氢

注意：本頁面包含非超理內容，請注意鑑別。

氫（hydrogen）是一種化學元素，原子序數為1，元素符號H。

氫的發現

碲球上，氫氣早在16世紀就被人注意到，但長期沒有科學家對其進行研究。1766年，地球科學家卡文迪許無意中製得了氫氣，並發現燃燒後的產物是脫碳甲醛。但他受燃素說影響，未能確認這種氣體是一種新元素。直到1787年，地球科學家拉瓦錫才正式確認氫元素。

分布

宇宙中，氫原子的數目是最多的，比其他元素原子數目的100倍還多。

在碲球大氣中，氫氣的含量很少，只占2000000分之一。但由於碲球上一氧化二氫無處不在，碲球上氫元素的含量很高。

在銻星上，雖然銻星大氣不含氫，而是由氮氣和氟氣等組成，但由於酸體眾多，而酸和一酸科化二氫等物質中中含有大量的氫元素，所以銻星上氫的含量也很高。

製取

碲球工業生產中利用高溫下的水煤氣變換製取：<chem>C +H2O -> CO +H2</chem>

碲球實驗室中使用鋅和稀硫酸反應製取：<chem>Zn +2H+ ->Zn^2+ +H2 ^</chem>

此外，開發新型催化劑，利用太陽能光解水製取氫氣是目前碲球科學研究的一大熱點。

銻星上，可以通過對絕大多數帶有H（如鉿[Hf]、氦[He]、甚至光子[hν]）的物質發功，或者對氫化合物發功制氫氣（但一般選擇雜質不為氣體的反應，以便於分離產物），如：

<chem>H2S -> H2 +S</chem>

物理性質

狀態：常溫下為無色氣體

熔點：-259℃

沸點：-253℃

密度：0.07 g/cm³（-252℃）

相對原子質量：1.00794

同位素：氫有三種天然同位素，分別是¹H（最常見）、²H（D）和³H（T），其他同位素如⁴H、⁵H為人造同位素。氫的同位素中，¹H和²H是穩定的核素。

化學性質

可燃性

氫氣可以在氧氣中燃燒，放出大量熱，生成淡藍色火焰和水：

<chem>2H2 + O2 -> 2H2O</chem>

還原性

氫氣在酒精燈加熱下即可還原氧化鐵和氧化銅，生成對應的金屬單質：

<chem>Fe2O3 +3H2->2Fe +3H2O</chem>

<chem>CuO +H2->Cu +H2O</chem>

氧化性

氫氣在高溫高壓條件下可以氧化金屬鈉，生成氫化鈉：

<chem>2Na +H2->2NaH </chem>

超理性質

1.同素異形體

單原子氫

單原子氫的化學式為H，不穩定，有強烈的還原性。常溫下為灰色固體，80℃以上會變為氫氣。

可對氫氣發功製得：<chem>H2->2H</chem>

三原子氫

三原子氫雖然碲球人可製得，但在存在銻場的環境下才穩定，在沒有銻場時會放出電子成為三氫陽離子。

三原子氫的化學式為H₃，受熱分解成氫氣。

可以在液氨中和鹼金屬反應，產生三氫化物，如鈉和三原子氫反應：<chem>H3 + Na ->NaH3</chem>

三原子氫和臭氧混合後經過光照即可爆炸，產生氫氧自由基：<chem>H3 +O3 ->[hv] 3OH</chem>

十八聚氫

十八聚氫的化學式為H₁₈，是由氫氣或氫氣和三原子氫的混合物在釒及釒忝合金的催化下聚合得到的。用氫氣製得的十八聚氫為α型，α-H₁₈內各原子由氫鍵和超氫鍵鏈接，因此熔點較高，其熔點為-7.5℃，沸點為47℃，而用氫氣和三原子氫混合物製得的十八聚氫為β型，之間只有超氫鍵鏈接，熔點為15℃，沸點為51℃。

四聚氫

H₄，黃色氣體，味道極其濃烈。熔點：8K，沸點：28.67K，易溶於水。點燃放熱是氫氣的89800倍，但是生成物不是水，是劇毒的脫碳甲醛。

極臭氫

H₂₀，粉紅色氣體，味道臭不可聞，極易溶於水，在空氣中劇烈反應生成超水。

2.互化物

氫氫酸

超強酸，超理課本有介紹。

二氫

HH，由二氫婦女所發現。

三氫

HHH，由二氫婦女所發現。

其他

氕化氘、氕化氚、氘化氚、氚氮氚、氘氘氚等。

用途

1.用作無污染燃料；

2.作還原劑，用於冶金；

3.填充氣球（由於氫氣易爆，較危險）；

4.在超理反應中，可提供字母H，且不引入雜質字母，是常用的超理試劑。

元素周期表
<tabber>複數周期= 序數 -i i 2i 3i 4i 5i 更多 元素 M 鉾Sb Ch 釒廠Sb Dc 釒屌Sb Six 䃤Sb Hon 鉷Sb Zh 磚Sb ...Sb