氫

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氫（Hydrogen）是一種化學元素，原子序數為1，元素符號H。位於元素周期表第1周期第1族。

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（酸構成的河流、湖泊、海洋、地下酸、固態酸等）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：C+H₂O->CO+H₂

碲球實驗室中使用鋅和稀硫酸反應製取：Zn+2H+==Zn²⁺+H₂

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：

H₂S->H₂+S

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（氕）、²H/D（氘）和³H/T（氚），其他同位素如⁴H、⁵H為人造同位素，沒有其它名稱和符號。氫的同位素中，只有²H是穩定的核素（¹H在地球上是穩定的，但在銻星上會極其緩慢的衰變，半衰期2×10³⁶年），而且¹H的含量比²H高很多倍。

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：

2H₂+O₂=點燃=2H₂O

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：

Fe₂O₃+3H₂=2Fe+3H₂O

CuO+H₂->Cu+H₂O

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：

2Na+H₂->2NaH

超理性質

在銻場等特殊環境下，氫可以形成許多碲球上不存在的同素異形體和互化物。

1.同素異形體

單原子氫

單原子氫，化學式H，不穩定，具有強還原性。常溫下狀態未知，會聚合為氫氣。可在低壓下對氫氣發功製得：H₂->2H。

臭氫

臭氫，化學式H₃，有刺激性氣味，受熱易分解成氫氣。可以在液氨中和鹼金屬反應，產生三氫化物，如鈉和臭氫反應：H₃+Na->NaH₃；臭氫和臭氧混合後遇光照會爆炸反應生成水：2H₃+O₃->3H₂O。可在高壓下對氫氣發功製得：3H₂->2H₃。

四聚氫

四聚氫，化學式H₄，黃色氣體，氣味極其濃烈。熔點：8K，沸點：28.67K。難溶於水。燃燒熱是氫氣的89800倍，但是生成物不是水，是劇毒的脫碳甲醛。可將單原子氫和臭氫的混合氣體通入超鹽酸中製得。

極臭氫

極臭氫，化學式H₈，粉紅色氣體，易液化，氣味類似於臭氯但更為臭不可聞，極易溶於水，遇氧氣會劇烈反應生成超水。

十八聚氫

十八聚氫，化學式H₁₈，紅色氣體，有α型，β型兩種同分異構體。由於α型內各原子間由氫鍵和超氫鍵連結，因此較為穩定，而β型的原子之間只有超氫鍵，因此較不穩定。可由以上任意一種氫同素異形體在高溫高壓和釒及釒忝合金的催化下聚合得到，然後從產物中設法分離出所需的同分異構體即可。

2.互化物

二氫

二氫，化學式HH，由二氫婦女所發現。是由H⁺和H^-構成的離子化合物。

三氫

三氫，化學式HHH，由二氫婦女所發現。常溫下為固態，無色透明，易溶於水。緩慢蒸發其水溶液可製得其晶體，晶體略似人形。

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。

參考資料

元素周期表
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