड्रोजन का गहन अध्ययन किया गया, जिन्होंने अनुभवजन्य रूप से यह साबित किया कि हाइड्रोजन का द्रव्यमान अन्य गैसों की तुलना में सबसे छोटा है। विज्ञान के विकास के बाद के चरणों में, कई वैज्ञानिकों ने उनके साथ काम किया, विशेष रूप से लैवोज़ियर, जिन्होंने उन्हें "पानी को जन्म देना" कहा।

पीएससीई में स्थिति के आधार पर विशेषता

DI मेंडलीफ की आवर्त सारणी को खोलने वाला तत्व हाइड्रोजन है। परमाणु के भौतिक और रासायनिक गुण एक निश्चित द्वैत दिखाते हैं, क्योंकि हाइड्रोजन को एक साथ पहले समूह, मुख्य उपसमूह के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, यदि यह धातु की तरह व्यवहार करता है और रासायनिक प्रतिक्रिया की प्रक्रिया में एक एकल इलेक्ट्रॉन को छोड़ देता है, और सातवां - वैलेंस शेल के पूर्ण भरने के मामले में, यानी नकारात्मक कण, जो इसे हैलोजन के समान दर्शाता है।

तत्व की इलेक्ट्रॉनिक संरचना की विशेषताएं

जटिल पदार्थों के गुण, जिनमें यह शामिल है, और सबसे सरल पदार्थ एच 2, मुख्य रूप से हाइड्रोजन के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। एक कण में Z = (-1) के साथ एक इलेक्ट्रॉन होता है, जो एक नाभिक के चारों ओर अपनी कक्षा में घूमता है जिसमें एक प्रोटॉन एक इकाई द्रव्यमान और एक सकारात्मक चार्ज (+1) होता है। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 1 के रूप में लिखा गया है, जिसका अर्थ है कि हाइड्रोजन के लिए पहले और केवल s-कक्षीय पर एक ऋणात्मक कण है।

जब एक इलेक्ट्रॉन अलग हो जाता है या छोड़ दिया जाता है, और इस तत्व के परमाणु में ऐसा गुण होता है कि वह इसे धातुओं से संबंधित बनाता है, तो एक धनायन प्राप्त होता है। अनिवार्य रूप से, हाइड्रोजन आयन एक सकारात्मक प्राथमिक कण है। इसलिए, एक इलेक्ट्रॉन से वंचित हाइड्रोजन को केवल एक प्रोटॉन कहा जाता है।

भौतिक गुण

संक्षेप में, हाइड्रोजन एक रंगहीन, थोड़ा घुलनशील गैस है जिसका सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 2, हवा की तुलना में 14.5 गुना हल्का होता है, जिसका द्रवीकरण तापमान -252.8 डिग्री सेल्सियस होता है।

अनुभव से यह आसानी से देखा जा सकता है कि H 2 सबसे हल्का है। ऐसा करने के लिए, तीन गेंदों को विभिन्न पदार्थों - हाइड्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, साधारण हवा से भरने के लिए पर्याप्त है - और साथ ही उन्हें अपने हाथ से मुक्त करें। सीओ 2 से भरा हुआ सबसे तेजी से जमीन पर पहुंचेगा, जिसके बाद फुलाया हुआ हवा का मिश्रण नीचे चला जाएगा, और एच 2 युक्त छत पर चढ़ जाएगा।

हाइड्रोजन कणों का छोटा द्रव्यमान और आकार विभिन्न पदार्थों में प्रवेश करने की इसकी क्षमता को सही ठहराता है। उसी गेंद के उदाहरण पर, इस पर विश्वास करना आसान है, कुछ दिनों में यह अपने आप ख़राब हो जाएगी, क्योंकि गैस केवल रबर से होकर गुजरेगी। इसके अलावा, हाइड्रोजन कुछ धातुओं (पैलेडियम या प्लैटिनम) की संरचना में जमा हो सकता है, और तापमान बढ़ने पर इससे वाष्पित हो सकता है।

हाइड्रोजन की कम घुलनशीलता की संपत्ति का उपयोग प्रयोगशाला अभ्यास में हाइड्रोजन को विस्थापित करके इसे अलग करने के लिए किया जाता है (नीचे दी गई तालिका में मुख्य पैरामीटर शामिल हैं) इसके आवेदन और उत्पादन के तरीकों का दायरा निर्धारित करते हैं।

एक साधारण पदार्थ के परमाणु या अणु का पैरामीटर	अर्थ
परमाणु द्रव्यमान (दाढ़ द्रव्यमान)	1.008 ग्राम / मोल
इलेक्ट्रोनिक विन्यास	1एस 1
क्रिस्टल सेल	हेक्सागोनल
ऊष्मीय चालकता	(300 के) 0.1815 डब्ल्यू / (एम के)
एन पर घनत्व। पर।	0.08987 ग्राम / एल
उबलता तापमान	-252.76 डिग्री सेल्सियस
दहन की विशिष्ट ऊष्मा	120.9 10 6 जे / किग्रा
पिघलने का तापमान	-259.2 डिग्री सेल्सियस
जल घुलनशीलता	18.8 मिली / ली

समस्थानिक रचना

रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के कई अन्य प्रतिनिधियों की तरह, हाइड्रोजन में कई प्राकृतिक समस्थानिक होते हैं, अर्थात्, नाभिक में समान संख्या में प्रोटॉन वाले परमाणु, लेकिन न्यूट्रॉन की एक अलग संख्या - शून्य आवेश और इकाई द्रव्यमान वाले कण। समान गुण वाले परमाणुओं के उदाहरण ऑक्सीजन, कार्बन, क्लोरीन, ब्रोमीन और अन्य हैं, जिनमें रेडियोधर्मी भी शामिल हैं।

इस समूह के प्रतिनिधियों में सबसे आम हाइड्रोजन 1 एच के भौतिक गुण, इसके समकक्षों की समान विशेषताओं से काफी भिन्न हैं। विशेष रूप से, जिन पदार्थों में वे शामिल होते हैं, उनकी विशेषताएं भिन्न होती हैं। तो, एक एकल प्रोटॉन के साथ हाइड्रोजन परमाणु के बजाय इसकी संरचना में साधारण और ड्यूटेरेटेड पानी होता है, ड्यूटेरियम 2 एच - दो प्राथमिक कणों के साथ इसका आइसोटोप: सकारात्मक और अपरिवर्तित। यह समस्थानिक पारंपरिक हाइड्रोजन से दोगुना भारी है, जो उनके द्वारा बनाए गए यौगिकों के गुणों में नाटकीय अंतर की व्याख्या करता है। प्रकृति में हाइड्रोजन की तुलना में ड्यूटेरियम 3200 गुना कम पाया जाता है। तीसरा प्रतिनिधि ट्रिटियम 3 एच है, नाभिक में इसके दो न्यूट्रॉन और एक प्रोटॉन होते हैं।

प्राप्त करने और अलग करने के तरीके

प्रयोगशाला और औद्योगिक तरीके काफी अलग हैं। इसलिए, कम मात्रा में, गैस मुख्य रूप से प्रतिक्रियाओं के माध्यम से प्राप्त की जाती है जिसमें खनिज पदार्थ शामिल होते हैं, और बड़े पैमाने पर उत्पादन में कार्बनिक संश्लेषण का अधिक से अधिक उपयोग होता है।

प्रयोगशाला में निम्नलिखित रासायनिक अंतःक्रियाओं का उपयोग किया जाता है:

औद्योगिक हितों में, गैस निम्न विधियों द्वारा प्राप्त की जाती है:

1. अपने घटक सरल पदार्थों के उत्प्रेरक की उपस्थिति में मीथेन का थर्मल अपघटन (350 डिग्री तापमान जैसे संकेतक के मूल्य तक पहुंचता है) - हाइड्रोजन एच 2 और कार्बन सी।
2. कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 और एच 2 (सबसे आम विधि) बनाने के लिए 1000 डिग्री सेल्सियस पर कोक के माध्यम से वाष्पशील पानी पास करना।
3. 800 डिग्री तक पहुंचने वाले तापमान पर निकल उत्प्रेरक पर गैसीय मीथेन का रूपांतरण।
4. हाइड्रोजन पोटेशियम या सोडियम क्लोराइड के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस का उप-उत्पाद है।

रासायनिक बातचीत: सामान्य प्रावधान

हाइड्रोजन के भौतिक गुण मोटे तौर पर इस या उस यौगिक के साथ प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं में इसके व्यवहार की व्याख्या करते हैं। हाइड्रोजन की संयोजकता 1 है, क्योंकि यह आवर्त सारणी में पहले समूह में स्थित है, और ऑक्सीकरण अवस्था भिन्न है। सभी यौगिकों में, हाइड्राइड को छोड़कर, हाइड्रोजन में s.r. = (1+), प्रकार के अणुओं में XH, XH 2, XH 3 - (1-)।

एक सामान्यीकृत इलेक्ट्रॉन जोड़ी बनाकर हाइड्रोजन गैस अणु में दो परमाणु होते हैं और ऊर्जावान रूप से काफी स्थिर होते हैं, यही कारण है कि यह सामान्य परिस्थितियों में कुछ हद तक निष्क्रिय होता है और सामान्य परिस्थितियों में परिवर्तन होने पर प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। अन्य पदार्थों की संरचना में हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था के आधार पर, यह ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।

वे पदार्थ जिनसे यह अभिक्रिया करता है और जो हाइड्रोजन बनाता है

जटिल पदार्थों के निर्माण के साथ मौलिक अंतःक्रियाएं (अक्सर ऊंचे तापमान पर):

1. क्षारीय और क्षारीय पृथ्वी धातु + हाइड्रोजन = हाइड्राइड।
2. हलोजन + एच 2 = हाइड्रोजन हैलाइड।
3. सल्फर + हाइड्रोजन = हाइड्रोजन सल्फाइड।
4. ऑक्सीजन + एच 2 = पानी।
5. कार्बन + हाइड्रोजन = मीथेन।
6. नाइट्रोजन + एच 2 = अमोनिया।

जटिल पदार्थों के साथ सहभागिता:

1. कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन से संश्लेषण गैस का उत्पादन।
2. 2 का प्रयोग करके धातुओं का उनके ऑक्साइडों से अपचयन।
3. असंतृप्त स्निग्ध हाइड्रोकार्बन की हाइड्रोजन संतृप्ति।

हाइड्रोजन बंध

हाइड्रोजन के भौतिक गुण ऐसे हैं कि, जब एक इलेक्ट्रोनगेटिव तत्व के साथ मिलकर, यह पड़ोसी अणुओं से एक ही परमाणु के साथ एक विशेष प्रकार का बंधन बना सकता है जिसमें अकेले इलेक्ट्रॉन जोड़े होते हैं (उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और फ्लोरीन)। सबसे स्पष्ट उदाहरण जिस पर ऐसी घटना पर विचार करना बेहतर है वह पानी है। इसे हाइड्रोजन बांड के साथ सिला हुआ कहा जा सकता है, जो सहसंयोजक या आयनिक लोगों की तुलना में कमजोर होते हैं, लेकिन इस तथ्य के कारण कि उनमें से कई हैं, किसी पदार्थ के गुणों पर उनका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। अनिवार्य रूप से, हाइड्रोजन बॉन्डिंग एक इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन है जो पानी के अणुओं को डिमर और पॉलिमर में बांधता है, इसके उच्च क्वथनांक को सही ठहराता है।

खनिज यौगिकों में हाइड्रोजन

सभी में एक प्रोटॉन होता है - हाइड्रोजन जैसे परमाणु का एक धनायन। वह पदार्थ जिसके अम्लीय अवशेषों की ऑक्सीकरण अवस्था (-1) से अधिक होती है, पॉलीबेसिक यौगिक कहलाता है। इसमें कई हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, जो जलीय घोलों में पृथक्करण को बहुस्तरीय बनाता है। प्रत्येक बाद के प्रोटॉन को शेष एसिड से अधिक से अधिक कठिन रूप से अलग किया जाता है। इसकी अम्लता माध्यम में हाइड्रोजन की मात्रात्मक सामग्री से निर्धारित होती है।

मानव गतिविधियों में आवेदन

एक पदार्थ के साथ सिलेंडर, साथ ही अन्य तरलीकृत गैसों, जैसे ऑक्सीजन, के साथ कंटेनरों का एक विशिष्ट स्वरूप होता है। उन्हें चमकीले लाल शिलालेख "हाइड्रोजन" के साथ गहरे हरे रंग में रंगा गया है। लगभग 150 वायुमंडल के दबाव में गैस को एक सिलेंडर में पंप किया जाता है। हाइड्रोजन के भौतिक गुण, विशेष रूप से एकत्रीकरण की गैसीय अवस्था का हल्कापन, हीलियम के मिश्रण में गुब्बारों, गुब्बारों आदि को भरने के लिए उपयोग किया जाता है।

हाइड्रोजन, भौतिक और रासायनिक गुण जिनका उपयोग लोगों ने कई साल पहले करना सीखा था, वर्तमान में कई उद्योगों में उपयोग किया जाता है। इसका अधिकांश भाग अमोनिया के उत्पादन में जाता है। हाइड्रोजन भी ऑक्साइड से (हैफ़नियम, जर्मेनियम, गैलियम, सिलिकॉन, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, ज़िरकोनियम और अन्य) में भाग लेता है, प्रतिक्रिया में एक कम करने वाले एजेंट, हाइड्रोसायनिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ-साथ कृत्रिम तरल ईंधन के रूप में कार्य करता है। खाद्य उद्योग इसका उपयोग वनस्पति तेलों को ठोस वसा में बदलने के लिए करता है।

वसा, कोयला, हाइड्रोकार्बन, तेल और ईंधन तेल के हाइड्रोजनीकरण और हाइड्रोजनीकरण की विभिन्न प्रक्रियाओं में हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों और उपयोग का निर्धारण। इसका उपयोग ऑक्सीजन-हाइड्रोजन लौ के प्रभाव में कीमती पत्थरों, गरमागरम लैंप, फोर्ज और वेल्ड धातु उत्पादों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

विचार करें कि हाइड्रोजन क्या है। इस अधातु के रासायनिक गुणों और उत्पादन का अध्ययन स्कूल में अकार्बनिक रसायन विज्ञान के दौरान किया जाता है। यह वह तत्व है जो मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली का प्रमुख है, और इसलिए एक विस्तृत विवरण के योग्य है।

किसी आइटम को एक नज़र में खोलना

हाइड्रोजन के भौतिक और रासायनिक गुणों पर विचार करने से पहले, आइए जानें कि यह महत्वपूर्ण तत्व कैसे पाया गया।

सोलहवीं और सत्रहवीं शताब्दी में काम करने वाले रसायनज्ञों ने अपने लेखन में बार-बार दहनशील गैस का उल्लेख किया है जो एसिड सक्रिय धातुओं के संपर्क में आने पर निकलती है। अठारहवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, जी कैवेंडिश ने इस गैस को इकट्ठा करने और उसका विश्लेषण करने में कामयाबी हासिल की, इसे "दहनशील गैस" नाम दिया।

उस समय हाइड्रोजन के भौतिक और रासायनिक गुणों का अध्ययन नहीं किया गया था। यह अठारहवीं शताब्दी के अंत में ही था कि ए। लैवोसियर विश्लेषण द्वारा यह स्थापित करने में सफल रहे कि यह गैस पानी का विश्लेषण करके प्राप्त की जा सकती है। थोड़ी देर बाद, उन्होंने नए तत्व हाइड्रोजन को कॉल करना शुरू किया, जिसका अर्थ है "पानी को जन्म देना"। हाइड्रोजन का आधुनिक रूसी नाम M.F.Soloviev है।

प्रकृति में होना

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों का विश्लेषण प्रकृति में इसकी प्रचुरता के आधार पर ही किया जा सकता है। यह तत्व हाइड्रो- और लिथोस्फीयर में मौजूद है, और खनिजों का भी एक हिस्सा है: प्राकृतिक और संबंधित गैस, पीट, तेल, कोयला, तेल शेल। ऐसे वयस्क की कल्पना करना मुश्किल है जो यह नहीं जानता होगा कि हाइड्रोजन पानी का एक अभिन्न अंग है।

इसके अलावा, यह गैर-धातु जानवरों के जीवों में न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा के रूप में पाया जाता है। हमारे ग्रह पर, यह तत्व बहुत कम ही मुक्त रूप में पाया जाता है, शायद केवल प्राकृतिक और ज्वालामुखी गैस में।

प्लाज्मा के रूप में, हाइड्रोजन सितारों और सूर्य के द्रव्यमान का लगभग आधा हिस्सा बनाता है, और यह इंटरस्टेलर गैस का भी हिस्सा है। उदाहरण के लिए, मुक्त रूप में, साथ ही मीथेन, अमोनिया के रूप में, यह अधातु धूमकेतु और यहां तक ​​कि कुछ ग्रहों में भी मौजूद है।

भौतिक गुण

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों पर विचार करने से पहले, हम ध्यान दें कि सामान्य परिस्थितियों में यह एक गैसीय पदार्थ है जो हवा से हल्का होता है और इसके कई समस्थानिक रूप होते हैं। यह पानी में लगभग अघुलनशील है और इसमें उच्च तापीय चालकता है। प्रोटियम, जिसकी द्रव्यमान संख्या 1 है, को इसका सबसे हल्का रूप माना जाता है। ट्रिटियम, जिसमें रेडियोधर्मी गुण होते हैं, स्वाभाविक रूप से वायुमंडलीय नाइट्रोजन से बनता है जब यह न्यूरॉन्स द्वारा यूवी किरणों के संपर्क में आता है।

अणु की संरचना की विशेषताएं

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों, इसकी अभिक्रियाओं की विशेषता पर विचार करने के लिए, आइए हम इसकी संरचना की विशेषताओं पर ध्यान दें। इस द्विपरमाणुक अणु में सहसंयोजक अध्रुवीय रासायनिक बंध होता है। अम्ल विलयन के साथ सक्रिय धातुओं की परस्पर क्रिया से परमाणु हाइड्रोजन का निर्माण संभव है। लेकिन इस रूप में, यह अधातु केवल थोड़े समय के लिए ही मौजूद रह पाती है, लगभग तुरंत ही यह एक आणविक रूप में पुनर्संयोजित हो जाती है।

रासायनिक गुण

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों पर विचार करें। यह रासायनिक तत्व बनने वाले अधिकांश यौगिकों में, यह +1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, जो इसे सक्रिय (क्षार) धातुओं के समान बनाता है। हाइड्रोजन के मुख्य रासायनिक गुण, जो इसे धातु के रूप में चिह्नित करते हैं:

• पानी बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ बातचीत;
• हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया, हाइड्रोजन हैलाइड के गठन के साथ;
• सल्फर के साथ मिलाने पर हाइड्रोजन सल्फाइड प्राप्त करना।

हाइड्रोजन के रासायनिक गुणों की विशेषता वाली प्रतिक्रियाओं का समीकरण नीचे दिया गया है। हम इस तथ्य की ओर ध्यान आकर्षित करते हैं कि एक अधातु के रूप में (-1 की ऑक्सीकरण अवस्था के साथ) यह केवल सक्रिय धातुओं के साथ प्रतिक्रिया में कार्य करता है, जिससे उनके साथ संबंधित हाइड्राइड बनते हैं।

सामान्य तापमान पर, हाइड्रोजन अन्य पदार्थों के साथ निष्क्रिय रूप से संपर्क करता है, इसलिए अधिकांश प्रतिक्रियाएं प्रारंभिक हीटिंग के बाद ही की जाती हैं।

आइए हम मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के प्रमुख तत्व के कुछ रासायनिक अंतःक्रियाओं पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।

जल निर्माण की प्रतिक्रिया के साथ 285.937 kJ ऊर्जा निकलती है। ऊंचे तापमान (550 डिग्री सेल्सियस से अधिक) पर, यह प्रक्रिया एक मजबूत विस्फोट के साथ होती है।

गैसीय हाइड्रोजन के उन रासायनिक गुणों में से जिन्होंने उद्योग में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग पाया है, धातु आक्साइड के साथ इसकी बातचीत रुचि की है। यह आधुनिक उद्योग में उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण के माध्यम से है कि धातु ऑक्साइड संसाधित होते हैं, उदाहरण के लिए, शुद्ध धातु को लोहे के पैमाने (मिश्रित लौह ऑक्साइड) से अलग किया जाता है। यह विधि स्क्रैप धातु के कुशल प्रसंस्करण की अनुमति देती है।

अमोनिया का संश्लेषण, जिसमें हवा में नाइट्रोजन के साथ हाइड्रोजन की बातचीत शामिल है, आधुनिक रासायनिक उद्योग में भी मांग में है। इस रासायनिक संपर्क की घटना के लिए स्थितियों में, हम दबाव और तापमान पर ध्यान देते हैं।

निष्कर्ष

यह हाइड्रोजन है जो सामान्य परिस्थितियों में एक निष्क्रिय रसायन है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, इसकी गतिविधि काफी बढ़ जाती है। कार्बनिक संश्लेषण में यह पदार्थ मांग में है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजनीकरण द्वारा, कीटोन्स को द्वितीयक अल्कोहल में कम किया जा सकता है, और एल्डिहाइड को प्राथमिक अल्कोहल में परिवर्तित किया जा सकता है। इसके अलावा, हाइड्रोजनीकरण द्वारा, एथिलीन और एसिटिलीन वर्ग के असंतृप्त हाइड्रोकार्बन को मीथेन श्रृंखला के संतृप्त यौगिकों में परिवर्तित करना संभव है। आधुनिक रासायनिक उत्पादन में मांग में हाइड्रोजन को एक साधारण पदार्थ माना जाता है।

हाइड्रोजन एक साधारण पदार्थ एच 2 (डायहाइड्रोजन, डिप्रोटियम, हल्का हाइड्रोजन) है।

संक्षिप्त हाइड्रोजन की विशेषता:

• गैर-धातु।
• एक रंगहीन गैस जिसे द्रवित करना मुश्किल है।
• पानी में खराब घुलनशील।
• यह कार्बनिक सॉल्वैंट्स में बेहतर रूप से घुल जाता है।
• धातुओं द्वारा रसायनयुक्त: लोहा, निकल, प्लेटिनम, पैलेडियम।
• मजबूत कम करने वाला एजेंट।
• अधातु, धातु, धातु ऑक्साइड के साथ (उच्च तापमान पर) परस्पर क्रिया करता है।
• एच 2 के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त परमाणु हाइड्रोजन एच 0, उच्चतम कम करने की क्षमता रखता है।
• हाइड्रोजन के समस्थानिक:
  • 1 एच - प्रोटियम
  • 2 एच - ड्यूटेरियम (डी)
  • 3 एच - ट्रिटियम (टी)
• सापेक्ष आणविक भार = 2.016
• ठोस हाइड्रोजन का आपेक्षिक घनत्व (t = -260 ° C) = 0.08667
• तरल हाइड्रोजन का आपेक्षिक घनत्व (t = -253 ° C) = 0.07108
• अधिक दबाव (n.a.) = 0.08988 g / l
• गलनांक = -259.19 ° C
• क्वथनांक = -252.87 ° C
• हाइड्रोजन की घुलनशीलता का बड़ा गुणांक:
  • (टी = 0 डिग्री सेल्सियस) = 2.15;
  • (टी = 20 डिग्री सेल्सियस) = 1.82;
  • (टी = 60 डिग्री सेल्सियस) = 1.60;

1. हाइड्रोजन का ऊष्मीय अपघटन(टी = 2000-3500 डिग्री सेल्सियस):
एच 2 2 एच 0

2. हाइड्रोजन की के साथ परस्पर क्रिया गैर धातु:

• एच 2 + एफ 2 = 2एचएफ (टी = -250 .. + 20 डिग्री सेल्सियस)
• एच 2 + सीएल 2 = 2 एचसीएल (दहन पर या कमरे के तापमान पर प्रकाश में):
  • सीएल 2 = 2सीएल 0
  • सीएल 0 + एच 2 = एचसीएल + एच 0
  • एच 0 + सीएल 2 = एचसीएल + सीएल 0
• एच 2 + बीआर 2 = 2 एचबीआर (टी = 350-500 डिग्री सेल्सियस, प्लैटिनम उत्प्रेरक)
• एच 2 + आई 2 = 2HI (टी = 350-500 डिग्री सेल्सियस, प्लैटिनम उत्प्रेरक)
• एच 2 + ओ 2 = 2 एच 2 ओ:
  • एच 2 + ओ 2 = 2OH 0
  • ओएच 0 + एच 2 = एच 2 ओ + एच 0
  • एच 0 + ओ 2 = ओएच 0 + ओ 0
  • ओ 0 + एच 2 = ओएच 0 + एच 0
• एच 2 + एस = एच 2 एस (टी = 150..200 डिग्री सेल्सियस)
• 3एच 2 + एन 2 = 2एनएच 3 (टी = 500 डिग्री सेल्सियस, लौह उत्प्रेरक)
• 2एच 2 + सी (कोक) = सीएच 4 (टी = 600 डिग्री सेल्सियस, प्लैटिनम उत्प्रेरक)
• एच 2 + 2 सी (कोक) = सी 2 एच 2 (टी = 1500..2000 डिग्री सेल्सियस)
• एच 2 + 2 सी (कोक) + एन 2 = 2एचसीएन (1800 डिग्री सेल्सियस से अधिक टी)

3. हाइड्रोजन की के साथ परस्पर क्रिया जटिल पदार्थ:

• 4H 2 + (Fe II Fe 2 III) O 4 = 3Fe + 4H 2 O (570 ° C से अधिक t)
• एच 2 + एजी 2 एसओ 4 = 2 एजी + एच 2 एसओ 4 (200 डिग्री सेल्सियस से अधिक टी)
• 4H 2 + 2Na 2 SO 4 = Na 2 S + 4H 2 O (t = 550-600 ° C, उत्प्रेरक Fe 2 O 3)
• 3H 2 + 2BCl 3 = 2B + 6HCl (t = 800-1200 ° C)
• एच 2 + 2 ईयूसीएल 3 = 2 ईयूसीएल 2 + 2 एचसीएल (टी = 270 डिग्री सेल्सियस)
• 4H 2 + CO 2 = CH 4 + 2H 2 O (t = 200 ° C, उत्प्रेरक CuO 2)
• एच 2 + सीएसी 2 = सीए + सी 2 एच 2 (2200 डिग्री सेल्सियस से अधिक टी)
• एच 2 + बाह 2 = बा (एच 2) 2 (टी 0 डिग्री सेल्सियस तक, समाधान)

4. हाइड्रोजन की भागीदारी रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं:

• 2H 0 (Zn, dil। HCl) + KNO 3 = KNO 2 + H 2 O
• 8H 0 (Al, सांद्र KOH) + KNO 3 = NH 3 + KOH + 2H 2 O
• 2H 0 (Zn, dil। HCl) + EuCl 3 = 2EuCl 2 + 2HCl
• 2H 0 (Al) + NaOH (संक्षिप्त) + Ag 2 S = 2Ag + H 2 O + NaHS
• 2H 0 (Zn, dil। H 2 SO 4) + C 2 N 2 = 2HCN

हाइड्रोजन यौगिक

डी 2 - ड्यूटेरियम:

• भारी हाइड्रोजन।
• एक रंगहीन गैस जिसे द्रवित करना मुश्किल है।
• डाइड्यूटेरियम प्राकृतिक हाइड्रोजन 0.012-0.016% (वजन के अनुसार) में निहित है।
• डाइड्यूटेरियम और प्रोटियम के गैस मिश्रण में, उच्च तापमान पर आइसोटोप एक्सचेंज होता है।
• साधारण और भारी पानी में खराब घुलनशील।
• साधारण पानी के साथ, समस्थानिक विनिमय नगण्य है।
• रासायनिक गुण हल्के हाइड्रोजन के समान होते हैं, लेकिन डीड्यूटेरियम कम प्रतिक्रियाशील होता है।
• सापेक्ष आणविक भार = 4.028
• तरल डाइड्यूटेरियम का आपेक्षिक घनत्व (t = -253 ° C) = 0.17
• गलनांक = -254.5 ° C
• क्वथनांक = -249.49 ° C

टी 2 - डाइथ्रिटियम:

• अतिभारी हाइड्रोजन।
• रंगहीन रेडियोधर्मी गैस।
• आधा जीवन 12.34 वर्ष है।
• प्रकृति में, न्यूट्रॉन द्वारा ब्रह्मांडीय विकिरण के साथ 14 एन नाभिक की बमबारी के परिणामस्वरूप डिथ्रिटियम का निर्माण होता है; प्राकृतिक जल में डिथ्रिटियम के निशान पाए जाते हैं।
• धीमी न्यूट्रॉन के साथ लिथियम पर बमबारी करके परमाणु रिएक्टर में डिट्रिटियम प्राप्त किया जाता है।
• सापेक्ष आणविक भार = 6.032
• गलनांक = -252.52 ° C
• क्वथनांक = -248.12 ° C

एचडी - ड्यूटेरियम हाइड्रोजन:

• रंगहीन गैस।
• पानी में नहीं घुलता।
• रासायनिक गुण H2 के समान होते हैं।
• सापेक्ष आणविक भार = 3.022
• ठोस हाइड्रोजन ड्यूटेराइड का आपेक्षिक घनत्व (t = -257 ° C) = 0.146
• अधिक दबाव (सं.) = 0.135 g / l
• गलनांक = -256.5 ° C
• क्वथनांक = -251.02 ° C

हाइड्रोजन ऑक्साइड

एच 2 ओ - पानी:

• रंगहीन तरल।
• ऑक्सीजन की समस्थानिक संरचना के अनुसार, पानी में H 2 16 O होता है जिसमें H 2 18 O और H 2 17 O का मिश्रण होता है।
• हाइड्रोजन की समस्थानिक संरचना के अनुसार, पानी में एचडीओ के मिश्रण के साथ 1 एच 2 ओ होता है।
• तरल पानी प्रोटोलिसिस से गुजरता है (एच 3 ओ + और ओएच -):
  • एच 3 ओ + (ऑक्सोनियम केशन) जलीय घोल में सबसे मजबूत अम्ल है;
  • OH - (हाइड्रॉक्साइड आयन) जलीय घोल में सबसे मजबूत आधार है;
  • जल सबसे कमजोर संयुग्मी प्रोटोलिथ है।
• कई पदार्थों के साथ, पानी क्रिस्टलीय हाइड्रेट बनाता है।
• पानी एक रासायनिक रूप से सक्रिय पदार्थ है।
• पानी अकार्बनिक यौगिकों के लिए एक बहुमुखी तरल विलायक है।
• पानी का आपेक्षिक आणविक भार = 18.02
• ठोस जल (बर्फ) का आपेक्षिक घनत्व (t = 0 ° C) = 0.917
• तरल पानी का आपेक्षिक घनत्व:
  • (टी = 0 डिग्री सेल्सियस) = 0.999841
  • (टी = 20 डिग्री सेल्सियस) = 0.998203
  • (टी = 25 डिग्री सेल्सियस) = 0.997044
  • (टी = 50 डिग्री सेल्सियस) = 0.97180
  • (टी = 100 डिग्री सेल्सियस) = 0.95835
• घनत्व (सं.) = 0.8652 g / l
• गलनांक = 0°C
• क्वथनांक = 100 डिग्री सेल्सियस
• पानी का आयनिक उत्पाद (25 डिग्री सेल्सियस) = 1.008 10 -14

1. पानी का थर्मल अपघटन:
2एच 2 ओ ↔ 2एच 2 + ओ 2 (1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर)

डी 2 ओ - ड्यूटेरियम ऑक्साइड:

• खारा पानी।
• रंगहीन हीड्रोस्कोपिक तरल।
• चिपचिपापन पानी की तुलना में अधिक है।
• साधारण पानी के साथ असीमित मात्रा में मिलाता है।
• समस्थानिक विनिमय के दौरान अर्ध-भारी जल HDO बनता है।
• घुलने की शक्ति साधारण पानी की तुलना में कम होती है।
• ड्यूटेरियम ऑक्साइड के रासायनिक गुण पानी के समान होते हैं, लेकिन सभी प्रतिक्रियाएं धीमी होती हैं।
• प्राकृतिक जल में भारी जल मौजूद होता है (साधारण जल से द्रव्यमान अनुपात 1:5500)।
• ड्यूटेरियम ऑक्साइड प्राकृतिक पानी के बार-बार इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है, जिसमें शेष इलेक्ट्रोलाइट में भारी पानी जमा हो जाता है।
• भारी जल का आपेक्षिक आणविक भार = 20.03
• तरल भारी पानी का आपेक्षिक घनत्व (t = 11.6°C) = 1.1071
• तरल भारी पानी का आपेक्षिक घनत्व (t = 25 ° C) = 1.1042
• गलनांक = 3.813 डिग्री सेल्सियस
• क्वथनांक = 101.43 ° C

टी 2 ओ - ट्रिटियम ऑक्साइड:

• सुपर भारी पानी।
• रंगहीन तरल।
• चिपचिपापन अधिक होता है और घुलने की शक्ति साधारण और भारी पानी की तुलना में कम होती है।
• असीमित मात्रा में नियमित और भारी पानी के साथ मिलाता है।
• साधारण और भारी पानी के साथ समस्थानिक विनिमय से एचटीओ, डीटीओ का निर्माण होता है।
• अत्यधिक भारी पानी के रासायनिक गुण पानी के समान होते हैं, लेकिन सभी प्रतिक्रियाएं भारी पानी की तुलना में धीमी गति से आगे बढ़ती हैं।
• ट्रिटियम ऑक्साइड के निशान प्राकृतिक जल और वातावरण में पाए जाते हैं।
• ट्रिटियम को लाल-गर्म कॉपर ऑक्साइड CuO के ऊपर से गुजार कर अत्यधिक भारी जल प्राप्त किया जाता है।
• अतिभारी जल सापेक्ष आणविक भार = 22.03
• गलनांक = 4.5 ° C

हाइड्रोजन एच ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में तत्व है (द्रव्यमान द्वारा लगभग 75%), पृथ्वी पर - नौवां सबसे प्रचुर मात्रा में। हाइड्रोजन का सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक यौगिक पानी है।
आवर्त सारणी में हाइड्रोजन पहले स्थान पर है (Z = 1)। इसकी सबसे सरल परमाणु संरचना है: एक परमाणु का नाभिक - 1 प्रोटॉन, जो एक इलेक्ट्रॉन बादल से घिरा होता है, जिसमें 1 इलेक्ट्रॉन होता है।
कुछ शर्तों के तहत, हाइड्रोजन धात्विक गुण प्रदर्शित करता है (एक इलेक्ट्रॉन को छोड़ देता है), अन्य में - गैर-धातु (एक इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करता है)।
हाइड्रोजन समस्थानिक प्रकृति में पाए जाते हैं: 1H - प्रोटियम (नाभिक में एक प्रोटॉन होता है), 2H - ड्यूटेरियम (D - नाभिक में एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन होते हैं), 3H - ट्रिटियम (T - नाभिक में एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं) )

सरल पदार्थ हाइड्रोजन

एक हाइड्रोजन अणु में दो परमाणु होते हैं जो एक सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय बंधन से जुड़े होते हैं।
भौतिक गुण।हाइड्रोजन एक रंगहीन, गंधहीन, स्वादहीन, गैर-विषाक्त गैस है। हाइड्रोजन अणु ध्रुवीय नहीं है। इसलिए, गैसीय हाइड्रोजन में अंतर-आणविक संपर्क की ताकतें छोटी होती हैं। यह कम क्वथनांक (-252.6 डिग्री सेल्सियस) और पिघलने (-259.2 डिग्री सेल्सियस) में प्रकट होता है।
हाइड्रोजन हवा से हल्का है, डी (हवा से) = 0.069; पानी में थोड़ा घुलनशील (H2O के 100 खंड H2 के 2 खंड घोलते हैं)। इसलिए, प्रयोगशाला में उत्पादित होने पर हाइड्रोजन को वायु या जल विस्थापन विधियों द्वारा एकत्र किया जा सकता है।

हाइड्रोजन उत्पादन

प्रयोगशाला में:

1. धातुओं पर तनु अम्लों की क्रिया:
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2. पानी के साथ क्षार और यू-जेड धातुओं की बातचीत:
सीए + 2 एच 2 ओ → सीए (ओएच) 2 + एच 2

3. हाइड्राइड्स का हाइड्रोलिसिस: धातु के हाइड्राइड्स पानी से आसानी से विघटित होकर संबंधित क्षार और हाइड्रोजन बनाते हैं:
NaH + H 2 O → NaOH + H 2
सीएएच 2 + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + 2 एच 2

4. जस्ता या एल्यूमीनियम या सिलिकॉन पर क्षार की क्रिया:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2
Si + 2NaOH + H 2 O → Na 2 SiO 3 + 2H 2

5. जल इलेक्ट्रोलिसिस। पानी की विद्युत चालकता बढ़ाने के लिए इसमें एक इलेक्ट्रोलाइट मिलाया जाता है, उदाहरण के लिए, NaOH, H 2 SO 4 या Na 2 SO 4। कैथोड पर हाइड्रोजन के 2 आयतन बनते हैं, एनोड पर - ऑक्सीजन का 1 आयतन।
2H 2 O → 2H 2 + O 2

हाइड्रोजन का औद्योगिक उत्पादन

1. मीथेन का भाप के साथ रूपांतरण, Ni 800 ° C (सबसे सस्ता):
सीएच 4 + एच 2 ओ → सीओ + 3 एच 2
सीओ + एच 2 ओ → सीओ 2 + एच 2

कुल मिलाकर:
सीएच 4 + 2 एच 2 ओ → 4 एच 2 + सीओ 2

2. 1000 о पर लाल-गर्म कोक के माध्यम से जल वाष्प:
सी + एच 2 ओ → सीओ + एच 2
सीओ + एच 2 ओ → सीओ 2 + एच 2

परिणामी कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) पानी द्वारा अवशोषित कर ली जाती है, इस प्रकार औद्योगिक हाइड्रोजन का 50% प्राप्त होता है।

3. लोहे या निकल उत्प्रेरक की उपस्थिति में मीथेन को 350 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करना:
सीएच 4 → सी + 2 एच 2

4. उप-उत्पाद के रूप में KCl या NaCl के जलीय घोलों के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा:
2Н 2 + 2NaCl → Cl 2 + H 2 + 2NaOH

हाइड्रोजन के रासायनिक गुण

• यौगिकों में, हाइड्रोजन हमेशा मोनोवैलेंट होता है। इसकी ऑक्सीकरण अवस्था +1 है, लेकिन धातु हाइड्राइड में यह -1 है।
• एक हाइड्रोजन अणु में दो परमाणु होते हैं। उनके बीच एक बंधन के उद्भव को इलेक्ट्रॉनों की एक सामान्यीकृत जोड़ी एच: एच या एच 2 . के गठन द्वारा समझाया गया है
• इलेक्ट्रॉनों के इस सामान्यीकरण के कारण, H2 अणु अपने व्यक्तिगत परमाणुओं की तुलना में अधिक ऊर्जावान रूप से स्थिर होता है। 1 मोल हाइड्रोजन में एक अणु को परमाणुओं में तोड़ने के लिए, 436 kJ ऊर्जा खर्च करना आवश्यक है: 2 = 2Н, ∆H ° = 436 kJ / mol
• यह सामान्य तापमान पर आणविक हाइड्रोजन की अपेक्षाकृत कम गतिविधि की व्याख्या करता है।
• कई अधातुओं के साथ हाइड्रोजन गैसीय यौगिक बनाती है जैसे RH 4, RH 3, RH 2, RH।

1) हैलोजन के साथ हाइड्रोजन हैलाइड बनाता है:
एच 2 + सीएल 2 → 2 एचसीएल।
साथ ही, यह फ्लोरीन के साथ विस्फोट करता है, क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ केवल रोशनी या गर्म होने पर प्रतिक्रिया करता है, और आयोडीन के साथ गर्म होने पर ही प्रतिक्रिया करता है।

2) ऑक्सीजन के साथ:
2H 2 + O 2 → 2H 2 O
गर्मी की रिहाई के साथ। सामान्य तापमान पर, प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है, 550 डिग्री सेल्सियस से ऊपर - एक विस्फोट के साथ। H 2 के 2 आयतन और O 2 के 1 आयतन के मिश्रण को विस्फोटक गैस कहा जाता है।

3) गर्म होने पर, यह सल्फर के साथ सख्ती से प्रतिक्रिया करता है (सेलेनियम और टेल्यूरियम के साथ और अधिक कठिन):
एच 2 + एस → एच 2 एस (हाइड्रोजन सल्फाइड),

4) केवल उत्प्रेरक पर और ऊंचे तापमान और दबाव पर अमोनिया के गठन के साथ नाइट्रोजन के साथ:
ЗН 2 + एन 2 → 2एनН 3

5) उच्च तापमान पर कार्बन के साथ:
2एच 2 + सी → सीएच 4 (मीथेन)

6) क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ हाइड्राइड बनाता है (हाइड्रोजन एक ऑक्सीकरण एजेंट है):
Н 2 + 2Li → 2LiH
धातु हाइड्राइड में, हाइड्रोजन आयन ऋणात्मक रूप से आवेशित होता है (ऑक्सीकरण अवस्था -1), अर्थात हाइड्राइड Na + H - क्लोराइड Na + Cl की तरह बनाया जाता है -

जटिल पदार्थों के साथ:

7) धातु आक्साइड के साथ (धातुओं की कमी के लिए प्रयुक्त):
CuO + H 2 → Cu + H 2 O
फे 3 ओ 4 + 4 एच 2 → 3 एफई + 4 एच 2 ओ

8) कार्बन मोनोऑक्साइड (II) के साथ:
सीओ + 2 एच 2 → सीएच 3 ओएच
संश्लेषण - गैस (हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड का मिश्रण) बहुत व्यावहारिक महत्व का है, क्योंकि तापमान, दबाव और उत्प्रेरक के आधार पर, विभिन्न कार्बनिक यौगिक बनते हैं, उदाहरण के लिए एचसीएचओ, सीएच 3 ओएच और अन्य।

9) असंतृप्त हाइड्रोकार्बन हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, संतृप्त में बदल जाते हैं:
सी एन एच 2एन + एच 2 → सी एन एच 2एन + 2।