హైడ్రోజన్

హైడ్రోజన్, ₀₀H

Purple glow in its plasma state
హైడ్రోజన్
Appearance	colorless gas
Standard atomic weight Ar°(H)
	[1.00784, 1.00811] 1.0080±0.0002 (abridged)
హైడ్రోజన్ in the periodic table
Group	group 1: hydrogen and alkali metals
Period	period 1
Block
Electrons per shell	1
Physical properties
Color	రంగులేనిది
Phase at STP	gas
Melting point	13.99 K ​(-259.16 °C, ​-434.49 °F)
Boiling point	20.271 K ​(-252.879 °C, ​-423.182 °F)
Density (at STP)	0.08988 g/L
when liquid (at m.p.)	0.07 (0.0763 solid) g/cm3
when liquid (at b.p.)	0.07099 g/cm3
Triple point	13.8033 K, ​7.041 kPa
Critical point	32.938 K, 1.2858 MPa
Heat of fusion	(H2) 0.117 kJ/mol
Heat of vaporization	(H2) 0.904 kJ/mol
Molar heat capacity	(H2) 28.836 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 15 20
Atomic properties
Oxidation states	−1, 0, +1 (an amphoteric oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 2.20
Covalent radius	31±5 pm
Van der Waals radius	120 pm
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​hexagonal
Speed of sound	(gas, 27 °C) 1310 m/s
Thermal conductivity	0.1805 W/(m⋅K)
Magnetic ordering	diamagnetic
CAS Number	1333-74-0
History
Discovery	హెన్రీ కేవిండిష్ (1766)
Named by	ఆంటోనీ లావోయిజర్ (1783)
Isotopes of హైడ్రోజన్

ఉదజని (ఆంగ్లం: Hydrogen), ఒక రసాయన మూలకం. దీనిని తెలుగులో ఉదజని అని పిలుస్తారు. దీన్ని "H" అనే సంకేతముతో సూచిస్తారు. ఉదజని యొక్క పరమాణు 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 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 పరమాణువు తన కేంద్రకం కన్నా 145 వేల రెట్లు పెద్దది.
• హైడ్రోజన్ పరమాణువు కేంద్రకంలో ప్రోటాను అనే ఉపపరమాణు కణం ఉంటుంది. ఆ కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాను అనే మరొక ఉపపరమాణు కణం ప్రదక్షిణాలు చేస్తూన్నట్లు బోర్ నమూనాలో ఊహించుకుంటాం.
• ఉదజని పరమాణువు ఎంత పెద్దగా ఉంటుంది? ఉదజని పరమాణువు 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.