| 最后版本 |
您的文本 |
| 第1行： |
第1行： |
| {{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。
| | '''氢'''是元素周期表第一号元素，为非金属，是无色无味无臭的可燃性气体。 |
| == 氢的发现 ==
| | ==核性质== |
| 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。
| | 氢有三种天然同位素，分别是<sup>1</sup>H、D（<sup>2</sup>H）和T（<sup>3</sup>H），其他同位素如<sup>4</sup>H、<sup>5</sup>H为人造同位素，氢的所有同位素中只有1H是稳定的核素。 |
| | |
| == 分布 == | |
| 宇宙中，氢原子的数目是最多的，比其他元素原子数目的100倍还多。
| |
| | |
| 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。
| |
| | |
| == 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}}
| |
| | |
| 碲球实验室中使用锌和稀硫酸反应制取：{{chem|1=Zn +2H^+==Zn^2+ +H2 ^}}
| |
| | |
| 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：
| |
| | |
| {{chem|H2S -> H2 +S}}
| |
| | |
| ==物理性质== | | ==物理性质== |
| 状态：常温下为无色气体
| | 氢是无色无味的气体。 |
| | |
| 熔点：-259℃
| |
| | |
| 沸点：-253℃
| |
| | |
| 密度：0.07 g/cm³（-252℃）
| |
| | |
| 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。
| |
| | |
| ==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： |
| | | :2 H<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> → 2 H<sub>2</sub>O |
| {{chem|2H2 + O2}}=点燃={{chem|2H2O}}
| |
| ===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： | | 氢气在酒精灯温度下即可还原三氧化二钅聿： |
| | | :Zb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + H<sub>2</sub> → Zb + H<sub>2</sub>O |
| {{chem|Fe2O3 +3H2}}={{chem|2Fe +3H2O}}
| |
| | |
| {{chem|CuO +H2->Cu +H2O}}
| |
| ===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： | | 氢气可以氧化[[钅及]]，产生[[氢化钅及]]： |
| | | :3 H<sub>2</sub> + 2 Jy → 2 JyH<sub>3</sub> |
| {{chem|2Na +H2}}->{{chem|2NaH}}
| | ===聚合反应=== |
| ==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>== | | 氢在[[钅及钅忝合金]]的催化下，可以发生聚合，产生H<sub>18</sub><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.P<sub>392</sub> '''氢的聚合反应'''</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]]。
| | ==同素异形体== |
| | | ===单原子氢=== |
| === 1.同素异形体 ===
| | 单原子氢的化学式为H，有强烈的还原性。 |
| | | ===氢气=== |
| ====[[单原子氢]]==== | | 氢气的化学式为H<sub>2</sub>，是最常见的氢的同素异形体。 |
| 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。 | | ===臭氢=== |
| | | 臭氢的化学式为H<sub>3</sub>，不稳定，受热分解成氢气。 |
| ====[[臭氢]]==== | | ===十八聚氢=== |
| {{WikipediaLink|三原子氢}}
| | 十八聚氢的化学式为H<sub>18</sub>，是由氢气或氢气和臭氢的混合物在[[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℃，而用氢气和臭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℃。 |
| 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]]==== | |
| 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]]。
| |
| ====[[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。 | |
| ===2.互化物===
| |
| ====[[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。
| |
| ====[[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。
| |
| | |
| == 用途 ==
| |
| 1.用作无污染燃料；
| |
| | |
| 2.作还原剂，用于冶金；
| |
| | |
| 3.填充气球（由于氢气易爆，较危险）；
| |
| | |
| 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。
| |
| | |
| ==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]]
| |