锑星百科

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{{包含非超理内容}}{{真实存在|氢}}'''氢'''（Hydrogen）是一种化学[[元素]]，原子序数为1，元素符号H。位于元素周期表第1周期第1族。
{{WikipediaLink|氢}}
 
'''氢（hydrogen）'''是一种化学[[元素]]，原子序数为1，元素符号H。
 
== 氢的发现 ==
== 氢的发现 ==
碲球上，氢气早在16世纪就被人注意到，但长期没有科学家对其进行研究。1766年，地球科学家卡文迪许无意中制得了氢气，并发现燃烧后的产物是[[一氧化二氢|脱碳甲醛]]。但他受燃素说影响，未能确认这种气体是一种新元素。直到1787年，地球科学家拉瓦锡才正式确认氢元素。
碲球上，氢气早在16世纪就被人注意到，但长期没有科学家对其进行研究。1766年，地球科学家卡文迪许无意中制得了氢气，并发现燃烧后的产物是[[一氧化二氢|脱碳甲醛]]。但他受燃素说影响，未能确认这种气体是一种新元素。直到1787年，地球科学家拉瓦锡才正式确认氢元素。
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在碲球大气中，氢气的含量很少，只占2000000分之一。但由于碲球上[[一氧化二氢]]无处不在，碲球上氢元素的含量很高。
在碲球大气中，氢气的含量很少，只占2000000分之一。但由于碲球上[[一氧化二氢]]无处不在，碲球上氢元素的含量很高。


在[[锑星]]上，虽然锑星大气不含氢，而是由氮气和氟气等组成，但由于酸体（酸构成的河流、湖泊、海洋、地下酸、固态酸等）众多，而酸和[[一酸科化二氢]]等物质中中含有大量的氢元素，所以锑星上氢的含量也很高。
在[[锑星]]上，虽然锑星大气不含氢，而是由氮气和氟气等组成，但由于[[酸体]]众多，而酸和[[一酸科化二氢]]等物质中中含有大量的氢元素，所以锑星上氢的含量也很高。


== 制取 ==
== 制取 ==
碲球工业生产中利用高温下的水煤气变换制取：{{chem|C +H2O -> CO +H2}}
碲球工业生产中利用高温下的水煤气变换制取：<chem>C +H2O -> CO +H2</chem>


碲球实验室中使用锌和稀硫酸反应制取：{{chem|1=Zn +2H^+==Zn^2+ +H2 ^}}
碲球实验室中使用锌和稀硫酸反应制取：<chem>Zn +2H+ ->Zn^2+ +H2 ^</chem>


此外，开发新型催化剂，利用太阳能光解水制取氢气是目前碲球科学研究的一大热点。
此外，开发新型催化剂，利用太阳能光解水制取氢气是目前碲球科学研究的一大热点。


锑星上，可以通过对绝大多数带有H（如铪[Hf]、氦[He]、甚至光子[hν]）的物质发功，或者对氢化合物发功制氢气（但一般选择杂质不为气体的反应，以便于分离产物），如：
锑星上，可以通过对绝大多数带有H（如Hs、He）的物质发功，或者对氢化合物发功制氢气（但一般选择杂质不为气体的反应，以便于分离产物），如：


{{chem|H2S -> H2 +S}}
<chem>H2S -> H2 +S</chem>


==物理性质==
==物理性质==
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相对原子质量：1.00794
相对原子质量：1.00794


同位素：氢有三种天然同位素，分别是<sup>1</sup>H（氕）、<sup>2</sup>H/D（[[氘]]）和<sup>3</sup>H/T（[[氚]]），其他同位素如<sup>4</sup>H、<sup>5</sup>H为人造同位素，没有其它名称和符号。氢的同位素中，只有<sup>2</sup>H是稳定的核素（<sup>1</sup>H在地球上是稳定的，但在锑星上会极其缓慢的衰变，半衰期2×10<sup>36</sup>年），而且<sup>1</sup>H的含量比<sup>2</sup>H高很多倍。
同位素：氢有三种天然同位素，分别是<sup>1</sup>H（最常见）、<sup>2</sup>H（D）和<sup>3</sup>H（T），其他同位素如<sup>4</sup>H、<sup>5</sup>H为人造同位素，氢的同位素中只有<sup>1</sup>H和<sup>2</sup>H是稳定的核素。


==化学性质==
==化学性质==
===可燃性===
===可燃性===
氢气可以在氧气中燃烧，放出大量热，生成淡蓝色火焰和水：
氢气可以在氧气中燃烧，放出大量热，生成淡蓝色火焰：


{{chem|2H2 + O2}}=点燃={{chem|2H2O}}
<chem>2H2 + O2 -> 2H2O</chem>
===还原性===
===还原性===
氢气在酒精灯加热下即可还原氧化铁和氧化铜，生成对应的金属单质：
氢气在酒精灯加热下即可还原氧化铁和氧化铜：


{{chem|Fe2O3 +3H2}}={{chem|2Fe +3H2O}}
<chem>Fe2O3 +3H2->2Fe +3H2O</chem>


{{chem|CuO +H2->Cu +H2O}}
<chem>CuO +H2->Cu +H2O</chem>
===氧化性===
===氧化性===
氢气在高温高压条件下可以氧化金属钠，生成氢化钠：
氢气在高温高压条件下可以氧化金属钠，产生氢化钠：


{{chem|2Na +H2}}->{{chem|2NaH}}
<chem>2Na +H2->2NaH </chem>
==超理性质<ref name="zmybk">《赵明毅化学》.锑星第二出版社.赵明毅 主编.第一卷 氢、稀有气体.</ref>==
==超理性质<ref name="zmybk">《赵明毅化学》.锑星第二出版社.赵明毅 主编.第一卷 氢、稀有气体.</ref>==
在锑场等特殊环境下，氢可以形成许多碲球上不存在的同素异形体和[[互化物]]。


=== 1.同素异形体 ===
=== 1.同素异形体 ===


====[[单原子氢]]====
====单原子氢====
单原子氢，化学式{{chem|H}}，不稳定，具有强还原性。常温下状态未知，会聚合为氢气。可在低压下对氢气[[发功]]制得：H<sub>2</sub>->2H。
单原子氢的化学式为H，不稳定有强烈的还原性。常温下为灰色固体，80℃以上会变为氢气。


====[[臭氢]]====
可对氢气发功制得：<chem>H2->2H</chem>
{{WikipediaLink|三原子氢}}
臭氢，化学式{{chem|H3}}，有刺激性气味，受热易分解成氢气。可以在液氨中和碱金属反应，产生三氢化物，如钠和臭氢反应：{{chem|H3 + Na ->NaH3}}；臭氢和臭氧混合后遇光照会爆炸反应生成水：{{chem|2H3+O3}}->{{chem|3H2O}}。可在高压下对氢气[[发功]]制得：{{chem|3H2}}->{{chem|2H3}}。
====[[四聚氢]]====
四聚氢，化学式{{chem|H4}}，黄色气体，气味极其浓烈。熔点：8K，沸点：28.67K。难溶于水。燃烧热是氢气的89800倍，但是生成物不是水，是剧毒的[[一氧化二氢|脱碳甲醛]]。可将单原子氢和臭氢的混合气体通入[[超盐酸]]中制得。


====[[极臭氢]]====
==== 三原子氢 ====
极臭氢，化学式{{chem|H8}}，粉红色气体，易液化，气味类似于[[臭氯]]但更为臭不可闻，极易溶于水，遇氧气会剧烈反应生成[[超水]]。
三原子氢虽然[[碲球]]人可制得，但在超理环境下才稳定，在非超理环境下会放出电子成为三氢阳离子。
 
三原子氢的化学式为H<sub>3</sub>，受热分解成氢气。
 
可以在液氨中和碱金属反应，产生三氢化物，如钠和三原子氢反应：<chem>H3 + Na ->NaH3</chem>
 
三原子氢和臭氧混合后经过光照即可爆炸，产生氢氧自由基：<chem>H3 +O3 ->[hv] 3OH</chem>
====[[十八聚氢]]====
====[[十八聚氢]]====
十八聚氢，化学式{{chem|H18}}，红色气体，有α型，β型两种同分异构体。由于α型内各原子间由氢键和[[超氢键]]链接，因此较为稳定，而β型的原子之间只有[[超氢键]]，因此较不稳定。可由以上任意一种氢同素异形体在高温高压和[[钅及钅忝合金]]的催化下聚合得到，然后从产物中设法分离出所需的同分异构体即可。
十八聚氢的化学式为H<sub>18</sub>，是由氢气或氢气和三原子氢的混合物在[[钅及钅忝合金]]的催化下聚合得到的。用氢气制得的十八聚氢为α型，α-H<sub>18</sub>内各原子由[[氢键]]和[[超氢键]]链接，因此熔点较高，其熔点为-7.5℃，沸点为47℃，而用氢气和三原子氢混合物制得的十八聚氢为β型，之间只有[[超氢键]]链接，熔点为15℃，沸点为51℃。
====四聚氢====
H<sub>4</sub>，黄色气体，味道极其浓烈。熔点：8K，沸点：28.67K，易溶于水。点燃放热是氢气的89800倍，但是生成物不是水，是剧毒的[[一氧化二氢|脱碳甲醛]]。
 
====极臭氢====
H<sub>20</sub>，粉红色气体，味道臭不可闻，极易溶于水，在空气中剧烈反应生成超水。
 
===2.互化物===
===2.互化物===
====[[氢氢酸]]====
超强酸，[[超理教材|超理课本]]有介绍。
====[[二氢]]====
====[[二氢]]====
二氢，化学式{{chem|HH}}，由[[二氢妇女]]所发现。是由H<sup>+</sup>和H<sup>-</sup>构成的离子化合物。
HH,由[[二氢妇女]]所发现。
====[[三氢]]====
====[[三氢]]====
三氢，化学式{{chem|HHH}}，由[[二氢妇女]]所发现。常温下为固态，无色透明，易溶于水。缓慢蒸发其水溶液可制得其晶体，晶体略似人形。
HHH,由[[二氢妇女]]所发现。
 
====其他====
氕化氘、氕化氚、氘化氚、氚氮氚、氘氘氚等。


== 用途 ==
== 用途 ==
第78行： 第93行：
2.作还原剂，用于冶金；
2.作还原剂，用于冶金；


3.填充气球（由于氢气易爆，较危险）；
3.填充气球；


4.在超理反应中，可提供字母H，且不引入杂质字母，是常用的超理试剂。
4.在超理反应中，提供字母H，且不引入杂质，是常用的超理试剂。{{元素周期表简表}}


==参考资料==
==参考资料==
<references/>
<references/>


{{元素周期表简表}}
 
[[Category:元素]]
[[Category:元素]]
[[Category:非金属]]
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