ஹைட்ரஜன் (H) - இரசாயன வினைகள் மற்றும் பண்புகள்

இரசாயனப் பண்புகளின் கண்ணோட்டம்

வினைத்திறன் வரிசையில் நிலை

• ஹைட்ரஜன் ஒரு தனித்துவமான நிலையை வகிக்கிறது. மின்வேதியியல் வரிசையில் (H⁺/H₂ இன் திட்ட மின்முனை மின்னழுத்தம் 0.00 V) இது தாமிரத்திற்கு மேலே வைக்கப்பட்டுள்ள நிலையில், அமிலங்களிலிருந்து குறைவான வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்களை இடப்பெயர்ச்சி செய்யும் திறனை சுட்டிக்காட்டுகிறது, இது பொதுவான உலோக வினைத்திறன் வரிசையில் கச்சிதமாகப் பொருந்தவில்லை.
• நேர்மின்புலத் தன்மை: ஒரு எலக்ட்ரானை இழந்து H⁺ (புரோட்டான்) ஐ உருவாக்க முடியும், இது உலோகங்களின் பண்பாகும்.
• எதிர்மின்புலத் தன்மை: ஒரு எலக்ட்ரானைப் பெற்று H⁻ (ஹைட்ரைடு அயனி) ஐ உருவாக்க முடியும், இது அலோகங்களின் பண்பாகும் (எ.கா., NaH போன்ற அயனி ஹைட்ரைடுகளில்).

எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்

• பவுலிங் எலக்ட்ரான் கவர் ஆற்றல்: 2.20. இந்த இடைப்பட்ட மதிப்பு, அயனிப் பிணைப்புகளையும் (அதிக நேர்மின்புல உலோகங்களுடன்) மற்றும் சகப்பிணைப்புகளையும் (அலோகங்களுடன்) உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.

பொதுவான வினைத்திறன்

• ஈரணுத் தன்மை: H₂ வாயுவாக உள்ளது, மிக வலிமையான H-H ஒற்றை சகப்பிணைப்புடன் (பிணைப்புப் பிளவு ஆற்றல் = 435.88 kJ/mol).
• அறை வெப்பநிலையில் மந்தத்தன்மை: அதிக பிணைப்புப் பிளவு ஆற்றல் காரணமாக, H₂ அறை வெப்பநிலையில் ஒப்பீட்டளவில் மந்தமானது.
• அதிக வெப்பநிலையில்/வினையூக்கிகளின் முன்னிலையில் வினைத்திறன்: அதிக வெப்பநிலையில் அல்லது பொருத்தமான வினையூக்கிகளின் (எ.கா., Pt, Pd, Ni) முன்னிலையில் மிகவும் வினைத்திறன் கொண்டதாக மாறும்.
• ஒடுக்கும் காரணி: ஒரு சக்திவாய்ந்த ஒடுக்கும் காரணியாக செயல்படுகிறது, குறிப்பாக அதிக வெப்பநிலையில், உலோக ஆக்சைடுகள் மற்றும் கரிம சேர்மங்களை ஒடுக்குகிறது.

காற்று மற்றும் ஆக்ஸிஜனுடன் வினை

ஹைட்ரஜன் காற்று அல்லது தூய ஆக்ஸிஜனில் தீவிரமாக எரிகிறது.

காற்று/ஆக்ஸிஜனில் எரிதல்

• நிபந்தனைகள்: எரியும் தீக்குச்சியை உள்ளே செலுத்தும்போது அல்லது மின் பொறியுடன் மங்கலான நீல நிறச் சுடருடன் எரிகிறது.
• வினை: நீரை உருவாக்குகிறது. வினை மிகவும் வெப்ப உமிழ்வு ஆகும். $2\text\{H\}_2\text\{(g)\} + \text\{O\}_2\text\{(g)\} \xrightarrow\{\text\{Spark/Heat\}\} 2\text\{H\}_2\text\{O\}\text\{(l)\} + \text\{Energy\}$
• வெடிக்கும் கலவை: ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் (அல்லது காற்று) ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் (எ.கா., 2:1 கன அளவு H₂:O₂) கலக்கும்போது மிகவும் வெடிக்கும் தன்மை கொண்டது.

நீர் மற்றும் நீராவி உடன் வினை

ஹைட்ரஜன் வாயு (H₂) சாதாரண சூழ்நிலைகளில் நீர் அல்லது நீராவி உடன் வேதியியல் ரீதியாக வினைபுரிவதில்லை. இது நீரில் சிறிதளவே கரைகிறது.

• நீர்/நீராவி யிலிருந்து ஹைட்ரஜன் உருவாகும் வினைகளை கேள்வி மறைமுகமாக குறிப்பிடலாம், அவை பொதுவான தயாரிப்பு முறைகள் ஆகும், ஆனால் ஹைட்ரஜன் நீருடன் நேரடியாக வினைபுரிவதைப் பொறுத்தவரை, குறிப்பிடத்தக்க வேதியியல் வினை எதுவும் இல்லை.

அமிலங்கள் மற்றும் காரங்கள் உடன் வினை

ஹைட்ரஜன் வாயு (H₂) பொதுவாக நீர்த்த அல்லது அடர் அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களுடன் சாதாரண சூழ்நிலைகளில் வினைபுரிவதில்லை.

• ஹைட்ரஜன் அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களுடன் பெரிதும் வினைபுரிவதில்லை, ஏனெனில் இது ஒரு வழக்கமான அமில-கார முறையில் நேரடியாக வினைபுரியும் அமில அல்லது கார செயல்பாட்டுக் குழுக்களைக் கொண்டிருக்கவில்லை.
• “நீர் மற்றும் நீராவி உடன் வினை” பகுதியைப் போலவே, கேள்வி மறைமுகமாக உலோகங்கள் மீது அமிலங்கள்/காரங்களின் செயலால் ஹைட்ரஜன் உருவாகி இருக்கும் வினைகளைக் குறிப்பிட்டால், அவை உலோகங்கள் அமிலங்கள்/காரங்களுடன் வினைபுரிந்து ஹைட்ரஜனை விளைவிக்கும் வெவ்வேறு வினைகள் ஆகும்.

முக்கிய ஆய்வக சோதனை/அடையாள வினைகள்

ஹைட்ரஜன் வாயு பொதுவாக அதன் தனித்துவமான எரிதல் பண்புகளால் அடையாளம் காணப்படுகிறது.

”பாப்” ஒலி சோதனை

• செயல்முறை: ஒரு வாயுவைக் கொண்ட சோதனைக் குழாயில் எரியும் தீக்குச்சி செலுத்தப்படுகிறது.
• கவனிப்பு: வாயு ஹைட்ரஜன் ஆக இருந்தால், எரியும் தீக்குச்சி ஒரு கூர்மையான, தனித்துவமான “பாப்” ஒலியுடன் அணைந்துவிடும். இந்த “பாப்” ஒலி சோதனைக் குழாய்க்குள் உள்ள மீதமுள்ள ஆக்ஸிஜனுடன் ஹைட்ரஜன் விரைவாகவும், குறிப்பிட்ட பகுதியிலும் எரிவதால் ஏற்படுகிறது.
• வினை: $2\text\{H\}_2\text\{(g)\} + \text\{O\}_2\text\{(g)\} \xrightarrow\{\text\{Heat\}\} 2\text\{H\}_2\text\{O\}\text\{(l)\}$