आवधिक प्रणाली में, इसकी स्थिति का एक निश्चित स्थान होता है, जो इसके प्रकट होने वाले गुणों को दर्शाता है और इसके बारे में बोलता है इलेक्ट्रॉनिक संरचना... हालांकि, सभी के बीच एक विशेष परमाणु होता है, जो एक साथ दो कोशिकाओं पर कब्जा कर लेता है। यह तत्वों के दो समूहों में स्थित है जो प्रकट गुणों के मामले में बिल्कुल विपरीत हैं। यह हाइड्रोजन है। ये खूबियां इसे खास बनाती हैं।

हाइड्रोजन सिर्फ एक तत्व नहीं है, बल्कि एक साधारण पदार्थ भी है, और अवयवकई जटिल यौगिक, बायोजेनिक और ऑर्गेनोजेनिक तत्व। इसलिए, हम इसकी विशेषताओं और गुणों पर अधिक विस्तार से विचार करेंगे।

एक 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 वह तत्व जिस पर हम विचार कर रहे हैं। आइए आवर्त सारणी 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। हालांकि, उनमें से प्रत्येक के गुण बहुत भिन्न हैं, क्योंकि हाइड्रोजन के लिए द्रव्यमान में एक से भी वृद्धि तुरंत दोगुनी है।
2. तथ्य यह है कि इसमें केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है जो इसे ऑक्सीकरण और कम करने वाले गुणों को सफलतापूर्वक प्रदर्शित करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, एक इलेक्ट्रॉन के दान के बाद, इसमें एक मुक्त कक्षीय होता है, जो दाता-स्वीकर्ता तंत्र द्वारा रासायनिक बंधनों के निर्माण में भाग लेता है।
3. हाइड्रोजन एक शक्तिशाली कम करने वाला एजेंट है। इसलिए, इसका मुख्य स्थान मुख्य उपसमूह का पहला समूह माना जाता है, जहां इसका नेतृत्व सबसे सक्रिय धातुओं - क्षार द्वारा किया जाता है।
4. हालांकि, जब मजबूत कम करने वाले एजेंटों के साथ बातचीत करते हैं, जैसे कि, 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, वह हैलोजन के उपसमूह का नेतृत्व करता है जिसके साथ वह समान है।
5. बहुत छोटे को धन्यवाद परमाणु भारहाइड्रोजन को सबसे हल्का तत्व माना जाता है। साथ ही इसका डेंसिटी भी बहुत कम है, यही वजह है कि यह लाइटनेस का बेंचमार्क भी 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 बनने वाले सरल और जटिल पदार्थ बहुत महत्वपूर्ण हैं। आइए उन पर आगे विचार करें।

सरल पदार्थ

यदि हम इस तत्व के बारे में एक अणु के रूप में बात करते हैं, तो यह कहना होगा कि यह द्विपरमाणुक है। यानी हाइड्रोजन (एक साधारण पदार्थ) एक गैस है। इसका अनुभवजन्य सूत्र H 2 के रूप में लिखा जाएगा, और इसका चित्रमय सूत्र - एकल सिग्मा-संबंध H-H के माध्यम से लिखा जाएगा। परमाणुओं के बीच बंधन निर्माण का तंत्र सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय है।

1. मीथेन का भाप सुधार।
2. कोयला गैसीकरण - इस प्रक्रिया में कोयले को 1000 0 C तक गर्म करना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन और उच्च कार्बन कोयले का निर्माण होता है।
3. इलेक्ट्रोलिसिस। इस विधि का उपयोग केवल विभिन्न लवणों के जलीय घोल के लिए 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 हाइड्राइड का हाइड्रोलिसिस।
2. सक्रिय धातुओं और मध्यम गतिविधि पर तनु अम्लों की क्रिया।
3. पानी के साथ क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं की परस्पर क्रिया।

उत्पन्न हाइड्रोजन को इकट्ठा करने के लिए, ट्यूब को उल्टा रखना चाहिए। आखिरकार, इस गैस को उसी तरह एकत्र नहीं किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड। यह हाइड्रोजन है, यह हवा से बहुत हल्का है। जल्दी से वाष्पित हो जाता है, और हवा के साथ मिश्रित होने पर बड़ी मात्रा में फट जाता है। इसलिए ट्यूब को उल्टा कर देना चाहिए। इसे भरने के बाद इसे रबर स्टॉपर से बंद कर देना चाहिए।

एकत्रित हाइड्रोजन की शुद्धता की जांच करने के लिए, आपको गले में एक जला हुआ माचिस लाना चाहिए। यदि कपास सुस्त और शांत है, तो न्यूनतम वायु अशुद्धियों के साथ गैस साफ है। यदि यह जोर से और सीटी बजाता है, तो यह गंदा होता है, जिसमें बड़ी मात्रा में बाहरी घटक होते हैं।

उपयोग के क्षेत्र

जब हाइड्रोजन जलती है, तो इतनी ऊर्जा (ऊष्मा) निकलती है कि यह गैस सबसे अधिक लाभदायक ईंधन मानी जाती है। इसके अलावा, यह पर्यावरण के अनुकूल है। हालाँकि, आज तक, इस क्षेत्र में इसका आवेदन सीमित है। यह शुद्ध हाइड्रोजन के संश्लेषण की गैर-कल्पित और अनसुलझी समस्याओं के कारण है, जो रिएक्टरों, इंजनों और पोर्टेबल उपकरणों में ईंधन के रूप में उपयोग के साथ-साथ आवासीय भवनों में हीटिंग बॉयलरों के लिए उपयुक्त होगा।

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

ऐसे कई मुख्य क्षेत्र हैं जिनमें हम जिस गैस पर विचार कर रहे हैं वह आवेदन पाता है।

1. रासायनिक संश्लेषण। हाइड्रोजनीकरण साबुन, मार्जरीन और प्लास्टिक का उत्पादन करता है। हाइड्रोजन की भागीदारी के साथ, मेथनॉल और अमोनिया, साथ ही अन्य यौगिकों को संश्लेषित किया जाता है।
2. खाद्य उद्योग में - एक योज्य E949 के रूप में।
3. विमानन उद्योग (रॉकेटरी, विमान निर्माण)।
4. विद्युत ऊर्जा उद्योग।
5. मौसम विज्ञान।
6. पर्यावरण के अनुकूल ईंधन।

जाहिर है, हाइड्रोजन उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि प्रकृति में। इसके द्वारा गठित विभिन्न यौगिकों द्वारा और भी बड़ी भूमिका निभाई जाती है।

हाइड्रोजन यौगिक

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

1. हाइड्रोजन हैलाइड। सामान्य सूत्र एचएचएल है। इनमें हाइड्रोजन क्लोराइड का विशेष महत्व है। यह एक गैस है जो पानी में घुलकर हाइड्रोक्लोरिक एसिड का घोल बनाती है। यह अम्ल लगभग सभी रासायनिक संश्लेषणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, जैविक और अकार्बनिक दोनों। हाइड्रोजन क्लोराइड अनुभवजन्य सूत्र एचसीएल के साथ एक यौगिक है और हमारे देश में हर साल उत्पादन के मामले में सबसे बड़ा है। हाइड्रोजन हैलाइड में हाइड्रोजन आयोडाइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड और हाइड्रोजन ब्रोमाइड भी शामिल हैं। वे सभी संबंधित एसिड बनाते हैं।
2. वाष्पशील इनमें से लगभग सभी काफी जहरीली गैसें हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड, मीथेन, सिलेन, फॉस्फीन और अन्य। इसके अलावा, यह बहुत ज्वलनशील है।
3. हाइड्राइड धातुओं के साथ यौगिक हैं। वे लवण के वर्ग से संबंधित हैं।
4. हाइड्रॉक्साइड्स: क्षार, अम्ल और उभयधर्मी यौगिक। उनमें अनिवार्य रूप से एक या अधिक हाइड्रोजन परमाणु शामिल हैं। उदाहरण: NaOH, K 2, H 2 SO 4 और अन्य।
5. हाइड्रोजन हाइड्रॉक्साइड। इस यौगिक को पानी के रूप में बेहतर जाना जाता है। हाइड्रोजन ऑक्साइड का दूसरा नाम। अनुभवजन्य सूत्र इस तरह दिखता है - एच 2 ओ।
6. हाइड्रोजन पेरोक्साइड। यह सबसे प्रबल ऑक्सीकारक है, जिसका सूत्र 2 2 है।
7. कई कार्बनिक यौगिक: हाइड्रोकार्बन, प्रोटीन, वसा, लिपिड, विटामिन, हार्मोन, आवश्यक तेल और अन्य।

जाहिर सी बात है कि हम जिस तत्व के यौगिक पर विचार कर रहे हैं, वह बहुत बढ़िया है। यह एक बार फिर प्रकृति और मनुष्य के साथ-साथ सभी जीवित प्राणियों के लिए इसके उच्च महत्व की पुष्टि करता है।

सबसे अच्छा विलायक है

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, इस पदार्थ का सामान्य नाम पानी है। दो हाइड्रोजन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन से मिलकर बनता है, जो सहसंयोजक ध्रुवीय बंधों से जुड़ा होता है। पानी का अणु एक द्विध्रुव है, जो इसके कई गुणों की व्याख्या करता है। विशेष रूप से, यह एक सार्वभौमिक विलायक है।

यह जलीय वातावरण में है कि लगभग सभी रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं। जीवित जीवों में प्लास्टिक और ऊर्जा चयापचय की आंतरिक प्रतिक्रियाएं भी हाइड्रोजन ऑक्साइड की मदद से की जाती हैं।

पानी को ग्रह पर सबसे महत्वपूर्ण पदार्थ माना जाता है। यह ज्ञात है कि कोई भी जीवित जीव इसके बिना नहीं रह सकता है। पृथ्वी पर, यह एकत्रीकरण के तीन राज्यों में मौजूद हो सकता है:

• तरल;
• गैस (भाप);
• ठोस (बर्फ)।

हाइड्रोजन आइसोटोप के आधार पर तीन प्रकार के पानी होते हैं जो अणु का हिस्सा होते हैं।

1. हल्का या प्रोटियम। द्रव्यमान संख्या 1 वाला एक समस्थानिक। फॉर्मूला - एच 2 ओ। यह एक सामान्य रूप है जिसका उपयोग सभी जीव करते हैं।
2. ड्यूटेरियम या भारी, इसका सूत्र डी 2 ओ है। आइसोटोप 2 एच शामिल है।
3. सुपर भारी या ट्रिटियम। सूत्र टी 3 ओ जैसा दिखता है, आइसोटोप 3 एन है।

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

हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक बहुमुखी उपाय है

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यह यौगिक एक उत्कृष्ट ऑक्सीकरण एजेंट है। हालांकि, मजबूत प्रतिनिधियों के साथ यह एक पुनर्स्थापक 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 समय के साथ घाव भरने में वृद्धि होती है।

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

हाइड्रोजन के रासायनिक गुण

सामान्य परिस्थितियों में, आणविक हाइड्रोजन अपेक्षाकृत कम सक्रिय होता है, केवल सबसे सक्रिय गैर-धातुओं (फ्लोरीन के साथ, और प्रकाश में और क्लोरीन के साथ) के साथ सीधे संयोजन करता है। हालांकि, गर्म होने पर, यह कई तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करता है।

हाइड्रोजन सरल और जटिल पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है:

उच्च तापमान पर, हाइड्रोजन सीधे प्रतिक्रिया करता है कुछ धातुओं के साथ(क्षारीय, क्षारीय पृथ्वी और अन्य), सफेद बनाते हैं क्रिस्टलीय पदार्थ- धातु हाइड्राइड्स (ली एच, ना एच, केएच, सीएएच 2, आदि):

एच 2 + 2Li = 2LiH

धातु के हाइड्राइड पानी से आसानी से विघटित होकर संगत क्षार और हाइड्रोजन बनाते हैं:

सीए एच 2 + 2 एच 2 ओ = सीए (ओएच) 2 + 2 एच 2

1). ऑक्सीजन के साथहाइड्रोजन पानी बनाता है:

वीडियो "हाइड्रोजन का दहन"

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + Q

सामान्य तापमान पर, प्रतिक्रिया बहुत धीमी गति से आगे बढ़ती है, 550 डिग्री सेल्सियस से ऊपर - एक विस्फोट के साथ (H2 के 2 खंडों और O 2 के 1 आयतन के मिश्रण को कहा जाता है ऑक्सीहाइड्रोजन गैस) .

वीडियो "ऑक्सीहाइड्रोजन गैस का विस्फोट"

वीडियो "विस्फोटक मिश्रण का खाना बनाना और विस्फोट करना"

2). हलोजन के साथउदाहरण के लिए, हाइड्रोजन हाइड्रोजन हैलाइड बनाता है:

एच 2 + सीएल 2 = 2 एचसीएल

उसी समय, हाइड्रोजन फ्लोरीन (अंधेरे में और -252 डिग्री सेल्सियस पर भी) के साथ फट जाता है, क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ केवल रोशनी या गर्म होने पर और आयोडीन के साथ गर्म होने पर ही प्रतिक्रिया करता है।

3). नाइट्रोजन के साथहाइड्रोजन अमोनिया के निर्माण के साथ परस्पर क्रिया करता है:

2 + एन 2 = 2एनН 3

केवल उत्प्रेरक पर और ऊंचे तापमान और दबाव पर।

4))। गर्म होने पर, हाइड्रोजन जोरदार प्रतिक्रिया करता है ग्रे के साथ:

एच 2 + एस = एच 2 एस (हाइड्रोजन सल्फाइड),

सेलेनियम और टेल्यूरियम के साथ यह बहुत अधिक कठिन है।

5). शुद्ध कार्बन के साथहाइड्रोजन केवल उच्च तापमान पर उत्प्रेरक के बिना प्रतिक्रिया कर सकता है:

2H 2 + C (अनाकार) = CH 4 (मीथेन)

- हाइड्रोजन धातु ऑक्साइड के साथ प्रतिस्थापन अभिक्रिया में प्रवेश करती है जबकि उत्पादों में पानी बनता है और धातु का अपचयन होता है। हाइड्रोजन - एक कम करने वाले एजेंट के गुणों को प्रदर्शित करता है:

हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है कई धातुओं की वसूली के लिए, क्योंकि यह उनके ऑक्साइड से ऑक्सीजन लेता है:

Fe 3 O 4 + 4H 2 = 3Fe + 4H 2 O, आदि।

हाइड्रोजन का अनुप्रयोग

वीडियो "हाइड्रोजन का अनुप्रयोग"

वर्तमान में हाइड्रोजन का उत्पादन भारी मात्रा में होता है। इसका एक बहुत बड़ा हिस्सा अमोनिया के संश्लेषण, वसा के हाइड्रोजनीकरण और कोयले, तेल और हाइड्रोकार्बन के हाइड्रोजनीकरण में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, हाइड्रोजन का उपयोग हाइड्रोक्लोरिक एसिड, मिथाइल अल्कोहल, हाइड्रोसायनिक एसिड के संश्लेषण के लिए, वेल्डिंग और फोर्जिंग धातुओं के साथ-साथ गरमागरम लैंप के निर्माण में किया जाता है और कीमती पत्थर... 150 से अधिक एटीएम के दबाव में हाइड्रोजन सिलेंडर में बिक्री के लिए जाता है। वे गहरे हरे रंग के होते हैं और उन पर लाल शिलालेख "हाइड्रोजन" होता है।

हाइड्रोजन का उपयोग तरल वसा को ठोस वसा (हाइड्रोजनीकरण) में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, कोयले और ईंधन तेल के हाइड्रोजनीकरण द्वारा तरल ईंधन का उत्पादन होता है। धातु विज्ञान में, हाइड्रोजन का उपयोग ऑक्साइड या क्लोराइड के लिए धातुओं और अधातुओं (जर्मेनियम, सिलिकॉन, गैलियम, ज़िरकोनियम, हेफ़नियम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन, आदि) के उत्पादन के लिए एक कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।

हाइड्रोजन का व्यावहारिक अनुप्रयोग विविध है: यह आमतौर पर गुब्बारे-जांच से भरा होता है, रासायनिक उद्योग में यह भोजन में कई महत्वपूर्ण उत्पादों (अमोनिया, आदि) प्राप्त करने के लिए कच्चे माल के रूप में कार्य करता है - ठोस वसा के उत्पादन के लिए वनस्पति तेल, आदि। उच्च तापमान (2600 डिग्री सेल्सियस तक), ऑक्सीजन में हाइड्रोजन के दहन के परिणामस्वरूप, दुर्दम्य धातुओं, क्वार्ट्ज, आदि को पिघलाने के लिए उपयोग किया जाता है। तरल हाइड्रोजन सबसे कुशल जेट ईंधन में से एक है। हाइड्रोजन की वार्षिक विश्व खपत 1 मिलियन टन से अधिक है।

प्रशिक्षकों

# 2. हाइड्रोजन

एंकरिंग के लिए कार्य

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

शारीरिक और विचार करने से पहले रासायनिक गुणहाइड्रोजन, आइए जानें कैसे मिला यह महत्वपूर्ण तत्व।

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। इसमें द्विपरमाणुक अणुसहसंयोजक गैर-ध्रुवीय रासायनिक बंधन। 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 उस तत्व के कुछ रासायनिक अंतःक्रियाओं पर अधिक विस्तार से ध्यान दें जो आवधिक प्रणाली का नेतृत्व करते हैं रासायनिक तत्वमेंडेलीव।

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।

उन रासायनिक गुणों में हाइड्रोजन गैस, 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।

पाठ 22 में " हाइड्रोजन के रासायनिक गुण"पाठ्यक्रम से" डमी के लिए रसायन शास्त्र»पता लगाएं कि हाइड्रोजन किन पदार्थों से प्रतिक्रिया करता है; पता लगाएँ कि हाइड्रोजन में कौन से रासायनिक गुण हैं।

हाइड्रोजन में प्रवेश करता है रसायनिक प्रतिक्रियासरल और जटिल पदार्थों के साथ। हालांकि, सामान्य परिस्थितियों में, हाइड्रोजन निष्क्रिय है। अन्य पदार्थों के साथ इसकी बातचीत के लिए, परिस्थितियों का निर्माण करना आवश्यक है: तापमान बढ़ाना, उत्प्रेरक का उपयोग करना आदि।

सरल पदार्थों के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रियाएं

गर्म होने पर, हाइड्रोजन सरल पदार्थों - ऑक्सीजन, क्लोरीन, नाइट्रोजन, सल्फर के साथ एक यौगिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है।

यदि आप गैस आउटलेट ट्यूब से निकलने वाली हवा में शुद्ध हाइड्रोजन को प्रज्वलित करते हैं, तो यह एक समान, बमुश्किल ध्यान देने योग्य लौ के साथ जलती है। अब हम ऑक्सीजन के एक जार में जलती हुई हाइड्रोजन वाली एक ट्यूब रखते हैं (चित्र 95)।

हाइड्रोजन का दहन जारी रहता है, जबकि पानी की बूंदें कैन की दीवारों पर दिखाई देती हैं, जो प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनती हैं:

जब हाइड्रोजन जलता है, तो बहुत अधिक ऊष्मा निकलती है। ऑक्सीजन-हाइड्रोजन लौ का तापमान 2000 डिग्री सेल्सियस से अधिक तक पहुंच जाता है।

ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन की रासायनिक प्रतिक्रिया एक यौगिक की प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करती है। प्रतिक्रिया हाइड्रोजन ऑक्साइड (पानी) पैदा करती है। इसका मतलब है कि ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण हो गया है, यानी हम इस प्रतिक्रिया को ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया कह सकते हैं।

यदि, हालांकि, हवा के विस्थापन की विधि द्वारा उलटी हुई एक परखनली में थोड़ा हाइड्रोजन एकत्र किया जाता है, और फिर एक जलती हुई माचिस को उसके उद्घाटन के लिए लाया जाता है, तो हाइड्रोजन के मिश्रण के एक छोटे से विस्फोट की जोर से "भौंकने" की आवाज आती है। और हवा सुनाई देगी। इस मिश्रण को "विस्फोटक" कहा जाता है।

एक नोट पर: "विस्फोटक गैस" बनाने के लिए हवा के साथ मिश्रित हाइड्रोजन की क्षमता अक्सर हाइड्रोजन से भरे गुब्बारों में दुर्घटनाओं का कारण रही है। गेंद के खोल की जकड़न के उल्लंघन से आग लग गई और विस्फोट भी हो गया। आजकल गुब्बारेहीलियम या लगातार गर्म हवा से भरा हुआ।

क्लोरीन के वातावरण में हाइड्रोजन एक जटिल पदार्थ के निर्माण के साथ जलता है - हाइड्रोजन क्लोराइड... इस मामले में, प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है:

नाइट्रोजन के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया उत्प्रेरक की उपस्थिति में ऊंचे तापमान और दबाव पर होती है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, अमोनिया NH 3 बनता है:

यदि परखनली में पिघले हुए सल्फर की ओर हाइड्रोजन की धारा निर्देशित की जाए, तो इसके छिद्र से सड़े हुए अंडों की गंध महसूस होगी। इस प्रकार गैस से हाइड्रोजन सल्फाइड एच 2 एस की गंध आती है - सल्फर के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया का उत्पाद:

एक नोट पर: हाइड्रोजन न केवल कुछ धातुओं में घुलने में सक्षम है, बल्कि यह भीउनके साथ गिग। यह हाइड्राइड्स (NaH - सोडियम हाइड्राइड) नामक रासायनिक यौगिक बनाता है। कुछ धातुओं के हाइड्राइड का उपयोग ठोस प्रणोदक रॉकेट इंजनों में ईंधन के रूप में और साथ ही थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा के उत्पादन में किया जाता है।

जटिल पदार्थों के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रियाएं

ऊंचे तापमान पर, हाइड्रोजन न केवल सरल, बल्कि जटिल पदार्थों के साथ भी प्रतिक्रिया करता है। आइए, एक उदाहरण के रूप में, कॉपर (II) ऑक्साइड CuO (चित्र। 96) के साथ इसकी प्रतिक्रिया पर विचार करें।

आइए हाइड्रोजन को कॉपर (II) ऑक्साइड CuO के गर्म पाउडर के ऊपर से गुजारें। जैसे-जैसे प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, पाउडर का रंग काले से भूरे-लाल रंग में बदल जाता है। यह साधारण तांबे के पदार्थ Cu का रंग है। प्रतिक्रिया के दौरान, ट्यूब के ठंडे हिस्सों पर तरल की बूंदें दिखाई देती हैं। यह एक और प्रतिक्रिया उत्पाद है - पानी एच 2 ओ। ध्यान दें कि तांबे के साधारण पदार्थ के विपरीत, पानी एक जटिल पदार्थ है।

हाइड्रोजन के साथ कॉपर (II) ऑक्साइड की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण:

हाइड्रोजन, कॉपर (II) ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया में, धातु ऑक्साइड से ऑक्सीजन लेने की क्षमता प्रदर्शित करता है, जिससे इस ऑक्साइड से धातु कम हो जाती है। परिणाम है तांबे की वसूलीजटिल पदार्थ CuO से धात्विक तांबा (Cu) तक।

पुनर्प्राप्ति प्रतिक्रियाएंवे प्रतिक्रियाएं हैं जिनमें जटिल पदार्थ अन्य पदार्थों को ऑक्सीजन परमाणु देते हैं।

वह पदार्थ जो ऑक्सीजन परमाणुओं को दूर ले जाता है, अपचायक कहलाता है। कॉपर (II) ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया में अपचायक हाइड्रोजन है। हाइड्रोजन भी कुछ अन्य धातुओं के ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, उदाहरण के लिए PbO, HgO, MoO 3, WO 3, आदि। ऑक्सीकरण और कमी हमेशा परस्पर जुड़े होते हैं। यदि एक पदार्थ (Н 2) का ऑक्सीकरण होता है, तो दूसरा (CuO) कम हो जाता है, और इसके विपरीत।

पाठ सारांश:

1. गर्म होने पर, हाइड्रोजन ऑक्सीजन, क्लोरीन, नाइट्रोजन, सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करता है।
2. अपचयन जटिल पदार्थों से अन्य पदार्थों में ऑक्सीजन परमाणुओं की रिहाई है।
3. ऑक्सीकरण और कमी प्रक्रियाएं परस्पर जुड़ी हुई हैं।

उम्मीद है कि पाठ 22 " हाइड्रोजन के रासायनिक गुण"समझने योग्य और सूचनात्मक था। यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो उन्हें टिप्पणियों में लिखें।

हाइड्रोजन एक गैस है, यह वह है जो पहले स्थान पर है आवर्त सारणी... प्रकृति में व्यापक इस तत्व का नाम लैटिन से "पानी पैदा करने" के रूप में अनुवादित किया गया है। तो हम जानते हैं कि हाइड्रोजन के भौतिक और रासायनिक गुण क्या हैं?

हाइड्रोजन: सामान्य जानकारी

सामान्य परिस्थितियों में, हाइड्रोजन स्वादहीन, गंधहीन और रंगहीन होता है।

चावल। 1. हाइड्रोजन का सूत्र।

चूँकि एक परमाणु में एक ऊर्जा इलेक्ट्रॉनिक स्तर होता है, जिस पर अधिकतम दो इलेक्ट्रॉन स्थित हो सकते हैं, एक स्थिर अवस्था के लिए एक परमाणु या तो एक इलेक्ट्रॉन (ऑक्सीकरण अवस्था -1) स्वीकार कर सकता है, और एक इलेक्ट्रॉन (ऑक्सीकरण अवस्था +1) दान कर सकता है। निरंतर संयोजकता I इसीलिए हाइड्रोजन तत्व का प्रतीक न केवल IA समूह (I समूह का मुख्य उपसमूह) में क्षार धातुओं के साथ रखा जाता है, बल्कि VIIA समूह (VII समूह का मुख्य उपसमूह) में भी एक साथ रखा जाता है। हलोजन के साथ। हलोजन परमाणुओं में भी बाहरी स्तर को भरने के लिए एक इलेक्ट्रॉन की कमी होती है, और हाइड्रोजन की तरह, वे अधातु हैं। हाइड्रोजन यौगिकों में एक सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है जहां यह अधिक विद्युतीय गैर-धातु तत्वों से जुड़ा होता है, और धातुओं के साथ यौगिकों में एक नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था होती है।

चावल। 2. आवर्त सारणी में हाइड्रोजन का स्थान।

हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक होते हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना नाम होता है: प्रोटियम, ड्यूटेरियम, ट्रिटियम। पृथ्वी पर उत्तरार्द्ध की संख्या नगण्य है।

हाइड्रोजन के रासायनिक गुण

वी सरल पदार्थपरमाणुओं के बीच एच 2 बंधन मजबूत है (बाध्यकारी ऊर्जा 436 kJ / mol), इसलिए, आणविक हाइड्रोजन की गतिविधि कम है। सामान्य परिस्थितियों में, यह केवल बहुत सक्रिय धातुओं के साथ बातचीत करता है, और एकमात्र गैर-धातु जिसके साथ हाइड्रोजन प्रतिक्रिया करता है वह फ्लोरीन है:

एफ 2 + एच 2 = 2एचएफ (हाइड्रोजन फ्लोराइड)

हाइड्रोजन अन्य सरल (धातु और अधातु) और जटिल (ऑक्साइड, अपरिभाषित कार्बनिक यौगिक) पदार्थों के साथ या तो विकिरण और बढ़ते तापमान पर, या उत्प्रेरक की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करता है।

महत्वपूर्ण मात्रा में ऊष्मा निकलने के साथ हाइड्रोजन ऑक्सीजन में जलती है:

2एच 2 + ओ 2 = 2एच 2 ओ

ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन का मिश्रण (हाइड्रोजन की 2 मात्रा और ऑक्सीजन की 1 मात्रा), जब प्रज्वलित होता है, तो जोरदार विस्फोट होता है और इसलिए इसे विस्फोट करने वाली गैस कहा जाता है। हाइड्रोजन के साथ काम करते समय, सुरक्षा नियमों का पालन किया जाना चाहिए।

चावल। 3. ऑक्सीहाइड्रोजन गैस।

उत्प्रेरक की उपस्थिति में, गैस नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकती है:

3एच 2 + एन 2 = 2एनएच 3

- उच्च तापमान और दबाव पर इस प्रतिक्रिया के अनुसार, उद्योग में अमोनिया प्राप्त होता है।

परिस्थितियों में उच्च तापमानहाइड्रोजन सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है। और जब क्षारीय के साथ बातचीत करते हैं और क्षारीय पृथ्वी धातुहाइड्राइड बनते हैं:

- इस मामले में, हाइड्रोजन एक ऑक्सीकरण एजेंट की भूमिका निभाता है।

हाइड्रोजन में कई धातुओं के आक्साइड को कम करने के लिए बढ़ते तापमान के साथ एक विशेषता है, जिसके परिणामस्वरूप पानी बनता है। उदाहरण के लिए:

CuO + H 2 = H 2 O + Cu

- इस प्रक्रिया में हाइड्रोजन अपचायक 4.3 है। प्राप्त कुल रेटिंग: 70।