হাইড্রোজেন

- ← হাইড্রোজেন → হিলিয়াম - ↑ H ↓ Li 1H পর্যায় সারণী
ভৌত রূপ
Colorless gas with purple glow in its plasma state Spectral lines of hydrogen
সাধারণ বৈশিষ্ট
নাম, প্রতীক, পারমাণবিক সংখ্যা	হাইড্রোজেন, H, 1
উচ্চারণ	/ˈhaɪdrɵdʒɨn/ HYE-dro-jin
রাসায়নিক শ্রেণী	nonmetal
শ্রেণী, পর্যায়, ব্লক	১, ১, s
পারমাণবিক ওজন	1.00794(7)
ইলেকট্রন বিন্যাস	1s1
শক্তিস্তরে ইলেকট্রন সংখ্যা	1 (ছবিতে দেখুন)
ভৌত বৈশিষ্ট্য
বর্ণ	বর্ণহীন
দশা	গ্যাস
ঘনত্ব	(0 °C, 101.325 kPa) 0.08988 g/L
গলনাংকে তরলের ঘনত্ব	0.07 (0.0763 solid) g·cm−3
স্ফুটনাংকে তরলের ঘনত্ব	0.07099 g·cm−3
গলনাংক	14.01 K, -259.14 °C, -434.45 °F
স্ফুটনাংক	20.28 K, -252.87 °C, -423.17 °F
ত্রৈধ বিন্দু	13.8033 K (-259°C), 7.042 kPa
Critical point	32.97 K, 1.293 MPa
ফিউশনের এনথালপি	(H2) 0.117 kJ·mol−1
Heat of vaporization	(H2) 0.904 kJ·mol−1
তাপ ধারকত্ব	(H2) 28.836 J·mol−1·K−1
Vapor pressure
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 15 20
পারমাণবিক বৈশিষ্ট্য
জারন সংখ্যা	1, -1 (amphoteric oxide)
তাড়িৎচুম্বকত্ব	2.20 (Pauling scale)
আয়নীকরণ শক্তি	প্রথম: 1312.0 kJ·mol−1
Covalent radius	31±5 pm
Van der Waals radius	120 pm
অন্যান্য বৈশিষ্ট্য
কেলাসের গঠন	হেক্সাগোনাল
চুম্বকত্ব	diamagnetic
তাপ পরিবহকত্ব	0.1805 W·m−1·K−1
Speed of sound	(gas, 27 °C) 1310 m·s−1
ক্যাস নিবন্ধন নম্বর	1333-74-0
কয়েকটি উল্লেখযোগ্য সমস্থানিক
মূল নিবন্ধ: Isotopes of hydrogen
iso NA half-life DM DE (MeV) DP 1H 99.985% H 0টি নিউট্রন নিয়ে স্থিত হয় 2H 0.015% H 1টি নিউট্রন নিয়ে স্থিত হয় 3H trace 12.32 y β− 0.01861 3He

হাইড্রোজেন সবচেয়ে হালকা মৌলিক পদার্থ। এটি পর্যায় সারণীর প্রথম উপাদান মৌল। এর পারমাণবিক সংখ্যা ১ ও প্রতীক H । প্রাচীন গ্রিক শব্দ ύδρο- হুদ্রো- অর্থ "পানি" ("উদ-") ও γενης গেনেস অর্থ "উৎপাদক" ("জনক") থেকে এর হুদ্রোগেন (ইংরেজিতে হাইড্রোজেন) নামকরণ। অনেক পুরাতন বাংলা বইতে একে উদজান বলা হয়েছে। আদর্শ তাপমাত্রা ও চাপে হাইড্রোজেন রংহীন, গণ্ধহীন, স্বাদহীন, অধাতব এবং খুবই দাহ্য দ্বিপরমাণুক গ্যাস (H₂)।

আবিষ্কারের ইতিহাস

রুশ রসায়নবিদ দিমিত্রি মেন্ডেলিভ এক সময় হাইড্রোজেনকে পর্যায় সারণির বৈশিষ্ট্যমূলক মৌলগুলোর মধ্যে সবচেয়ে বৈশিষ্ট্যপূর্ণ বলে আখ্যায়িত করেছিলেন। বৈশিষ্ট্যমূলক বলতে পর্যায় সারণির হ্রস্ব পর্যায়ের মৌলকে বুঝিয়েছিলেন। হাইড্রোজেন প্রস্তুত করা খুব সহজ। সাধারণ পরীক্ষাগারে দস্তার উপর সালফিউরিক এসিড ঢেলে এটি প্রস্তুত করা যায়। তাই এটি আবিষ্কার করতে বিলম্ব হওয়ার কথা নয়। রসায়ন যখন বিজ্ঞান হিসেবে প্রতিষ্ঠিত হয়নি তখনও এটি তৈরির সকল উপাদান মানুষের জানা ছিল। যেমন, হাইড্রোক্লোরিক, সালফিউরিক ও নাইট্রিক এসিড এবং লোহা ও দস্তা সম্বন্ধে মানুষ অনেক আগে থেকেই জানত। কিমিয়াবিদ্যা|কিমিয়াবিদরা এগুলো নিয়ে গবেষণাও করতেন। কিন্তু ঠিক যেভাবে হাইড্রোজেন উৎপাদিত হবে তার জন্য একটি সুযোগের প্রয়োজন ছিল। ষোড়শ এবং অষ্টাদশ শতকের কিছু গবেষণার বিবরণ থেকে জানা যায় লোহার ছিল্কার উপর এসিড ঢেলে দিলে সেখান থেকে যে বাতাসের বুদ্বুদ বের হত তা তখনকার অনেকেই লক্ষ্য করেছিলেন। তারা একে বাতাসের একটি দাহ্য রূপ বলে মনে করতেন।

সতর্কভাবে যারা এটি লক্ষ্য করেছিলেন তাদের মধ্যে রুশ বিজ্ঞানী মিখাইল ভাসিলিয়েভিচ লোমোনোসোভ অন্যতম। ১৭৪৫ খ্রিস্টাব্দে "ধাতুর ঔজ্জ্বল্যের প্রতি" নামক গবেষণাপত্রে তিনি উল্লেখ করেন, "লোহার মত বিশেষ ধাতুগুলো অম্লীয় অ্যালকোহলে দ্রবীভূত হওয়ার সময় ফ্লাস্কের মুখ দিয়ে জ্বলনশীল বাষ্প নির্গত হয়..."। তখনকার পরিভাষাতে অম্লীয় অ্যালকোহল বলতে এসিডকে বোঝানো হত। লোমোনোসোভ হাইড্রোজেনই লক্ষ্য করেছিলেন, কিন্তু তখনকার বিশ্বাসকে অনুসরণ করেই তিনি একে ফ্লোজিস্টন আখ্যা দেন। এসিডে ধাতু দ্রবীভূত হলে দাহ্য বাষ্প নির্গত হয় যা ফ্লোজিস্টন হওয়ার সম্ভাবনাই বেশি এবং এটি ফ্লোজিস্টন তত্ত্ব|ফ্লোজিস্টন তত্ত্বের সাথেও সুন্দর খাপ খেয়ে গিয়েছিল। রসায়নবিদরা কখন এই দাহ্য বাতাস পর্যবেক্ষণ শুরু করেন তা নির্দিষ্ট করে বলা না গেলেও ১৭৬৬ সালে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রকে এর স্বাভাবিক সূচনা হিসেবে ধরে নেয়া যেতে পারে। জে ব্ল্যাকের অনুপ্রেরণায় প্রকাশিত সেই প্রবন্ধটির নাম ছিল "কৃত্রিম বাতাস নিয়ে পরীক্ষাসমূহ"। এ সময় ইংরেজ বিজ্ঞানী হেনরি ক্যাভেন্ডিশ আবদ্ধ গ্যাস নিয়ে বিস্তারিত গবেষণা শুরু করেন। আবদ্ধ বলতে বিভিন্ন যৌগে আবদ্ধ বোঝানো হচ্ছে, বিক্রিয়ার মাধ্যমে যৌগ থেকে তাদের মুক্ত করা যায়। দাহ্য বাতাসের বিষয়টি ক্যাভেন্ডিশ জানতেন এবং তিনিও সেখান থেকেই গবেষণা শুরু করেন। লোহা, দস্তা ও টিনের সাথে হাইড্রোক্লোরিক বা সালফিউরিক এসিডের বিক্রিয়া ঘটিয়ে বিভিন্ন সময় দাহ্য বাতাস প্রস্তুত করেন এবং সবগুলোর বৈশিষ্ট্যই এক বলে বুঝতে পারেন। তবে তিনিও এই গ্যাসগুলোকে ফ্রোজিস্টন বলে আখ্যায়িত করেন এবং সে তত্ত্বের অনুগামী থেকেই উৎপন্ন পদার্থের স্বরূপ ব্যাখ্যা করেন। জে ব্ল্যাকের দাহ্য বাতাস ও ক্যাভেন্ডিশের বদ্ধ বাতাস, সবই আগে থেকে জানা ছিল। তবে তারা একটি সারমর্ম দাড় করাতে সক্ষম হন যা রসায়ন বিজ্ঞানের অবিচ্ছেদ্য অংশ।

দাহ্য বাতাস ও বদ্ধ বাতাস উভয়ে সাধারণ বাতাস থেকে এবং একে অন্যের থেকে পৃথক ছিল। দাহ্য বাতাস অবিশ্বাস্য রকমের হালকা ছিল। আর ক্যাভেন্ডিশ আবিষ্কৃত বদ্ধ বাতাসের ভর ছিল। একে ক্যাভেন্ডিশ ফ্লোজিস্টন বলেছিলেন, অথচ ফ্লোজিস্টনের কোন ধনাত্মক ভর থাকতে পারেনা। এখানেই নিজের পূর্বতন গবেষণার সাথে তিনি বিরোধে লিপ্ত হন। ক্যাভেন্ডিশই প্রথম সাধারণ বাতাসের ঘনত্ব "১" ধরে নিয়ে দাহ্য বাতাস ও বদ্ধ বাতাসের ঘনত্ব বের করেন যাদের মান এসেছিল যথাক্রমে ০.০৯ ও ১.৫৭। আবার দাহ্য বাতাস হারানোর পর ধাতুগুলোও কিছু ভর হারায়। সেক্ষেত্রে এটিও ফ্লোজিস্টন হতে পারেনা। পরস্পর বিরোধী এসব তত্ত্বের সমাধানের জন্য ক্যাভেন্ডিশ বলেন, ফ্লোজিস্টন ও পানির মিলনের মাধ্যমে দাহ্য বাতাস উৎপন্ন হয়। বোঝাই যায়, তার সেই দাহ্য বাতাস গঠন করতে গিয়ে পরিশেষে হাইড্রোজেন উৎপাদিত হয়। ক্যাভেন্ডিশ মূলত বদ্ধ বাতাসের সাথে দাহ্য বাতাসকে যুক্ত করেছিলেন। এসবই ১৭৬৬ সালের কাহিনী।

ধাতব হাইড্রোজেন

অতি উচ্চ চাপে হাইড্রজেন ধাতুর মত আচরণ করে। বৃহস্পতি (Jupiter) ও শনি (Saturn) গ্রহের অভ্যন্তরে অনেক পরিমাণ ধাতব হাইড্রজেন আছে বলে ধারণা করা হয়।