హైడ్రోజన్

ఉదజని (ఆంగ్లం: Hydrogen), ఒక రసాయన మూలకం. దీనిని తెలుగులో ఉదజని అని పిలుస్తారు. దీన్ని "H" అనే సంకేతముతో సూచిస్తారు. ఉదజని యొక్క అణు సంఖ్య 1. మూలకాల పట్టికలో ఇది మొదటి మూలకం. సాధారణోష్ణము, పీడనముల వద్ద ఇది రంగు, వాసన, రుచి లేని, అలోహ బణు (H₂) వాయువు (molecular gas). 1.00794 గ్రా/మోల్ యొక్క పరమాణు భారముతో ఉదజని అత్యంత తేలికైన మూలకము, అత్యంత తేలికైన వాయువు. ఇది గాలి కంటే తేలికైన వాయువు. ఒక లీటరు గాలి బరువు 1.29 గ్రాములైతే ఒక లీటరు ఉదజని యొక్క బరువు 0.09 గ్రాములు.

హైడ్రోజన్,  ₁H

Purple glow in its plasma state
సాధారణ ధర్మములు
కనిపించే తీరు	colorless gas
ఆవర్తన పట్టికలో హైడ్రోజన్
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium - ↑ H ↓ Li - ← హైడ్రోజన్ → హీలియం
పరమాణు సంఖ్య (Z)	1
గ్రూపు	గ్రూపు 1
పీరియడ్	పీరియడ్ 1
బ్లాక్	s-బ్లాక్
ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం	1s1
ప్రతీ కక్ష్యలో ఎలక్ట్రానులు	1
భౌతిక ధర్మములు
Color	రంగులేనిది
STP వద్ద స్థితి	gas
ద్రవీభవన స్థానం	13.99 K ​(-259.16 °C, ​-434.49 °F)
మరుగు స్థానం	20.271 K ​(-252.879 °C, ​-423.182 °F)
సాంద్రత (STP వద్ద)	0.08988 g/L
(ద్ర.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు	0.07 (0.0763 solid) g/cm3
(మ.స్థా వద్ద) ద్రవస్థితిలో ఉన్నప్పుడు	0.07099 g/cm3
త్రిక బిందువు	13.8033 K, ​7.041 kPa
సందిగ్ద బిందువు	32.938 K, 1.2858 MPa
ద్రవీభవన ఉష్ణం (హీట్ ఆఫ్ ఫ్యూజన్)	(H2) 0.117 kJ/mol
భాష్పీభవన ఉష్ణం (హీట్ ఆఫ్ వేపొరైజేషన్)	(H2) 0.904 kJ/mol
మోలార్ హీట్ కెపాసిటీ	(H2) 28.836 J/(mol·K)
బాష్ప పీడనం P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 15 20
పరమాణు ధర్మములు
ఆక్సీకరణ స్థితులు	1, -1 ​amphoteric oxide
ఋణవిద్యుదాత్మకత	Pauling scale: 2.20
సమయోజనీయ వ్యాసార్థం	31±5 pm
వాండర్‌వాల్ వ్యాసార్థం	120 pm
ఇతరములు
స్ఫటిక నిర్మాణం	​hexagonal
ధ్వని వేగం	(gas, 27 °C) 1310 m/s
ఉష్ణ వాహకత	0.1805 W/(m·K)
అయస్కాంత క్రమం	diamagnetic
CAS సంఖ్య	1333-74-0
చరిత్ర
ఆవిష్కరణ	హెన్రీ కేవిండిష్ (1766)
పేరు పెట్టిన వారు	ఆంటోనీ లావోయిజర్ (1783)
హైడ్రోజన్ ముఖ్య ఐసోటోపులు
ఐసో­టోపు సమృద్ధి అర్ధ జీవితం (t1/2) క్షయం ఉత్పత్తి 1H 99.985% H, 0 న్యూట్రాన్లతో స్థిరంగా ఉన్నది. 2H 0.015% H, 1 న్యూట్రాన్లతో స్థిరంగా ఉన్నది. 3H trace 12.32 y β− 0.01861 3He

హైడ్రోజన్ స్పెక్ట్రం పరీక్ష

హెన్రీ కేవెండిష్ అనే శాస్త్రవేత్త 1766లో ఉదజనిని మొదటిసారిగా లోహాలను ఆమ్లంతో కలిపిన చర్య ద్వారా తయారు చేశాడు. ఇది గాలిలో మండి ఉదకము (నీరు) ను ఇస్తోంది కాబట్టి దీనిని తెలుగులో ఉదజని అని అంటారు. ఇంగ్లీషులో "హైడ్రొజన్" అన్న మాట ఉదకమును పుట్టించేది అనే అర్థాన్ని ఇస్తుంది.

లక్షణాలు

• హైడ్రోజన్ అణువు తన కేంద్రకం కన్నా 145 వేల రెట్లు పెద్దది.
• హైడ్రోజన్ అణువు కేంద్రకం లో ప్రోటాను అనే పరమాణువు ఉంటుంది. ఆ కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాను అనే మరొక పరమాణువు ప్రదక్షిణాలు చేస్తూన్నట్లు బోర్ నమూనాలో ఊహించుకుంటాం.
• ఉదజని అణువు ఎంత పెద్దగా ఉంటుంది? ఉదజని అణువు గుండ్రంగా బంతిలా ఉంటుందని ఊహించుకుంటే ఆ బంతి వ్యాసార్ధాన్ని "బోర్ వ్యాసార్ధం" అంటారు. ఈ బోర్ వ్యాసార్ధం విలువ 0.529 × 10^{-10} మీటర్లు. అనగా, ఉరమరగా, అర ఏంగ్‌స్ట్రం ఉంటుంది.

పారిశ్రామిక రసాయనాల సంశ్లేషణ

• హేబర్ పద్ధతిలో అమ్మోనియా సంశ్లేషణ: 450-500 C ఉష్ణోగ్రత, 200 A పీడనం వద్ద ఇనప చూర్ణం ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో నైట్రోజన్ వాయువు, ఉదజని వాయువుతో సంయోగం చెంది అమ్మోనియా తయారవుతుంది.
• ఉదజని వాయువును క్లోరిన్ వాయువుతో ఆమ్ల నిరోధక గదుల్లో మండించి, క్రియాజన్యం HClను నీటిలో శోషించడం ద్వారా హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం తయారుచేస్తారు.
• 300 C ఉష్ణోగ్రత, 200 A పీడనం వద్ద ZnO, CrO3 ఉత్ప్రేరకంపై వాటర్ గేస్ (అనగా కార్బన్ మోనాక్సైడ్, ఉదజని వాయువుల మిశ్రమం) ను పంపితే మెతనాల్ లేదా మెతల్ ఆల్కహాల్ తరయారవుతుంది.

పారిశ్రామిక ఇంధనంగా

ఉదజనిను పారిశ్రామిక ఇంధనంగా విస్తారంగా ఉపయోగించడానికి కారణం దాని అధిక దహనోష్ణత (242 కి.జౌ./మోల్).

• ఆక్సీ ఉదజని బ్లో టార్చ్ లో ఉదజనిను శుద్ధ ఆక్సిజన్ తో మండించినప్పుడు అధిక ఉష్ణోగ్రత (2800 C) గల జ్వాల వస్తుంది. దీనిని వెల్డింగ్ చేయడానికి, ప్లాటినమ్, క్వార్ట్జ్ లను ద్రవీకరించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
• బొగ్గును నిర్వాత స్వేదనం (Destructive distillation) చేస్తే వెలువడే క్రియాజన్యాలను నీటి లోకి పంపి తారు వంటి పదార్ధాలను చల్లబరిచి ద్రవీకరించిన తరువాత వచ్చే వాయు పదార్థం 'కోల్ గాస్'. దీనిలో ఉదజని (45-55 %), మీథేన్ (25-35 %), కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (4-11 %) ఉంటాయి. ఇది ఒక ముఖ్యమైన పారిశ్రామిక ఇంధనం. దీని కెలోరిఫిక్ విలువ 21,000 కి.జౌ./మీ³.
• ఉదజని, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ లేదా మీథేన్ వంటి ఇంధనాలను దహనం చేయడం ద్వారా వచ్చే శక్తిని సరళ రీతిలో విద్యుచ్ఛక్తిగా మార్చే విద్యుత్ ఘటాలను "ఇందన ఘటాలు" అంటారు. ఈ ఘటాన్ని అపోలో అంతరిక్ష కార్యక్రమంలో విద్యుత్ సరఫరాకు ఉపయోగించారు.

నూనెల హైడ్రోజనీకరణంలో

అసంతృప్త నూనెలను సంతృప్త క్రొవ్వులుగా మార్చే ప్రక్రియలో హైడ్రోజన్ వాయువును ఉపయోగిస్తారు. అసంతృప్త నూనెలకు హైడ్రోజన్ వాయువు పంపిస్తూ నికెల్ ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో వేడిచేసినపుడు సంతృప్త క్రొవ్వులు ( డాల్డా, వనస్పతి మొదలగునవి) తయారుచేస్తారు. దీని కొరకు 241 మెగా పాస్కల్స్ పీడనాన్ని, 300 డిగ్రీల సెల్సియస్ వరకు ఉష్ణాన్ని ఉపయోగిస్తారు.