ഹൈഡ്രജൻ

അണുസംഖ്യ 1 ആയ രാസ മൂലകമാണ് ഹൈഡ്രജൻ . H എന്ന പ്രതീകം കൊണ്ട് ഇതിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ശരാശരി 1.00794 u ആണവ പിണ്ഡത്തോടെയുള്ള ഹൈഡ്രജനാണ് ഏറ്റവും പിണ്ഡം കുറഞ്ഞതും പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ കാണപ്പെടുന്നതുമായ മൂലകം, പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ മൂലക പിണ്ഡത്തിന്റെ ഏതാണ്ട് 75 ശതമാനവും ഹൈഡ്രജന്റേതാണ്. മുഖ്യ ശ്രേണിയിലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളുടെ ഘടകങ്ങളിൽ ഭൂരിഭാഗവും പ്ലാസ്മ അവസ്ഥയിലുള്ള ഹൈഡ്രജനാണ്. വളരെ അപൂർവ്വമായി മാത്രമേ ഭൂമിയിൽ മൂലക ഹൈഡ്രജൻ സ്വാഭാവികമായി കണ്ടുവരുന്നുള്ളൂ.

ഹൈഡ്രജന്റെ സർവ്വസാധാരണ ഐസോടോപ്പാണ് പ്രോട്ടിയം (ഈ പേര് സാധാരണഗതിയിൽ ഉപയോഗിക്കാറില്ല. 1H എന്നാണ് പ്രതീകം) ഇതിൽ ഒരു പ്രോട്ടോൺ മാത്രമേയുള്ളൂ ന്യൂട്രോണില്ല. അയോണീകൃത സംയുക്തങ്ങളിൽ ഇതിന് ഋണ ചാർജ് (H− എന്നെഴുതപ്പെടുന്ന ആനയോൺ) കൈവരിക്കാനും ധന ചാർജ് (H+) കൈവരിക്കാനും സാധിക്കും. H+ എന്ന കാറ്റയോണ് യഥാർത്ഥത്തിൽ ഒരു പ്രോട്ടോൺ മാത്രമാണെങ്കിലും അയോണീകൃത സംയുക്തങ്ങളിൽ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണ രൂപങ്ങളിലായിരിക്കും അവ. മിക്ക മൂലകങ്ങളുമായി ഹൈഡ്രജൻ സംയുക്തങ്ങളുണ്ടാക്കുന്നു, ജലത്തിന്റേയും ഭൂരിഭാഗം ജൈവസംയുക്തങ്ങളുടേയും ഭാഗമാണ് ഹൈഡ്രജൻ. ലായനികളിലെ തന്മാത്രകൾ തമ്മിൽ പ്രോട്ടോണുകൾ കൈമാറുന്ന അമ്ല-ക്ഷാര രസതന്ത്രത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ വളരെ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. ഏറ്റവും ലളിതമായ അണു എന്ന നിലയിൽ സൈദ്ധാന്തിക തലത്തിലും ഇതിന് വളരെ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന് ഷ്രോഡിങർ സമവാക്യത്തിന്റെ (Schrödinger equation) വിശകലന പരിഹാരം സാധ്യമാകുന്ന ഒരേയുരു നിഷ്പക്ഷ അണു ഇത് മാത്രമാണ്, ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിന്റെ വികസനത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ അണുവിന്റെ എനർജെറ്റിക്ക്സ്, ബന്ധന പഠനങ്ങൾ പ്രധാനപ്പെട്ട് പങ്കുവഹിച്ചിട്ടുണ്ട്.

പതിനാറാം നൂറ്റാണ്ടിലാണ് ആദ്യമായി കൃത്രിമമായി ഹൈഡ്രജൻ വാതകം (H2) നിർമ്മിച്ചത്, ശക്തിയേറിയ അമ്ലങ്ങളുമായി ലോഹങ്ങൾ മിശ്രണം ചെയ്താണ് അന്ന് അത് സാധ്യമാക്കിയത്. 1766-81 കാലഘട്ടത്തിൽ ഹെന്രി കാവൻഡിഷ് (Henry Cavendish) ഹൈഡ്രജൻ വാതകം സ്വതന്ത്ര നിലനിൽപ്പുള്ള ഒരു പദാർത്ഥമാണെന്നും, അത് കത്തിച്ചാൽ ജലം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുമെന്നും മനസ്സിലാക്കി. ജലം ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നു എന്ന് കണ്ടതിൽ നിന്നാണ് ഹൈഡ്രജന് അതിന്റെ പേര് ലഭിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഗ്രീക്ക് ഭാഷയിൽ “ജല-ഉണ്ടാക്കുന്നത്” എന്നാണ് അതിന്റെ അർത്ഥം. സാധാരണ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും നിറമില്ലാത്തതും, മണമില്ലാത്തതും, അലോഹവും, രുചിയൊന്നുമില്ലാത്തതും, പെട്ടെന്ന് കത്തുന്നതുമായ വാതകമാണ്, H2 എന്നതാണ് തന്മാത്രാവാക്യം.

പ്രകൃതിവാതകത്തിൽ നിന്നാണ് വ്യാവസായികമായി ഹൈഡ്രജൻ ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്, ചിലപ്പോൾ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം വേണ്ടി വരുന്ന ജലത്തിന്റെ വൈത്യുദവിശ്ലേഷണം വഴിയും ഉല്പാദിപ്പിക്കാറുണ്ട്. ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നതിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഉല്പാദനസ്ഥലത്ത് തന്നെ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുകയാണ് ഉണ്ടാവുന്നത്, ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട രണ്ട് ഉപയോഗങ്ങൾ ഖനിജ ഇന്ധനങ്ങളുടെ സംസ്കരണത്തിനും (ഹൈഡ്രോക്രാക്കിങ്) വളങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നതിനുള്ള അമോണിയ ഉല്പാദിപ്പിക്കുവാനുമാണ്.

പല ലോഹങ്ങളേയും ദൃഢപ്പെടുത്താനുള്ള കഴിവുള്ളതിനാൽ ലോഹകർമ്മങ്ങളിലും (metallurgy), പൈപ്പ് ലൈനുകളുടേയും സംഭരണ ടാങ്കുകളുടേയും രൂപീകരണം സമ്പുഷ്ടപ്പെടുത്താനും ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.


2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572 kJ (286 kJ/mol)
വായുവുമായി വ്യാപതത്തിന്റെ 4 മുതൽ 74 ശതമാനം അളവിലും ക്ലോറിനുമായി 5 മുതൽ 95 ശതമാനം അളവിലുള്ളമുള്ള മിശ്രിതം സ്ഫോടക സ്വഭാവമുള്ളതാണ്. ചെറിയൊരു തീപ്പൊരി, ചൂട്, സൂര്യ പ്രാകാശം എന്നിവയിലേതെങ്കിലുമൊന്നിന്റെ സാന്നിദ്ധ്യത്തിൽ അതിന് സ്ഫോടനം സംഭവിക്കുന്നു. 500 ° സെൽഷ്യസാണ് മറ്റൊരു തീപ്പൊരിയുടെ സാന്നിദ്ധ്യം വേണ്ടാതെയുള്ള കത്തുന്നതിനുള്ള സ്വയംജ്വലന താപനില (autoignition temperature). ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജൻ-ഓക്സിജൻ തീനാളങ്ങൾ സാധാരണ നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക് ദൃശ്യമാകാത്ത അൾട്രാവയലറ്റ് കിരണങ്ങളാണ് പുറത്ത് വിടുക, താരതമ്യത്തിന് ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന സ്പേസ് ഷട്ടിലിന്റെ പ്രധാന എൻജിൻ പുറത്ത് വിടുന്ന നേരിയ തീനാളങ്ങളും സ്പേസ് ഷട്ടിൽ സോളിഡ് റോക്കറ്റ് ബൂസ്റ്റർ പുറത്ത് വിടുന്ന ദൃശ്യ തീനാളങ്ങളും ശ്രദ്ധിക്കുക. ചോർച്ചയുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ജ്വലനങ്ങൾ കണ്ടെത്താൻ ഫ്ലയി ഡിറ്റക്റ്ററിന്റെ സഹായം വേണ്ടിവരും, വളരെ അപകടകരങ്ങളാണ് അത്തരം ചോർച്ചകൾ. കാരണം ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്നുവെങ്കിലും ഹിൻഡൻബർഗ് ആകാശക്കപ്പൽ ദുരന്തം ഇതിനൊരു ഉദാഹരണമാണ്. ഹൈഡ്രജൻ വായുവിനേക്കാൾ ലഘുവായതിനാൽ ഹൈഡ്രജൻ തീനാളങ്ങൾ പെട്ടെന്ന് തന്നെ മുകളിലേക്ക് പൊങ്ങിപോകുന്നതിനാൽ ഹൈഡ്രോകാർബൺ തീനാളങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നത്ര നാശങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നില്ല. ഹിൻഡൻബർഗ് ആകാശക്കപ്പലിലെ മൂന്നിലൊന്ന് യാത്രക്കാരും തീയിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെട്ടിരുന്നു, കൂടുതൽ പേരും മരണപ്പെട്ടത് മുകളിൽ നിന്നും വീണത് മൂലവും ഡീസൽ ഇന്ധനം കത്തിയതു മൂലവും ആയിരുന്നു.

എല്ലാ ഓക്സീകരണ മൂലകങ്ങളുമായും H2 പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. സാധാരണ താപനിലയിൽ ക്ലോറിൻ, ഫ്ലൂറിൻ എന്നിവയുമായി സ്വമേധയാ തീക്ഷ്ണമായി പ്രവർത്തിച്ച് അവയുടെ ഹൈഡ്രജൻ ഹാലൈഡുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു, ശക്തിയേറിയ അമ്ലങ്ങളാളാണ് ഹൈഡ്രജൻ ക്ലോറൈഡും ഹൈഡ്രജൻ ഫ്ലൂറൈഡും.

ഭൂമി സൂര്യനെ ചുറ്റുന്നതുപോലെ ആറ്റങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ അണുകേന്ദ്രത്തെ വലംവയ്ക്കുന്നു എന്ന ബോർ അണുമാതൃകയുപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രജന്റെ ഊർജ്ജനിലകൾ കൃത്യമായി കണക്കാക്കാം. എന്നാൽ അണുക്കളിൽ ഇലക്ട്രോണുകളും പ്രോട്ടോണുകളും ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നത് വൈദ്യുതകാന്തിക ബലത്താലാണ് അതേ സമയം ഗ്രഹങ്ങളും ഖഗോള വസ്തുക്കളും ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നത് ഗുരുത്വഫലമായാണ്. ആദ്യകാല ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രത്തിൽ കോണീയസംവേഗം (angular momentum) വേർതിരിച്ചു കാണിച്ചത് ബോർ ആയതിനാൽ, ബോർ മാതൃകയിൽ ഇലക്ട്രോണിന് പ്രോട്ടോണിൽ നിന്നും നിശ്ചിത അകലങ്ങളിൽ മാത്രമേ നിലനിൽക്കാനാകുമായിരുന്നുള്ളൂ, അതുകൊണ്ടുതന്നെ നിശ്ചിത ഉർജ്ജ നിലകളിലുമായിരിക്കും.

ഷ്രോഡിങ്ങർ സമവാക്യം അല്ലെങ്കിൽ അതിനു തുല്യമായ പ്രോട്ടോണിനു ചുറ്റുമുള്ള ഇലക്ട്രോണിന്റെ പ്രോബബിലിറ്റി ഡെൻസിറ്റി കണക്കാക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ഫെയ്മാൻ പാത്ത് ഇന്റഗ്രൽ തുടങ്ങിയവ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്ന ക്വാണ്ടം ബലതന്ത്രം വഴിയാണ് ഹൈഡ്രജൻ അണുവിന്റെ കുറേ കൂടി കൂടുതൽ കൃത്യമായ നിർവ്വചനം ലഭിക്കുന്നത്.

അണുകേന്ദ്രങ്ങളുടെ സ്പിൻ ആപേക്ഷികാമായി രണ്ട് രീതിയിൽ വരാവുന്നതിനാൽ ഹൈഡ്രജൻ ദ്വയാണു തന്മാത്രകളുടെ രണ്ട് വിധത്തിലുള്ള സ്പിൻ ഐസോമറുകളുണ്ട്. രണ്ട് പ്രോട്ടോണുകളുടെ സ്പിന്നുകൾ സമാന്തരമായി വരുന്നതാണ് ഓർത്തോഹൈഡ്രജൻ, താന്മാത്രാ ക്വാണ്ടം സഖ്യ 1 (½+½) ഓടെയുള്ള ത്രിഗുണാവസ്ഥ രൂപപ്പെടുന്നു; പാരാഹൈഡ്രജൻ രൂപത്തിൽ സിപിന്നുകൾ പ്രതിസമാന്തരമായിരിക്കും (antiparallel), തന്മാത്ര ക്വാണ്ടം സംഖ്യ 0 (½-½) ഓടെയുള്ള ഏകഗുണാവസ്ഥയും. സാധാരണ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിലെ തന്മാത്രകളിൽ 25 ശതാമാനം പാരഹൈഡ്രജനും 75 ശതമാനം ഓർത്തോഹൈഡ്രജനും ആയിരിക്കും. താപനിയ്ക്കനുസരിച്ച് ഇവയുടെ അനുപാതം മാറുന്നു, പാരാ രൂപത്തേക്കാൾ ഉർജ്ജം കൂടിയ ഉത്തേജിത രൂപമാണ് ഓർത്തോ എന്നതിനാൽ ഓർത്തോ രൂപം അസ്ഥിരമാണ് അതുകൊണ്ട് തന്നെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാനാവില്ല. വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയോടെയുള്ള സന്തുലിതാവസ്ഥകളിൽ ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും പാരാഹൈഡ്രജനുകളായിരിക്കും ഉണ്ടാവുക. ഭ്രമണ താപധാരിതകളിൽ (rotational heat capacity) ഉള്ള വ്യത്യാസം കാരണമായി ശുദ്ധമായ പാരാഹൈഡ്രജന്റെ ദ്രാവക വാതക താപഗുണങ്ങൾ സാധാരണ ഹൈഡ്രജനിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. ജലം, മെഥിലീൻ തുടങ്ങിയ ഹൈഡ്രജൻ ഉൾപ്പെടുന്ന തന്മാത്രകളിലും ഫങ്ഷനൽ ഗ്രൂപ്പുകളിലും ഈ രീതിയിലുള്ള ഓർത്തോ/പാരാ വേർതിരിവുകൾ കണ്ടുവരുന്നെങ്കിലും താപഗുണങ്ങളിൽ ചെറിയ വ്യത്യാസങ്ങളേ കാണപ്പെടുന്നുള്ളൂ.

പാര ഓർത്തോ ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ഉല്പ്രേരക രഹിതമായ പരിവർത്തനങ്ങൾ താപനില ഉയരുന്നതിനനുസരിച്ച് വർദ്ധിക്കുന്നു; പൊടുന്നനെ സാന്ദ്രീകരിക്കപ്പെട്ട H2 ൽ വലിയ അളവിൽ ഉന്നതോർജ്ജ പാര രൂപങ്ങളാണുണ്ടാകുകയും അവ സാവധാനം ഓർത്തോ രൂപത്തിലേക്ക് മാറുകയും ചെയ്യും. ദ്രവ ഹൈഡ്രജൻ തയ്യാറാക്കുന്നതിന്റേയും സൂക്ഷിക്കുന്നതിന്റേയും സന്ദർഭങ്ങളിൽ സാന്ദ്രീകരിക്കപ്പെട്ട H2 ലെ ഓർത്തോ/പാര അനുപാതം പ്രധാന്യമർഹിക്കുന്ന ഒന്നാണ്: ഓർത്തോയിൽ നിന്ന് പാരയിലേക്കുള്ള പരിവർത്തനം താപോൽസർജ്ജമായതിനാൽ (exothermic) ദ്രവ ഹൈഡ്രജന്റെ ഒരു ഭാഗം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നതിനും ദ്രവീകൃത പദാർത്ഥം നഷ്ടപ്പെടുന്നതിനും ഇടയയായേക്കാം. ഫെറിക്ക് ഓക്സൈഡ്, ആക്റ്റിവേറ്റഡ് കാർബൺ, പ്ലാറ്റിനീകൃത ആസ്ബെസ്റ്റോസ്, റയർ എർത്ത് മെറ്റലുകൾ, യുറേനിയം സംയുക്തങ്ങൾ, ക്രോമിക്ക് ഓക്സൈഡ്, ചില നിക്കൽ സംയുക്തങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ഒർത്തോ-പാര പരിവർത്തന ഉല്പ്രേരകങ്ങൾ ഹൈഡ്രജൻ ശീതികരണത്തിന് ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.

പ്രോട്ടോണീകൃത തന്മാത്ര ഹൈഡ്രജൻ അഥവ H+
3 എന്ന തന്മാത്രാ രൂപം നക്ഷത്രാന്തരീയ ഇടങ്ങളിൽ കണ്ടുവരുന്നു, താന്മാത്ര ഹൈഡ്രജൻ പ്രപഞ്ചിക കിരണങ്ങളാൽ അയോണീകരിക്കപ്പെടുമ്പോഴാണ് അവ രൂപപ്പെടുന്നത്. വ്യാഴം ഗ്രഹത്തിന്റെ അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലും ഈ രൂപത്തിലുള്ള തന്മാത്രകൾ ഉണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. കുറഞ്ഞ താപനിലയും സാന്ദ്രതയും ആകയാൽ ബഹിരാകാശ ഇടങ്ങളിൽ ഈ രൂപത്തിലുള്ള തന്മാത്ര ആപേക്ഷികമായി സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും അധികം കാണപ്പെടുന്ന അയോണുകളിൽ ഒന്ന് കൂടിയാണ് H+
3, നക്ഷത്രാന്തരയിടങ്ങളിലെ രാസഘടനയിൽ ഈ തന്മാത്രയ്ക്ക നല്ല പങ്കുണ്ട്. ഉത്തേജിത രൂപത്തിൽ മാത്രം നിലനിൽപ്പുള്ള നിഷ്പക്ഷമായ H3 തന്മാത്ര അസ്ഥിരമാണ്.

സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ H2 അത്രത്തോളം പ്രവർത്തനക്ഷമമല്ലാത്തതിനാൽ മിക്ക മൂലകങ്ങളുമായും അത് സംയുക്തങ്ങളുണ്ടാക്കുന്നില്ല. ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ഹൈഡ്രോകാർബണുകളുണ്ടെങ്കിലും അവയൊന്നും തന്നെ ഹൈഡ്രജന്റേയും കാർബണിന്റേയും മൂലക തന്മാത്രകൾ നേരിട്ട് പ്രതിപ്രവർത്തിച്ചുണ്ടാകുന്നവയല്ല. കൂടുതൽ വിദ്യുത് ഋണമായ ഹാലൊജെനുകളെ പോലെയുള്ള മൂലകങ്ങളുമായി (ഫ്ലൂറിൻ, ക്ലോറിൻ, ബ്രോമിൻ, അയഡിൻ തുടങ്ങിയവ) പ്രവർത്തിച്ച് സംയുക്തങ്ങളുണ്ടാക്കാനുള്ള കഴിവ് ഹൈഡ്രജനുണ്ട്; ഇത്തരം സംയുക്തങ്ങളിൽ ഹൈഡ്രജൻ ഭാഗികമായ ധന ചാർജ്ജ് കൈവരിക്കുന്നു. ഫ്ലൂറിൻ, ഓക്സിജൻ, നൈട്രജൻ, കാർബൺ (ചില സംയുക്തങ്ങളിൽ മാത്രം) എന്നിവയുമായി ബന്ധനത്തിലേർപ്പെടുമ്പോൾ ഹൈഡ്രജൻ സഹസംയോജകമല്ലാത്ത ശക്തമായ ബന്ധനം (ഹൈഡ്രജൻ ബന്ധനം) സ്ഥാപിക്കുന്നു, പല ജൈവ തന്മാത്രകളൂടേയും സ്ഥിരതയ്ക്ക് ഇത് അത്യാവശ്യമാണ്. കുറഞ്ഞ വിത്യുദ് ഋണങ്ങളായ ലോഹങ്ങളുമായും, ഉപലോഹങ്ങളുമായും ഹൈഡ്രജൻ സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നുണ്ട്, അത്തരം സന്ദർഭങ്ങളിൽ ഭാഗികമായ ഋണ ചാർജ് കൈവരിക്കുന്നു. ഇത്തരം സംയുക്തങ്ങൾ പൊതുവെ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

കാർബണുമായി ചേർന്ന് വലിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രജൻ സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നുണ്ട്. ഇത്തരം സംയുക്തങ്ങൾ ജീവനുള്ള വസ്തുക്കളുമായി കൂടുതൽ ബന്ധപ്പെട്ടു കിടക്കുന്നതിനാൽ അവയെ ജൈവ സംയുക്തങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടാൻ കാരണമായി; അവയുടെ ഗുണങ്ങളെ പറ്റി പഠിക്കുന്ന മേഖലയാണ് ജൈവരസതന്ത്രം (organic chemistry) ജൈവിക സന്ദർഭങ്ങളിൽ അവയുടെ പഠനം ജൈവരസതന്ത്രം (biochemistry) എന്നറിയപ്പെടുന്നു. നിർവ്വചനമനുസരിച്ച് "ജൈവ" സംയുക്തമാകാൻ അവയിൽ കാർബണുണ്ടായാൽ മതി പക്ഷെ മിക്കതിലും ഹൈഡ്രജന്റെ സാന്നിദ്ധ്യമുണ്ട്, അത്തരം മിക്ക സംയുക്തങ്ങളിലും കാർബൺ-ഹൈഡ്രജൻ ബന്ധങ്ങളാണ് ആ തരത്തിൽപ്പെട്ടവയുടെ രാസഗുണങ്ങൾ നിശ്ചയിക്കുന്നത്, കൂടാതെ രസതന്ത്രത്തിൽ "ജൈവ" സംയുക്തങ്ങളുടെ ചില നിർവചനങ്ങൾ പ്രകാരം കാർബൺ-ഹൈഡ്രജൻ ബന്ധം ആവശ്യമാണ്.

അജൈവരസതന്ത്രത്തിലെ കോർഡിനേഷൻ കോമ്പ്ലക്സുകളിലെ രണ്ട് ലോഹ കേന്ദ്രങ്ങളെ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. 13-ആം ഗ്രൂപ്പ് അംഗങ്ങളിൽ ഇത് സാധാരണമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് ബോറെയ്നുകളിലും അലൂമിനിയം കോമ്പ്ലക്സുകളിലും അതുപോലെ കൂട്ടമായ കാർബൊറെയ്നുകളിലും.

ഹൈഡ്രജന്റെ സംയുക്തങ്ങളെ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ എന്ന് വിളിക്കാമെങ്കിലും പലപ്പോഴും അയഞ്ഞ തലത്തിലാണീ വാക്കിന്റെ ഉപയോഗം. ഹൈഡ്രജൻ ഋണ ചാർജ് കൈവരിക്കുമ്പോൾ അല്ലെങ്കിൽ H− എന്ന് സൂചിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ആനയോൺ ആകുമ്പോൾ, കൂടുതൽ വിദ്യുത് ധനമായ മൂലകങ്ങളുമായി സംയുക്തങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ എന്നീ സന്ദർഭങ്ങളിലാണ് "ഹൈഡ്രൈഡ്" എന്ന പദം ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നത്. 1916 ൽ ഗിൽബേർട്ട് എൻ. ലൂയിസാണ് ഗ്രൂപ്പ് I, ഗ്രൂപ്പ് II എന്നിവയുടെ ലവണ-സമാന ഹൈഡ്രൈഡുകളിൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ആനയോണിന്റെ സാധ്യതയെ പറ്റിയുള്ള ആശയം മുന്നോട്ട് വച്ചത്, ഉരുകിയ ലിഥിയം ഹൈഡ്രൈഡിനെ (LiH) വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം നടത്തി ആനോഡിൽ ഹൈഡ്രജനെ ഉല്പാദിപ്പിച്ച് 1920 ൽ മോയെർ ഇത് വിവരിക്കുകയും ചെയ്തു. ഹൈഡ്രജന് കുറഞ്ഞ വിദ്യുത് ഋണതയായതിനാൽ ഗ്രൂപ്പ് I, ഗ്രൂപ്പ് II എന്നിവയുടെ ഹൈഡ്രൈഡുകളിലല്ലാതെ ഈ പദം ഉപയോഗിക്കുന്നത് തെറ്റിദ്ധാരണയുണ്ടാക്കുന്നതാണ്. പോളിമെറിക്ക് ആയ BeH
2, ഗ്രൂപ്പ് II ഹൈഡ്രൈഡ്, ഇതിനൊരപവാദമാണ്. ലിഥിയം അലൂമിനിയം ഹൈഡ്രൈഡിലെ AlH−
4 ആനയോണിൽ ഹൈഡ്രിക്ക് കേന്ദ്രങ്ങൾ Al(III) ഉമായി നന്നായി ചേർന്ന രീതിയിലാണ്. ഏതാണ്ട് എല്ലാ പ്രധാന ഗ്രൂപ്പ് മൂലകങ്ങളുമായും ഹൈഡ്രൈഡുകൾ രൂപപ്പെടാമെങ്കിലും ഉണ്ടാകുന്ന സംയുക്തങ്ങളുടെ എണ്ണം കാര്യമായി വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു; ഉദാഹരണത്തിന്, ഏതാണ്ട് നൂറിൽ കൂടുതൽ ബൈനറി ബോറെയ്ൻ ഹൈഡ്രൈഡുകൾ ഉള്ളതായി അറിയുമ്പോൾ ആകെ ഒരു ബൈനറി അലൂമിനിയം ഹൈഡ്രൈഡ് മാത്രമേ ഉള്ളൂ. വലിയ കോമ്പ്ലക്സുകൾ ഉള്ളതായി അറിയാമെങ്കിലും ബൈനറി ഇൻഡിയം ഹൈഡ്രഡ് ഇതുവരെ കണ്ടെത്തിയിട്ടില്ല.

ഇലക്ട്രോൺ നീക്കപ്പെടുന്ന പ്രവർത്തനമായ ഓക്സീകരണം ഹൈഡ്രജനിൽ നടക്കുമ്പോൾ ഔപചാരികമായി H+ രൂപപ്പെടുന്നു, ഇലക്ട്രോണൊന്നുമില്ലാതെ ഒരു പ്രോട്ടോൺ മാത്രമുള്ള അണുകേന്ദ്രമാണ് ഇത്. അതുകൊണ്ടാണ്ട് H+ നെ പലപ്പോഴും പ്രോട്ടോൺ എന്ന് സൂചിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്. അമ്ലങ്ങളെ കുറിച്ചുള്ള വിവരണങ്ങളുടെ കേന്ദ്രഭാഗമാണ് ഇത്. ബ്രോൺസ്റ്റെഡ്-ലോറി (Bronsted-Lowry) സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച് അമ്ലങ്ങളെന്നാൽ പ്രോട്ടോൺ ദാതാക്കളും ക്ഷാരങ്ങളെന്നാൽ പ്രോട്ടോൺ സ്വീകർത്താക്കളുമാണ്.

ഇലക്ട്രോണുകളോടെയുള്ള മറ്റ് അണുക്കളും തന്മാത്രകളുമുള്ള ലായനികളിലും അയോണിക പരലുകളിലും വെറും പ്രോട്ടോൺ മാത്രമായ H+ ന് നിലനിൽപ്പില്ല. ഉന്നത താപനിലകളിലുള്ള പ്ലാസ്മ അവസരങ്ങളിലല്ലാത്ത ഇത്തരം സന്ദർഭങ്ങളിൽ അണുക്കളുടേയും തന്മാത്രകളുടേയും ഇലക്ട്രോൺ മേഘങ്ങളിൽ നിന്ന് പ്രോട്ടോണുകൾ വേർപെടുത്താനും സാധിക്കില്ല, അവ അവിടെ പറ്റിച്ചേർന്നു തന്നെ കിടക്കും. എന്നാൽ മറ്റ് പദാർത്ഥളുടെ മേൽ ബന്ധിക്കപ്പെട്ട് കിടക്കുന്ന ധന ചാർജോടെയുള്ള ഹൈഡ്രജൻ കാറ്റയോണിനെ 'പ്രോട്ടോൺ' എന്ന് സൂചിപ്പിച്ചു വരുന്നു, അതു പോലെ സ്വതന്ത്രമായി കിടക്കുന്ന പ്രോട്ടോണുകളെ "H+
" എന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.


ലായനിയിൽ "നഗ്ന പ്രോട്ടോൺ" എന്ന് വിവരിക്കുന്നതിനു പകരം ജലീയമായ അമ്ല ലായനികൾ ഭാവനാപരമായ "ഹൈഡ്രോണിയം അയോൺ" (H
3O+
) ഉണ്ടെന്ന രീതിയിൽ പരിഗണിക്കപ്പെടുന്നു. അങ്ങനെയെങ്കിലും ലായനിയിൽ ചേർക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഹൈഡ്രജൻ കാറ്റയോണുകൾ H
9O+
4 പോലെയുള്ള ക്ലസ്റ്ററുകൾ ക്രമീകരക്കപ്പെടുകയാണെന്നാണ് മനസ്സിലാക്കപ്പെടുന്നത്. ജലം മറ്റ് ലായനികളിൽ ചേരുമ്പോഴാണ് മറ്റ് ഒക്സോണിയം അയോണുകൾ കാണപ്പെടുന്നത്.

ഭൂമിയിൽ കാണപ്പെടുന്നില്ലെങ്കിലും പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും സുലഭമായി കാണപ്പെടുന്ന അയോണുകളിലൊന്നാണ് H+
3, ഇത് പ്രോട്ടോണീകരിക്കപ്പെട്ട തന്മാത്ര ഹൈഡ്രജൻ അല്ലെങ്കിൽ ത്രയാണു ഹൈഡ്രജൻ കാറ്റയോൺ (triatomic hydrogen cation) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു.


H: അണുകേന്ദ്രത്തിൽ ഒരു പ്രോട്ടോണും രണ്ട് ന്യൂട്രോണുകളും ഉള്ള ഇത് ട്രിഷീയം എന്നറിയപ്പെടുന്നു. റേഡിയോ ആക്റ്റീവതയുള്ള ഇത് 12.32 വർഷം അർദ്ധായുസ്സോടെ ബീറ്റ ക്ഷയം വഴി ഹീലിയം-3 ആയി ക്ഷയിക്കുന്നു. അന്തരീക്ഷത്തിലെ വാതകങ്ങാൾ കോസ്മിക് കിരണങ്ങളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നതു മൂലം ചെറിയ തോതിൽ ട്രിഷീയം പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നു. ആണവായുധങ്ങൾ പരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന അവസരങ്ങളിലും ട്രിഷീയം ഉണ്ടാകുന്നു. അണുസംയോജനങ്ങളിൽ,ഭൗമരസതന്ത്രത്തിൽ ട്രെയ്സർ ആയി,സ്വയം-ഊർജ്ജവൽകൃതമായ പ്രത്യേക ഉപകരണങ്ങളിൽ എന്നിവയിലെല്ലാം ഇത് ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. റേഡിയോലേബൽ പോലെയുള്ള രാസപരവും ജൈവപരവുമായ ലേബൽ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ട്രിഷീയം ഉപയോഗിക്കുന്നു.


ഉപയോഗത്തിലുള്ള ഐസോടോപ്പുകൾക്ക് വ്യത്യസ്തമായ നാമങ്ങൾ ഹൈഡ്രജന്റെ ഐസോടോപ്പുകൾക്കേ ഉള്ളൂ. റേഡിയോ ആക്റ്റിവിറ്റിയുടെ ആദ്യകാല പഠനങ്ങളിൽ റേഡിയോ ആക്റ്റിവതയുള്ള ഐസോടോപ്പുകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത നാമങ്ങൾ നൽകിയിരുന്നു, അതിൽ ഡ്യൂട്ടീരിയം, ട്രീഷിയം എന്നിവയുടേതല്ലാതെ മറ്റ് നാമങ്ങളൊന്നും നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല. ഡ്യൂട്ടീരിയം, ട്രീഷിയം എന്നിവയെ സൂചിപ്പിക്കാൻ 2H, 3H എന്നിങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനു പകരം യഥാക്രമം D, T എന്നീ അക്ഷരങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്, അതേ സമയം P എന്നത് ഫോസ്ഫറസിനെ കുറിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ പ്രോട്ടിയത്തെ കുറിക്കാൻ P ഉപയോഗിക്കാറില്ല. 2H, 3H എന്നീ സൂചകങ്ങളക്കാണ് മുൻഗണനയെങ്കിലും ഇന്റർനാഷണൽ യൂണിയൻ ഓഫ് പ്യുർ ആന്റ് അപ്ലൈഡ് കെമിസ്ട്രിയുടെ നാമകരണ നിർദ്ദേശങ്ങൾ പ്രകാരം ആവശ്യാനുസരണം D, T, 2H, 3H എന്നിവയിലേതും ഉപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്.

---------------------------------------------------------------------------
1671 ൽ റോബർട്ട് ബോയൽ ഇരുമ്പ് തരികളും നേർപ്പിച്ച അമ്ലവും തമ്മിലുള്ള പ്രവർത്തനം കണ്ടെത്തുകയും വിശദീകരിക്കുകയും ചെയ്തു, ഹൈഡ്രജൻ വാതകം സ്വതന്ത്രമാകുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനമായിരുന്നു അത്. 1766-ൽ, ഹെൻഡ്രി കാവൻഡിഷാണ് ഹൈഡ്രജനൻ പ്രത്യേക വസ്തുവാണെന്ന് കണ്ടെത്തിയത്, ലോഹ-അമ്ല പ്രതിപ്രവർത്തനം വഴി വരുന്ന വാതകത്തെ അദ്ദേഹം "കത്തുന്ന വായു" എന്നർത്ഥം വരുന്ന "phlogiston" എന്നാണ് വിളിച്ചത്, ശേഷം 1781 ൽ ഈ വാതകം കത്തിച്ചാൽ ജലം ലഭിക്കും എന്നും കണ്ടെത്തി. ഇക്കാരണങ്ങൾ കൊണ്ട് ഹൈഡ്രജനെ ഒരു മൂലകമെന്ന രീതിയിൽ കണ്ടുപിടിച്ചതിന്റെ ബഹുമതി ഹെൻഡ്രി കാവൻഡിഷിന്റെ പേരിലാണ്. 1783 ൽ ആന്റോണെ ലാവോഷിയറാണ് ഇതിന് ഹൈഡ്രജനെന്ന നാമം നൽകിയത്. ഹൈഡ്രോജിനിയം (hydrogenium', hydro: "ജലം", genes: "ഉണ്ടാക്കുന്നത്") എന്ന ഗ്രീക്ക് പദത്തിൽ നിന്നാണ് ഹൈഡ്രജൻ എന്ന വാക്കിന്റെ ഉത്ഭവം. ഹൈഡ്രജൻ കത്തിച്ചാൽ ജലം ലഭിക്കുന്നുവെന്ന കാവെൻഡിഷിന്റെ പരീക്ഷണം ലവോഷിയറും ലാപ്ലേസും ആവർത്തിക്കുകയുണ്ടായി, അതുപ്രകാരമായിരുന്നു ആ പേര് നൽകപ്പെട്ടത്.

റീജനറേഷൻ കൂളിങ്ങ് സങ്കേതം വഴി 1898 ൽ ജെയിംസ് ഡീവാറാണ് ആദ്യമായി ഹൈഡ്രജനെ ദ്രവീകരിച്ചത്, വാക്വം ഫ്ലാസകും അതേ സമയത്താണ് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തിയത്. തൊട്ടടുത്ത വർഷം തന്നെ അദ്ദേഹം ഖര ഹൈഡ്രജനും ഉല്പാദിപ്പിക്കുകയുണ്ടായി. 1931 ഡിസംബറിൽ ഹരോൾഡ് യൂറേയ് ഡ്യൂട്ടീരിയം കണ്ടെത്തി, 1934 ൽ ഏണസ്റ്റ് റൂഥർഫോർഡ്, മാർക്ക് ഓലിഫാന്റ്, പോൾ ഹാർടെക്ക് എന്നിവർ ചേർന്ന് ട്രീഷിയം വേർതിരിച്ചു. ജലത്തിൽ സാധാരണ ഹൈഡ്രജൻ മൂലകങ്ങൾക്ക് പകരം ഡ്യൂട്ടീരിയം ഉള്ള ഖനജലം 1932 ൽ യൂറേയുടെ സംഘം കണ്ടെത്തി. 1806 ൽ ഫ്രാൻസിസ് ഡി റിവാസ് ഹൈഡ്രന്റേയും ഓക്സിജന്റേയും മിശ്രിതം ഉപയോഗിക്കുന്ന ആദ്യത്തെ അന്തർദഹന യന്ത്രം നിർമ്മിച്ചു. 1819 ൽ എഡ്‌വാർഡ് ഡാനിയേൽ കാർക്ക് ഹൈഡ്രജൻ വാതകത്തിന്റെ ബ്ലോപൈപ്പ് കണ്ടുപിടിച്ചു. 1823 ൽ ഡോബെറിനറുടെ വിളക്കും ലൈംലൈറ്റും കണ്ടുപിടിക്കുകയുണ്ടായി.

1783 ൽ ജാക്വെസ് ചാൾസാണ് ആദ്യമായി ഹൈഡ്രജൻ നിറച്ച ബലൂൺ നിർമ്മിച്ചത്. 1852 ൽ ഹെന്രി ഗിഫ്ഫാർഡ് ഹൈഡ്രജൻ നിറച്ച ആകാശ നൗക കണ്ടുപിടിച്ചതിനെ തുടർന്ന് ആദ്യമായി ഉപയോഗപ്രദമായ വായു സഞ്ചാരം സാധ്യമായി. ജർമ്മൻ പ്രഭുവായിരുന്ന ഫെർഡിനാൻഡ് വോൺ സെപ്പിലിൻ ഈ ആശയത്തിന് കൂടുതൽ പ്രോൽസാഹനം നൽകി; ശേഷം ഇത് സെപ്പിലിൻസ് എന്ന് വിളിക്കപ്പെട്ടു; 1900 ലാണ് ഈ രീതിയിൽ ആദ്യമായി യാത്രസഞ്ചാരം നടത്തിയത്. 1910 മുതൽ പതിവ് പറക്കൽ സേവനങ്ങൾ ആരംഭിച്ചു, 1914 ഓഗസ്റ്റിൽ ഒന്നാം ലോകമഹായുദ്ധം പൊട്ടിപുറപ്പെടുന്നത് വരെ വലിയ കുഴപ്പങ്ങളൊന്നുമില്ലാതെ 35,000 യാത്രക്കർ അതുവഴി യാത്ര നടത്തിയിരുന്നു. യുദ്ധകാലത്ത് ഹൈഡ്രജൻ ഉപയോഗിച്ച് പൊങ്ങിയ ആകാശനൗകകൾ നിരീക്ഷണ തട്ടുകളായും ബോംബ് വർഷിക്കാനും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു