“പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ മൂലകവും ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ മൂന്നാമത്തെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ മൂലകവുമായ ഹൈഡ്രജൻ, ഭാവിയിലെ പ്രധാന ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായി ദൃശ്യവൽക്കരിക്കപ്പെടുന്നു.”

പ്രകൃതിയിൽ നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള എല്ലാ മൂലകങ്ങളിലും ഹൈഡ്രജന് ഏറ്റവും ലളിതമായ ആറ്റോമിക ഘടനയുണ്ട്. ആറ്റോമിക രൂപത്തിൽ അതിൽ ഒരു പ്രോട്ടോണും ഒരു ഇലക്ട്രോണും മാത്രമേ അടങ്ങിയിട്ടുള്ളൂ. എന്നിരുന്നാലും, മൂലകരൂപത്തിൽ അത് ഒരു ദ്വിപരമാണുക $\left(\mathrm{H_2}\right)$ തന്മാത്രയായി നിലകൊള്ളുന്നു, ഇതിനെ ഡൈഹൈഡ്രജൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മറ്റേത് മൂലകത്തേക്കാളും കൂടുതൽ സംയുക്തങ്ങൾ ഇത് ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായി ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിച്ച് ഊർജ്ജവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ആഗോള ആശങ്ക വലിയൊരു അളവിൽ നേരിടാൻ കഴിയുമെന്ന് നിങ്ങൾക്കറിയാമോ? വാസ്തവത്തിൽ, ഈ യൂണിറ്റിൽ നിങ്ങൾ പഠിക്കുന്നതുപോലെ, ഹൈഡ്രജൻ വ്യാവസായികമായി വളരെ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു.

9.1 ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ ഹൈഡ്രജന്റെ സ്ഥാനം

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ ആദ്യത്തെ മൂലകമാണ് ഹൈഡ്രജൻ. എന്നിരുന്നാലും, ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ അതിന്റെ സ്ഥാനം ഭൂതകാലത്ത് ചർച്ചയുടെ വിഷയമായിരുന്നു. ഇപ്പോൾ നിങ്ങൾക്കറിയാവുന്നതുപോലെ, ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ മൂലകങ്ങൾ അവയുടെ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം അനുസരിച്ചാണ് ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.

ഹൈഡ്രജന്റെ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം $1 s^{1}$ ആണ്. ഒരു വശത്ത്, അതിന്റെ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസം ആവർത്തനപ്പട്ടികയുടെ ആദ്യ ഗ്രൂപ്പിൽ പെടുന്ന ആൽക്കലി ലോഹങ്ങളുടെ പുറം ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസത്തിന് ( $n s^{1}$ ) സമാനമാണ്. മറുവശത്ത്, ഹാലൊജനുകൾ പോലെ ( $n s^{2} n p^{5}$ വിന്യാസമുള്ളവ, ആവർത്തനപ്പട്ടികയുടെ പതിനേഴാം ഗ്രൂപ്പിൽ പെടുന്നവ), അതിന് ഹീലിയം $\left(1 s^{2}\right)$ എന്ന അനുബന്ധ നോബിൾ വാതക വിന്യാസം കിട്ടാൻ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ കുറവാണ്. അതിനാൽ, ഹൈഡ്രജന് ഒരു ഇലക്ട്രോൺ നഷ്ടപ്പെടുത്തി ഏകധന അയോണുകൾ രൂപീകരിക്കുന്ന ആൽക്കലി ലോഹങ്ങളോടും, ഒരു ഇലക്ട്രോൺ നേടി ഏകഋണ അയോണുകൾ രൂപീകരിക്കുന്ന ഹാലൊജനുകളോടും സാദൃശ്യമുണ്ട്. ആൽക്കലി ലോഹങ്ങൾ പോലെ, ഹൈഡ്രജൻ ഓക്സൈഡുകൾ, ഹാലൈഡുകൾ, സൾഫൈഡുകൾ എന്നിവ രൂപീകരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ആൽക്കലി ലോഹങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, അതിന് വളരെ ഉയർന്ന അയണീകരണ എൻതാൽപ്പി ഉണ്ട്, സാധാരണ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ലോഹ സ്വഭാവങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നില്ല. വാസ്തവത്തിൽ, അയണീകരണ എൻതാൽപ്പിയുടെ കാര്യത്തിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ഹാലൊജനുകളോട് കൂടുതൽ സാമ്യമുള്ളതാണ്, $\Delta_{i} H$ ന്റെ $\mathrm{Li}$ $520 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}, \mathrm{~F}$ ആണ്, $\mathrm{H}$ ന്റെ $1312 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ ആണ്. ഹാലൊജനുകൾ പോലെ, അത് ഒരു ദ്വിപരമാണുക തന്മാത്ര രൂപീകരിക്കുന്നു, മൂലകങ്ങളുമായി സംയോജിച്ച് ഹൈഡ്രൈഡുകളും ധാരാളം സഹസംയോജക സംയുക്തങ്ങളും രൂപീകരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പ്രതിപ്രവർത്തനക്ഷമതയുടെ കാര്യത്തിൽ, ഹാലൊജനുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അത് വളരെ കുറവാണ്.

ഒരു പരിധിവരെ ഹൈഡ്രജന് ആൽക്കലി ലോഹങ്ങളോടും ഹാലൊജനുകളോടും സാമ്യമുണ്ടെങ്കിലും, അത് അവയിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമാണ്. ഇപ്പോൾ ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ അതിനെ എവിടെ സ്ഥാപിക്കണം എന്ന പ്രസക്തമായ ചോദ്യം ഉയർന്നുവരുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോൺ നഷ്ടപ്പെടുന്നത് $\left(\mathrm{H}^{+}\right)$ അളവിലുള്ള ന്യൂക്ലിയസിന് കാരണമാകുന്നു. 50 മുതൽ $200 \mathrm{pm}$ വരെയുള്ള സാധാരണ ആറ്റോമിക, അയോണിക വലുപ്പങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഇത് അത്യന്തം ചെറുതാണ്. തൽഫലമായി, $\mathrm{H}^{+}$ സ്വതന്ത്രമായി നിലകൊള്ളുന്നില്ല, എപ്പോഴും മറ്റ് ആറ്റങ്ങളുമായോ തന്മാത്രകളുമായോ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. അങ്ങനെ, അത് സ്വഭാവത്തിൽ അദ്വിതീയമാണ്, അതിനാൽ, ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ (യൂണിറ്റ് 3) പ്രത്യേകം സ്ഥാപിക്കുന്നതാണ് ഏറ്റവും നല്ലത്.

9.2 ഡൈഹൈഡ്രജൻ, $\mathrm{H_2}$

9.2.1 സംഭവം

ഡൈഹൈഡ്രജൻ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ മൂലകമാണ് (പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മൊത്തം പിണ്ഡത്തിന്റെ $70 \%$), സൂര്യന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ പ്രധാന മൂലകവുമാണ്. വലിയ ഗ്രഹങ്ങളായ വ്യാഴവും ശനിയും പ്രധാനമായും ഹൈഡ്രജനാണ് ഉൾക്കൊള്ളുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, അതിന്റെ ഭാരക്കുറവ് കാരണം, ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ അത് വളരെ കുറവാണ് (പിണ്ഡം അനുസരിച്ച് $0.15 \%$). തീർച്ചയായും, സംയുക്തരൂപത്തിൽ അത് ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിന്റെയും സമുദ്രങ്ങളുടെയും $15.4 \%$ ഉണ്ടാക്കുന്നു. സംയുക്തരൂപത്തിൽ വെള്ളത്തിൽ കൂടാതെ, സസ്യങ്ങളുടെയും ജന്തുക്കളുടെയും കോശങ്ങളിൽ, കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകളിൽ, പ്രോട്ടീനുകളിൽ, ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഹൈഡ്രൈഡുകളിലും മറ്റ് പല സംയുക്തങ്ങളിലും അത് കാണപ്പെടുന്നു.

9.2.2 ഹൈഡ്രജന്റെ ഐസോടോപ്പുകൾ

ഹൈഡ്രജന് മൂന്ന് ഐസോടോപ്പുകളുണ്ട്: പ്രോട്ടിയം, ${ _1}^{1} \mathrm{H}$, ഡ്യൂട്ടീരിയം, ${ _1}^{2} \mathrm{H}$ അല്ലെങ്കിൽ D, ട്രിഷ്യം, ${ _1}^{3} \mathrm{H}$ അല്ലെങ്കിൽ T. ഈ ഐസോടോപ്പുകൾ പരസ്പരം എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് നിങ്ങൾക്ക് ഊഹിക്കാമോ? ന്യൂട്രോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം കാരണം ഈ ഐസോടോപ്പുകൾ പരസ്പരം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. സാധാരണ ഹൈഡ്രജനായ പ്രോട്ടിയത്തിന് ന്യൂട്രോണുകളില്ല, ഡ്യൂട്ടീരിയത്തിന് (ഭാരമുള്ള ഹൈഡ്രജൻ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു) ഒന്ന്, ട്രിഷ്യത്തിന് ന്യൂക്ലിയസിൽ രണ്ട് ന്യൂട്രോണുകളുണ്ട്. 1934-ൽ, ഒരു അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഹാരോൾഡ് സി. യൂറി, പിണ്ഡസംഖ്യ 2 ഉള്ള ഹൈഡ്രജൻ ഐസോടോപ്പ് ഭൗതിക രീതികളിലൂടെ വേർതിരിച്ചെടുത്തതിന് നോബൽ സമ്മാനം നേടി.

പ്രബലമായ രൂപം പ്രോട്ടിയമാണ്. ഭൂമിയിലെ ഹൈഡ്രജനിൽ $0.0156 \%$ ഡ്യൂട്ടീരിയം അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്, പ്രധാനമായും HD രൂപത്തിൽ. ട്രിഷ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രത പ്രോട്ടിയത്തിന്റെ $10^{18}$ ആറ്റങ്ങൾക്ക് ഏകദേശം ഒരു ആറ്റം ആണ്. ഈ ഐസോടോപ്പുകളിൽ, ട്രിഷ്യം മാത്രമാണ് റേഡിയോ ആക്ടീവ് ആയത്, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ $\beta^{-}$ കണങ്ങൾ ( $t, 12.33$ വർഷം) പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.

പട്ടിക 9.1 ഹൈഡ്രജന്റെ ആറ്റോമിക, ഭൗതിക ഗുണങ്ങൾ

ഐസോടോപ്പുകൾക്ക് ഒരേ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസമുള്ളതിനാൽ, അവയ്ക്ക് ഏതാണ്ട് ഒരേ രാസ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. പ്രധാനമായും അവയുടെ വ്യത്യസ്ത ബോണ്ട് വിഘടന എൻതാൽപ്പി കാരണം (പട്ടിക 9.1), പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്കുകളിൽ മാത്രമാണ് വ്യത്യാസം. എന്നിരുന്നാലും, ഭൗതിക ഗുണങ്ങളിൽ ഈ ഐസോടോപ്പുകൾ അവയുടെ വലിയ പിണ്ഡ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാരണം ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

9.3 ഡൈഹൈഡ്രജന്റെ തയ്യാറെടുപ്പ്, $\mathrm{H_2}$

ലോഹങ്ങളിൽ നിന്നും ലോഹ ഹൈഡ്രൈഡുകളിൽ നിന്നും ഡൈഹൈഡ്രജൻ തയ്യാറാക്കുന്നതിന് നിരവധി രീതികളുണ്ട്.

9.3.1 ഡൈഹൈഡ്രജന്റെ ലാബോറട്ടറി തയ്യാറെടുപ്പ്

(i) ഗ്രാനുലേറ്റഡ് സിങ്കിനെ നേർപ്പിച്ച ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിപ്പിച്ചാണ് ഇത് സാധാരണയായി തയ്യാറാക്കുന്നത്.

$\mathrm{Zn}+2 \mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Zn}^{2+}+\mathrm{H_2}$

(ii) സിങ്കിനെ ജലീയ ആൽക്കലിയുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിപ്പിച്ചും ഇത് തയ്യാറാക്കാം.

$$ \begin{aligned} & \mathrm{Zn}+2 \mathrm{NaOH} \rightarrow \underset{\text { Sodium zincate }}{\mathrm{Na_2} \mathrm{ZnO_2}} +\mathrm{H_2} \\ \end{aligned} $$

9.3.2 ഡൈഹൈഡ്രജന്റെ വാണിജ്യ ഉത്പാദനം താഴെ കൊടുക്കുന്നു:

സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രക്രിയകൾ താഴെ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു:

(i) പ്ലാറ്റിനം ഇലക്ട്രോഡുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അമ്ലീകരിച്ച വെള്ളത്തിന്റെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ഹൈഡ്രജൻ നൽകുന്നു.

$$ 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(1) \xrightarrow[\text { Traces of acid } / \text { base }]{\text { Electrolyis }} 2 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) $$

(ii) ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള (>99.95 %) ഡൈഹൈഡ്രജൻ, ചൂടുള്ള ജലീയ ബേരിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനി നിക്കൽ ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കിടയിൽ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ചെയ്ത് ലഭിക്കുന്നു.

(iii) ബ്രൈൻ ലായനിയുടെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം വഴി സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിന്റെയും ക്ലോറിന്റെയും നിർമ്മാണത്തിൽ ഒരു ഉപോൽപ്പന്നമായി ഇത് ലഭിക്കുന്നു. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ സമയത്ത്, സംഭവിക്കുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഇവയാണ്:

ആനോഡിൽ: $2 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{e}^{-}$

കാഥോഡിൽ: $2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}$ (l) $+2 \mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})$

മൊത്തം പ്രതിപ്രവർത്തനം

$$ \begin{gathered} 2 \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \\ \downarrow \\ \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) \end{gathered} $$

(iv) ഉൽപ്രേരകത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഹൈഡ്രോകാർബണുകളോ കോക്കോയോ മേൽ നീരാവി പ്രതിപ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നത് ഹൈഡ്രജൻ നൽകുന്നു.

$\mathrm{C_\mathrm{n}} \mathrm{H_2 \mathrm{n} 2} \quad \mathrm{nH_2} \mathrm{O} \quad \underset{\mathrm{Ni}}{1270 \mathrm{~K}} \quad \mathrm{nCO} \quad\left(\begin{array}{lll}2 \mathrm{n} & 1\end{array}\right) \mathrm{H_2}$

ഉദാ.,

$\mathrm{CH_4}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow[N i]{1270 \mathrm{~K}} \mathrm{CO}(\mathrm{g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$

$\mathrm{CO}$, $\mathrm{H_2}$ എന്നിവയുടെ മിശ്രിതത്തെ വാട്ടർ ഗ്യാസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. $\mathrm{CO}$, $\mathrm{H_2}$ എന്നിവയുടെ ഈ മിശ്രിതം മെഥനോൾ, നിരവധി ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ എന്നിവയുടെ സംശ്ലേഷണത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, ഇതിനെ സിന്തസിസ് ഗ്യാസ് അല്ലെങ്കിൽ ‘സിന്ഗാസ്’ എന്നും വിളിക്കുന്നു. ഇന്ന് ‘സിന്ഗാസ്’ മലിനജലത്തിൽ നിന്നും തുരുമ്പിൽ നിന്നും ഉടഞ്ഞ മരത്തിൽ നിന്നും പത്രങ്ങളിൽ നിന്നും മറ്റും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. കൽക്കരിയിൽ നിന്ന് ‘സിന്ഗാസ്’ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ ‘കൽക്കരി ഗ്യാസിഫിക്കേഷൻ’ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

$\mathrm{C}(\mathrm{s})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow{1270 \mathrm{~K}} \mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$

ഐറൺ ക്രോമേറ്റ് ഉൽപ്രേരകമായി ഉപയോഗിച്ച് സിന്ഗാസ് മിശ്രിതങ്ങളിലെ കാർബൺ മോണോക്സൈഡിനെ നീരാവിയുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിപ്പിച്ച് ഡൈഹൈഡ്രജന്റെ ഉത്പാദനം വർദ്ധിപ്പിക്കാം.

$\mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{g}) \xrightarrow[\text { catalyst }]{673 \mathrm{~K}} \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})$

ഇതിനെ വാട്ടർ-ഗ്യാസ് ഷിഫ്റ്റ് പ്രതിപ്രവർത്തനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. സോഡിയം ആർസനൈറ്റ് ലായനി ഉപയോഗിച്ച് തേച്ചെടുക്കുന്നതിലൂടെ കാർബൺ ഡൈഓക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യുന്നു.

നിലവിൽ $\sim 77 \%$ വ്യാവസായിക ഡൈഹൈഡ്രജൻ പെട്രോകെമിക്കലുകളിൽ നിന്നും, $18 \%$ കൽക്കരിയിൽ നിന്നും, $4 \%$ ജലീയ ലായനികളുടെ വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിൽ നിന്നും, $1 \%$ മറ്റ് സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.

9.4 ഡൈഹൈഡ്രജന്റെ ഗുണങ്ങൾ

9.4.1 ഭൗതിക ഗുണങ്ങൾ

ഡൈഹൈഡ്രജൻ ഒരു നിറമില്ലാത്ത, മണമില്ലാത്ത, രുചിയില്ലാത്ത, ജ്വലനക്ഷമമായ വാതകമാണ്. ഇത് വായുവിനേക്കാൾ ഭാരം കുറഞ്ഞതാണ്, വെള്ളത്തിൽ അലിയില്ല. ഡ്യൂട്ടീരിയത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളോടൊപ്പം അതിന്റെ മറ്റ് ഭൗതിക ഗുണങ്ങൾ പട്ടിക 9.1-ൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു.

9.4.2 രാസ ഗുണങ്ങൾ

ഡൈഹൈഡ്രജന്റെ (അത് ഏത് തന്മാത്രയുടെയും) രാസ സ്വഭാവം, വലിയൊരു അളവിൽ, ബോണ്ട് വിഘടന എൻതാൽപ്പി നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഏത് മൂലകത്തിന്റെയും രണ്ട് ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഒരൊറ്റ ബോണ്ടിന് $\mathrm{H}-\mathrm{H}$ ബോണ്ട് വിഘടന എൻതാൽപ്പി ഏറ്റവും ഉയർന്നതാണ്. ഈ വസ്തുതയിൽ നിന്ന് നിങ്ങൾ എന്ത് അനുമാനങ്ങൾ ഉരുത്തിരിഞ്ഞെടുക്കും? ഈ ഘടകം കാരണമാണ് ഡൈഹൈഡ്രജൻ അതിന്റെ ആറ്റങ്ങളായി വിഘടിക്കുന്നത് $\sim 0.081 \%$ മാത്രമാണ്, ഏകദേശം $2000 \mathrm{~K}$, അത് $5000 \mathrm{~K}$ ൽ $95.5 \%$ ആയി വർദ്ധിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഉയർന്ന $\mathrm{H}-\mathrm{H}$ ബോണ്ട് എൻതാൽപ്പി കാരണം മുറിയുടെ താപനിലയിൽ അത് താരതമ്യേന നിഷ്ക്രിയമാണ്. അങ്ങനെ, ആറ്റോമിക ഹൈഡ്രജൻ ഒരു ഇലക്ട്രിക് ആർക്കിൽ അല്ലെങ്കിൽ അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണങ്ങളിൽ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. അതിന്റെ ഓർബിറ്റൽ $1 s^{1}$ ഇലക്ട്രോൺ വിന്യാസത്തോടെ അപൂർണ്ണമായതിനാൽ, അത് എല്ലാ മൂലകങ്ങളുമായും സംയോജിക്കുന്നു. (i) $\mathrm{H}^{+}$ നൽകാൻ ഒരേയൊരു ഇലക്ട്രോൺ നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ, (ii) $\mathrm{H}^{-}$ രൂപീകരിക്കാൻ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ നേടുന്നതിലൂടെ, (iii) ഒരൊറ്റ സഹസംയോജക ബോണ്ട് രൂപീകരിക്കാൻ ഇലക്ട്രോണുകൾ പങ്കിടുന്നതിലൂടെ എന്നിവയിലൂടെയാണ് അത് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുന്നത്.

ഡൈഹൈഡ്രജന്റെ രസതന്ത്രം ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലൂടെ ചിത്രീകരിക്കാം:

ഹാലൊജനുകളുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം: ഇത് ഹാലൊജനുകളുമായി, $\mathrm{X_2}$ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഹൈഡ്രജൻ ഹാലൈഡുകൾ, $\mathrm{HX}$, $\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{X_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{HX}(\mathrm{g}) \quad(\mathrm{X}=\mathrm{F}, \mathrm{Cl}, \mathrm{Br}, \mathrm{I})$ നൽകുന്നു.

ഫ്ലൂറിൻ ഉപയോഗിച്ചുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം ഇരുട്ടിലും സംഭവിക്കുമ്പോൾ, അയോഡിൻ ഉപയോഗിച്ചുള്ളതിന് ഒരു ഉൽപ്രേരകം ആവശ്യമാണ്.

ഡൈഓക്സിജനുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം: ഇത് ഡൈഓക്സിജനുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് വെള്ളം രൂപീകരിക്കുന്നു. പ്രതിപ്രവർത്തനം വളരെ എക്സോതെർമിക് ആണ്.

$2 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{\text { catalyst or heating }} 2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l})$;

$$ \Delta H^{\ominus}=-285.9 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1} $$

ഡൈനൈട്രജനുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം: ഡൈനൈട്രജനുമായി ഇത് അമോണിയ രൂപീകരിക്കുന്നു.

$$ \begin{aligned} & & 3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{N_2}(\mathrm{~g}) \xrightarrow{\text { 673K, 200atm }} 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) ; \\ & & \Delta H^{\ominus}=-92.6 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1} \end{aligned} $$

ഹേബർ പ്രക്രിയ വഴി അമോണിയ നിർമ്മാണത്തിനുള്ള രീതിയാണിത്.

ലോഹങ്ങളുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ: പല ലോഹങ്ങളുമായും ഉയർന്ന താപനിലയിൽ സംയോജിച്ച് അനുബന്ധ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ (വിഭാഗം 9.5) നൽകുന്നു.

$\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{M}(\mathrm{g}) \rightarrow 2 \mathrm{MH}(\mathrm{s})$

ഇവിടെ $\mathrm{M}$ ഒരു ആൽക്കലി ലോഹമാണ്

ലോഹ അയോണുകളുമായും ലോഹ ഓക്സൈഡുകളുമായുമുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ: ഇത് ജലീയ ലായനിയിലെ ചില ലോഹ അയോണുകളെയും ലോഹങ്ങളുടെ ഓക്സൈഡുകളെയും (ഇരുമ്പിനേക്കാൾ കുറഞ്ഞ സജീവതയുള്ളവ) അനുബന്ധ ലോഹങ്ങളാക്കി ചുരുക്കുന്നു.

$$ \begin{aligned} & \mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{Pd}^{2+}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{Pd}(\mathrm{s})+2 \mathrm{H}^{+}(\mathrm{aq}) \\ & \mathrm{yH_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{M_\mathrm{x}} \mathrm{O_\mathrm{y}}(\mathrm{s}) \rightarrow \mathrm{xM}(\mathrm{s})+\mathrm{yH_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \end{aligned} $$

ജൈവ സംയുക്തങ്ങളുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ: ഇത് വാണിജ്യ പ്രാധാന്യമുള്ള ഉപയോഗപ്രദമായ ഹൈഡ്രജനേറ്റഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നൽകാൻ