ஐதரசன்
ஐதரசன் (Hydrogen, ஹைட்ரஜன்) அல்லது நீரியம், நீரகம் (இலத்தீன்: hydrogenium)
என்பது தனிம
முறை அட்டவணையில் H என்ற தனிமக் குறியீடும் அணு
எண் 1 உம் உடைய ஒரு வேதித் தனிமம் ஆகும். இதனைத் தமிழில் நீரதை, நீரியம், நீரசம் ஆகிய தமிழ்ச் சொற்களாலும் குறிப்பர். ஐதரசனானது, சீர்நிலை வெப்ப அழுத்தத்தில், நிறமற்ற, சுவையற்ற, மணமற்ற, எளிதில் தீப்பிடிக்கக்கூடிய வளிமம் ஆகும். இத்தனிமம் மாழையல்லா (உலோகமற்ற) வகையைச் சேர்ந்தது. இது ஒற்றை இயைனியப் (univalent) பண்பும், இரண்டு நீரிய அணுக்கள் இணைந்து, ஈரணு (H2) வடிவு கொள்ளும் பண்பும் கொண்ட தனிமம் ஆகும்.
நீரியம், இந்த அண்டத்தில் கிடைக்கும் வேதித்தனிமங்கள் யாவற்றிலும் எடை குறைவானதும், கூடிய அளவு கிடைக்கக்கூடியதும் ஆகும். பூமியில் எரிமலை உமிழ் வளிமங்களிலும்,பாறை உப்புப் படிவங்களிலும் நீரியம் தனித்துக் காணப்படுகிறது. புவி வளிமண்டலத்தில் மில்லியனில் 0.5 பங்கு என்ற அளவில் செழுமை பெற்றுள்ளது. ஆர்கான், நியான்,ஈலியம், கிரிப்டான் போன்ற மந்த வளிமங்களைக் காட்டிலும் குறைவாகவே உள்ளது. பூமியின் மேலோட்டுப் பகுதியில் 1 விழுக்காடும் நீர்மண்டலத்தில் 10.82 விழுக்காடும் நீரியம் சேர்ந்துள்ளது. அண்டத்தின் 75%
தனிமத் திணிவு நீரியத்தாலானது. அதாவது, அண்டப் பெருவெளியில், நாள்மீன்கள் போன்ற யாவும் உள்ளடக்கிய பேரண்டத்தில் உள்ள பொருள்களில் 75% ஐதரசன் தான் இருப்பதாகக் கணித்துள்ளார்கள். இது நீர், அனைத்து உயிரகச் (organic) சேர்மங்கள், (கூண்டு மூலக்கூறுகளாகிய பக்மினிசிட்டர் புல்லரீன் (buckminsterfullerene) போன்ற விதிவிலக்குகள் தவிர்த்து) மற்றும் அனைத்து உயிரினங்களிலும் இடம் பெற்றுள்ளது. விலங்கினங்கள், தாவரங்களில் நீர் முக்கிய மூலப்பொருளாக இருப்பதால், ஹைட்ரஜனின் சேர்மானம் இல்லாத உயிரினமே இல்லை எனலாம். கார்பனுடன் சேர்ந்து எண்ணிலா கரிம வேதிப்பொருட்களை ஹைட்ரஜன் தந்துள்ளது.
இது வேதியியல் வினைவழி பெரும்பாலான பிற தனிமங்களுடன் வினையாற்றவல்லது. ஐதரசன்அம்மோனியா உண்டாக்காகவும், எடைகுறைவானதால் காற்றில் மேலுந்தும் வளிமமாகவும், தானுந்துபோன்ற ஊர்திகளுக்கு மாற்று எரிபொருளாகவும், எரிபொருள் கலன்களுக்கான வளிமமாகவும் பயன்படுகின்றது.
வரலாறு
தனிம அட்டவணையில் முதலாவதாக இருப்பது ஹைட்ரஜனாகும். இது தனிமங்களுள் லேசானது,வளிம நிலையில் உள்ளது. கிரேக்க நாட்டில் பாராசெல்சஸ்(Paracelsus)என்பவர் 16-ஆம் நூற்றாண்டிலேயே ஹைட்ரஜனைக் கண்டறிந்திருந்தாலும் பிற எரியக் கூடிய வளிமங்களுடன் குழம்பிப் போயிருந்தார். 1671 ஆம் ஆண்டில், ராபர்ட் பாயில் என்பவரால் ஐதரசன் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது 1766 இல் ஹென்றி காவெண்டிஷ் (Henry Cavendish) என்பவர் முதன் முதலாக ஐதரசனின் பண்புகளை அறிந்து தெரியப்படுத்தினார். இதை எரி வளிமம்(highly combustible) எனக் குறிப்பிட்டார். அந்துவான் இலவாய்சியர் இதற்கு ஹைட்ரஜன் என்று பெயரிட்டார். ‘ஹைட்ரோ’ என்றால் கிரேக்க மொழியில் நீர் என்றும் 'ஜன்' என்றால் ’உண்டாக்குதல்’ என்றும் பொருள். ஹைட்ரஜன் ஆக்ஜிசனுடன் சேர்ந்து நீரை உண்டாக்குவதால் அதற்கு இப்பெயர் வைக்கப்பட்டது.
உற்பத்தி
பல வழிமுறைகள் மூலம் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யலாம். நீரை மின்னாற் பகுக்க எதிர் மின் வாயில் ஹைட்ரஜனும், நேர் மின் வாயில் ஆக்சிஜனும் கிடக்கின்றன. வினைத் திறம் மிக்க சோடியம்,பொட்டாசியம் போன்ற கார உலோகங்கள் குளிர் நீரிலிருந்து ஹைட்ரஜனை வெளியேற்றுகின்றன. ஆனால் சோடியமும், பொட்டாசியமும் நீரில் மிதப்பதாலும், வேதி வினை தீவிரமாக இருப்பதாலும் அதிலிருந்து பயனீட்ட முடிவதில்லை. ஆனால் சோடியத்தை பாதரசத்தில் கரைத்து அமால்கமாக்கி (Amalgam)நீரிலிட்டால், அது அமிழ்ந்து போவதுடன் வினையும் மெதுவாக நிகழ்கிறது. இதிலிருந்து வெளிப்படும் ஹைட்ரஜனை சேகரித்துப் பயன்படுத்த முடியும். கால்சியத்தையும் இதற்குப் பயன்படுத்தி ஹைட்ரஜனைப் பெறலாம். துத்தநாகம், மக்னிசியம் அல்லது இரும்பு இவற்றுடன் நீர்த்த ஹைட்ரோ குளோரிக் அல்லது கந்தக அமிலத்தை சேர்த்து வினை புரிய வைத்து ஹைட்ரஜனை ஆய்வுக் கூடத்தில் பெறுகிறார்கள்.[15]
பண்புகள்
ஹைட்ரஜன் வளிமம் மணமற்றது, சுவையற்றது, நிறமற்றது. இது மிகவும் இலேசானது. இதன் அணு மிகவும் எளிமையான கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இதன் அணுக் கருவில் ஒரே ஒரு நேர் மின்னூட்டம் கொண்ட புரோட்டான் மட்டும் உள்ளது. மின்னூட்டமற்ற நியூட்ரான் இல்லாத ஒரே ஒரு தனிமம் ஹைட்ரஜன் என்று கூறலாம். புரோட்டானைச் சுற்றி ஒரு எதிர் மின்னூட்டம் கொண்டஎலெக்ட்ரான் ஒரு வட்டப் பாதையில் இயங்கி வருகிறது. ஹைட்ரஜனின் எளிமையான கட்டமைப்பு, அண்டத்தில் இதன் செழுமை மிக அதிகமாக இருப்பதற்குக் காரணமாக அமைகிறது. அண்டவெளியில் ஹைட்ரஜன் 93 விழுக்காடு உள்ளது. சூரியன் மற்றும் விண்மீன்களில் இதன் பங்கு முக்கியமானது. அதில் ஹைட்ரஜனே முதல் மற்றும் முக்கியமான அணு எரிபொருளாக(atomic fuel) உள்ளது.
அண்டத்தில் மிகுந்திருக்கும் ஹைட்ரஜன் பூமியில் குறைவாக இருப்பதற்குக் காரணம் அதன் வெப்ப இயக்க ஆற்றலால் பெறும் இயக்க வேகம், தப்புதல் வேகத்தை (escape velocity ) விட அதிகமாக இருப்பது தான். சனி, வியாழன் போன்ற பெரிய கோள்களில் ஈர்ப்புக் கவர்ச்சி அதிகம். அதனால் அவற்றின் வளி மண்டலத்தில் ஹைட்ரஜன் கூடுதலாக உள்ளது. மேலும் தாழ்ந்த வெப்ப நிலையும் உயரளவு அழுத்தமும் இருப்பதால் இந்த ஹைட்ரஜன் உறைந்து கோளின் உட்புறத்தில் உலோக ஹைட்ரஜனாக (Metallic hydrogen)இருக்கிறது என்றும் கண்டறிந்துள்ளனர். உலோக ஹைட்ரஜன் மீக்கடத்தும் தன்மைப் பெற்றுள்ளது என்பதால் அது பற்றிய ஆய்வு முக்கியமானதாகக் கருதப்படுகிறது
H - என்ற வேதிக் குறியீட்டுடன் கூடிய ஹைட்ரஜனின் அணு எண் 1,அணு நிறை 1.008,அடர்த்தி ௦.089 கிகி /க.மீ.இதன் உறை நிலையும்,கொதி நிலையும்முறையே 13.95 மற்றும் 20.35 K ஆகும். சாதாரண சூழலில் ஹைட்ரஜன் வளிமம் ஈரணு மூலக் கூறுகளால் ஆனது. இதை H 2 என்று குறிப்பிடுவர்.
இது மிகவும் எளிதாக தீப் பற்றி எரியக் கூடியது என்பதால் கவனமாகக் கையாளவேண்டும். காற்றில் எரியும் போது, அதிலுள்ள ஆக்சிஜனுடன் வீரியமாக இணைந்து நீராக மாறுகிறது. அப்போது பெருமளவு ஆற்றல் வெளிப்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் மிகச் சிறிதளவே நீரில் கரைகிறது. பெரும்பாலான அலோகங்கள்(non-metals) மற்றும் சில உலோகங்களுடன் சேர்ந்து ஹைட்ரைடுகளைக்(hydrides ) தருகிறது. ஆக்சிஜன்-ஹைட்ரஜன் கலந்த கலவைக்கு நெருப்பூட்டினால் வெடிக்கிறது. புளூரினுடன் (Fluorine) இணையும் போது இருட்டில் கூட வெடிக்கிறது. குளோரினுடன், சாதாரண வெப்ப நிலையிலும் புரோமின், அயோடின், ஆக்சிஜன், கந்தகம் ஆகியவற்றுடன் உயர் வெப்ப நிலையிலும் இது நிகழ்கிறது. பழுக்கச் சூடுபடுத்தப்பட்ட கார்பனுடன் சேந்து சிறிதளவு மீத்தேனை உண்டாக்குகின்றது. ஹைட்ரஜன் சேர்மங்களில் உள்ள ஆக்சிஜனைப் பிரித்து அதனுடன் இணைவதால் இது ஒரு ஆக்சிஜனீக்கி(Oxidising agent) எனக் கூறப்படுகிறது.
