氢 

氫 1H
氫(非金屬) 氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬) 鈹(鹼土金屬) 硼(類金屬) 碳(非金屬) 氮(非金屬) 氧(非金屬) 氟(鹵素) 氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬) 鎂(鹼土金屬) 鋁(貧金屬) 矽(類金屬) 磷(非金屬) 硫(非金屬) 氯(鹵素) 氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬) 鈣(鹼土金屬) 鈧(過渡金屬) 鈦(過渡金屬) 釩(過渡金屬) 鉻(過渡金屬) 錳(過渡金屬) 鐵(過渡金屬) 鈷(過渡金屬) 鎳(過渡金屬) 銅(過渡金屬) 鋅(過渡金屬) 鎵(貧金屬) 鍺(類金屬) 砷(類金屬) 硒(非金屬) 溴(鹵素) 氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬) 鍶(鹼土金屬) 釔(過渡金屬) 鋯(過渡金屬) 鈮(過渡金屬) 鉬(過渡金屬) 鎝(過渡金屬) 釕(過渡金屬) 銠(過渡金屬) 鈀(過渡金屬) 銀(過渡金屬) 鎘(過渡金屬) 銦(貧金屬) 錫(貧金屬) 銻(類金屬) 碲(類金屬) 碘(鹵素) 氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬) 鋇(鹼土金屬) 鑭(鑭系元素) 鈰(鑭系元素) 鐠(鑭系元素) 釹(鑭系元素) 鉕(鑭系元素) 釤(鑭系元素) 銪(鑭系元素) 釓(鑭系元素) 鋱(鑭系元素) 鏑(鑭系元素) 鈥(鑭系元素) 鉺(鑭系元素) 銩(鑭系元素) 鐿(鑭系元素) 鎦(鑭系元素) 鉿(過渡金屬) 鉭(過渡金屬) 鎢(過渡金屬) 錸(過渡金屬) 鋨(過渡金屬) 銥(過渡金屬) 鉑(過渡金屬) 金(過渡金屬) 汞(過渡金屬) 鉈(貧金屬) 鉛(貧金屬) 鉍(貧金屬) 釙(貧金屬) 砈(類金屬) 氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬) 鐳(鹼土金屬) 錒(錒系元素) 釷(錒系元素) 鏷(錒系元素) 鈾(錒系元素) 錼(錒系元素) 鈽(錒系元素) 鋂(錒系元素) 鋦(錒系元素) 鉳(錒系元素) 鉲(錒系元素) 鑀(錒系元素) 鐨(錒系元素) 鍆(錒系元素) 鍩(錒系元素) 鐒(錒系元素) 鑪(過渡金屬) 𨧀(過渡金屬) 𨭎(過渡金屬) 𨨏(過渡金屬) 𨭆(過渡金屬) 䥑(預測為過渡金屬) 鐽(預測為過渡金屬) 錀(預測為過渡金屬) 鎶(過渡金屬) 鉨(預測為貧金屬) 鈇(貧金屬) 鏌(預測為貧金屬) 鉝(預測為貧金屬) 鿬(預測為鹵素) 鿫(預測為惰性氣體)




n
外觀
無色氣體

等離子態下發出的淺紫光
概況
名稱·符號·序數氫(Hydrogen)·H·1
元素類別非金屬
·週期·1·1·s
標準原子質量1.008
电子排布1s1
1
氫的电子層(1)
氫的电子層(1)
歷史
發現亨利·卡文迪什[1][2](1766年)
命名安東萬-羅倫·德·拉瓦節[3](1783年)
物理性質
物態氣體
密度(0 °C, 101.325 kPa
0.08988 g/L
熔点時液體密度0.07 g·cm−3
沸点時液體密度0.07099 g·cm−3
熔点13.99 K,−259.16 °C,−434.49 °F
沸點20.271 K,−252.879 °C,−423.182 °F
三相点13.8033 K(−259 °C),7.041 kPa
臨界點32.938 K,1.2858 MPa
熔化热(H2)0.117 kJ·mol−1
汽化热(H2)0.904 kJ·mol−1
比熱容(H2)28.836 J·mol−1·K−1
蒸氣壓
壓/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
溫/K 15 20
原子性質
氧化态−1, +1
兩性氧化物)
电负性2.20(鲍林标度)
电离能第一:1312.0 kJ·mol−1
共价半径31±5 pm
范德华半径120 pm
氫的原子谱线
雜項
晶体结构六方
磁序抗磁性[4]
熱導率0.1805 W·m−1·K−1
聲速1310 m·s−1
CAS号1333-74-0
同位素
主条目:氫的同位素
同位素 丰度 半衰期t1/2 衰變
方式 能量MeV 產物
1H 99.9855% 穩定,帶0粒中子
2H 0.0145% 穩定,帶1粒中子
3H 痕量 12.32  β 0.018590 3He

qīng(英語:Hydrogen),是一種化學元素化學符號H原子序數为1,原子量1.00794 u元素週期表中最輕的元素。單原子氫(H)是宇宙中最常見化學物質,佔重子總質量的75%[8][註 1]等離子態的氫是主序星的主要成份。氫的最常見同位素是「」(此名稱甚少使用,符號為),含1個質子,不含中子;天然氫還含極少量的同位素「」(),其含1個質子和1個中子。

氫原子最早在宇宙復合階段出現並遍佈全宇宙。在標準溫度和壓力之下,氫形成雙原子分子(俗稱氫氣分子式為H2),呈無色、無臭、無味非金屬氣體,不具毒性,高度易燃。氫很容易和大部份非金屬元素形成共價鍵,所以地球上大部份的氫都以分子的形態存在,比如有機化合物等,但由于地球引力过小,无法留住氢气,故地球上不存在自然的氢气。氫在酸鹼反應中尤其重要,因為在這類反應中各種分子須互相交換質子。在離子化合物中,氫原子可以獲得一個電子成為氫陰離子),或失去一個電子成為氫陽離子)。雖然在一般寫法中,氫陽離子就是質子,但在實際化合物中,氫陽離子的實際結構是更為複雜的。氫原子是唯一一個有薛定諤方程式解析解的原子,[9]所以對氫原子模型的研究在量子力學的發展過程中起到了關鍵的作用。

16世紀,人們通過混合金屬和強酸,首次製備出氫氣。1766至1781年,亨利·卡文迪什第一次發現氫氣是一種獨立的物質[10],燃燒後會產生水。1783年安東萬-羅倫·德·拉瓦節根據這一性質,將其命名為「Hydrogen」,以希臘文的「水」(hydro)與「產生」(genes)合成,意為「生成水的物質」,日文也翻譯為「水素」,即「生成水的元素」。19世纪50年代,英国医生合信编写《博物新编》(1855年)时,把元素名翻译为“轻气”,意旨「最輕的氣體」,成為今天中文「氫」字的來源。[11][12]

氫氣的工業生產主要使用天然氣的蒸汽重整過程,或通過能源消耗更高的水電解反應[13]。大部份的氫氣都在生產地點直接使用,主要應用包括化石燃料處理(如裂化反應)和生產(一般用於化肥工業)。在冶金學上,氫氣會對許多金屬造成氫脆現象[14],使運輸管和儲存罐的設計更加複雜[15]

  1. ^ Hydrogen. Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry. Wylie-Interscience: 797–799. 2005. ISBN 0-471-61525-0. 
  2. ^ Emsley, John. Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. 2001: 183–191. ISBN 0-19-850341-5. 
  3. ^ Stwertka, Albert. A Guide to the Elements. Oxford University Press. 1996: 16–21. ISBN 0-19-508083-1. 
  4. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds (PDF). CRC Handbook of Chemistry and Physics 81st. CRC Press. (原始内容 (PDF)存档于2012-01-12). 
  5. ^ Conventional Atomic Weights 2013页面存档备份,存于互联网档案馆). Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
  6. ^ Standard Atomic Weights 2013页面存档备份,存于互联网档案馆). Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
  7. ^ Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; Holleman, Arnold Frederick. Inorganic chemistry. Academic Press. 2001: 240 [2016-01-03]. ISBN 0123526515. (原始内容存档于2015-05-12). 
  8. ^ Palmer, D. Hydrogen in the Universe. NASA. 1997-09-13 [2008-02-05]. (原始内容存档于2014-10-29). 
  9. ^ Laursen, S.; Chang, J.; Medlin, W.; Gürmen, N.; Fogler, H. S. An extremely brief introduction to computational quantum chemistry. Molecular Modeling in Chemical Engineering. University of Michigan. 2004-07-27 [2015-05-04]. (原始内容存档于2015-05-20). 
  10. ^ Presenter: Professor Jim Al-Khalili. Discovering the Elements. Chemistry: A Volatile History. 25:40 记录于. 21 January 2010 [2010-04-14]. BBC. BBC Four. (原始内容存档于2010-01-25). 
  11. ^ 李海. 化学元素的中文名词是怎样制定的. 化学教学. 1989, (3): 032 [2016-01-09]. (原始内容存档于2016-01-28). 
  12. ^ 袁振东; 张锦. 论中国化学教育的起源. 化学教育. 2011, 32 (12): 89–92 [2016-01-09]. doi:10.3969/j.issn.1003-3807.2011.12.032. (原始内容存档于2016-01-25). 
  13. ^ Hydrogen Basics — Production. Florida Solar Energy Center. 2007 [2008-02-05]. (原始内容存档于2018-10-22). 
  14. ^ Rogers, H. C. Hydrogen Embrittlement of Metals. Science. 1999, 159 (3819): 1057–1064. Bibcode:1968Sci...159.1057R. PMID 17775040. doi:10.1126/science.159.3819.1057. 
  15. ^ Christensen, C.H.; Nørskov, J. K.; Johannessen, T. Making society independent of fossil fuels — Danish researchers reveal new technology. Technical University of Denmark. 2005-07-09 [2015-05-19]. (原始内容存档于2015-05-21). 


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