हायड्रोजनची ओळख
‘H’ या रासायनिक चिन्हाने दर्शविले जाणारे हायड्रोजन हे विश्वातील सर्वात हलके आणि सर्वात जास्त प्रमाणात आढळणारे रासायनिक मूलद्रव्य आहे. त्याची अणू संरचना, ज्यात एक प्रोटॉन आणि सामान्यतः एक इलेक्ट्रॉन असतो, त्याचे अनेक मूलभूत गुणधर्म ठरवते. पृथ्वीवर ते मुक्त मूलद्रव्य (H₂) म्हणून क्वचितच आढळत असले तरी, ते पाणी, सेंद्रिय संयुगे आणि अनेक औद्योगिक रसायनांचा एक सर्वव्यापी घटक आहे.
मूलद्रव्याचे वर्गीकरण
हायड्रोजनला अधातू म्हणून वर्गीकृत केले जाते. आवर्त सारणीतील गट 1 मध्ये, अल्कली धातूंच्या वर असूनही, ते धातूची वैशिष्ट्ये दर्शवत नाही. त्यात धातूंसारखी चमक, लवचिकता, तन्यता आणि उच्च विद्युत चालकता यांचा अभाव असतो. त्याऐवजी, त्याचे गुणधर्म अधातू मूलद्रव्यांशी जुळतात, विशेषतः सहसंयोजक बंध (covalent bonds) तयार करण्याची त्याची प्रवृत्ती.
भौतिक स्वरूप आणि खोलीच्या तापमानावर अवस्था
प्रमाणित खोलीच्या तापमानावर (सुमारे 25 °C) आणि प्रमाणित वातावरणीय दाबावर, हायड्रोजन वायू अवस्थेत अस्तित्वात असते. ते पूर्णपणे रंगहीन, गंधहीन आणि चवहीन आहे. वायू असल्याने, त्याला कोणतीही विशिष्ट पोत (texture) नसते; ते अदृश्य आणि मानवी डोळ्यांना न दिसणारे असते.
अवस्था संक्रमण बिंदू
हायड्रोजनचे वितळण आणि उत्कलण बिंदू (boiling points) अत्यंत कमी आहेत, जे त्याच्या H₂ रेणूंमधील कमकुवत आंतररेणुकीय बलांचे (intermolecular forces) सूचक आहे. त्याला द्रव किंवा घन अवस्थेत आणण्यासाठी लक्षणीय शीतकरणाची (cooling) आवश्यकता असते.
वितळण बिंदू
हायड्रोजनचा वितळण बिंदू सुमारे -259.16 °C आहे. या तापमानाखाली, हायड्रोजन घन अवस्थेत अस्तित्वात असते.
उत्कलण बिंदू
हायड्रोजनचा उत्कलण बिंदू सुमारे -252.87 °C आहे. त्याच्या वितळण आणि उत्कलण बिंदूंमधील तापमानावर ते द्रव म्हणून अस्तित्वात असते आणि त्याच्या उत्कलण बिंदूच्या वर ते वायू असते.
इतर उल्लेखनीय भौतिक गुणधर्म
हायड्रोजन हे सर्व मूलद्रव्यांमध्ये सर्वात कमी घनतेचे आहे. प्रमाणित तापमान आणि दाबावर, त्याची घनता सुमारे 0.0899 ग्रॅम प्रति लिटर आहे, ज्यामुळे ते हवेपेक्षा लक्षणीय हलके होते. हा गुणधर्म हवामान बलून (weather balloons) सारख्या उपयोगांमध्ये वापरला जातो, जरी त्याची ज्वलनशीलता (flammability) इतर तरंगणाऱ्या (buoyancy-driven) उपयोगांमध्ये त्याचा वापर मर्यादित करते. हायड्रोजन पाण्यातही कमी प्रमाणात विद्रव्य (sparingly soluble) आहे. त्याची भौतिक वैशिष्ट्ये, विशेषतः त्याची वायू अवस्था आणि कमी घनता, त्याच्या औद्योगिक उपयोगांसाठी मूलभूत आहेत, ज्यात भारतीय शेतीसाठी आवश्यक असलेल्या खतांसाठी अमोनियाचे उत्पादन आणि भारताच्या विकसित होत असलेल्या ऊर्जा क्षेत्रात एक आशादायक स्वच्छ ऊर्जा वाहक (clean energy carrier) म्हणून त्याचा समावेश आहे.