氢（Hydrogen），元素符号为H，是元素周期表的第一号元素，位于第一周期第ⅠA族，在地壳中的含量为0.152%（第十），相对原子质量为1，具有氕（H）、氘（D）、氚（T）三种自然同位素，分别占总量的99.98%、0.016%、0.004%7。

氢元素组成的单质是世界上最轻的气体——氢气（H2），无色无味，易燃易爆。0 ℃和1 atm下，氢气的密度约为空气的1/14，仅为0.089 g/L（空气为1.29 g/L），是已知的密度最小的气体，具有良好的导热性和扩散性，燃烧产物仅为水，被广泛应用于人工降雨、氢气球、金属切割或焊接、燃料等领域7。

发展历史

早在十六世纪，瑞士的一名医生就发现了氢气。他说：“把铁屑投到硫酸里，就会产生气泡，像旋风一样腾空而起。”他还发现这种气体可以燃烧。然而他是一位著名的医生，病人很多，没有时间去做进一步的研究。

十七世纪时又有一位医生发现了氢气。但那时人们认为不管什么气体都不能单独存在，既不能收集，也不能进行测量。这位医生认为氢气与空气没有什么不同，很快就放弃了研究。

最先把氢气收集起来并进行认真研究的是在1766年英国的一位化学家亨利·卡文迪许。

卡文迪许非常喜欢化学实验，有一次实验中，他不小心把一个铁片掉进了盐酸中，他正在为自己的粗心而懊恼时，却发现盐酸溶液中有气泡产生，这个情景一下子吸引了他。他又做了几次实验，把一定量的锌和铁投到充足的盐酸和稀硫酸中（每次用的硫酸和盐酸的质量是不同的），发现所产生的气体量是固定不变的。这说明这种新的气体的产生与所用酸的种类没有关系，与酸的浓度也没有关系10。

卡文迪许用排水法收集了新气体，他发现这种气体不能帮助蜡烛的燃烧，也不能帮助动物的呼吸，如果把它和空气混合在一起，一遇火星就会爆炸。卡文迪许经过多次实验终于发现了这种新气体与普通空气混合后发生爆炸的极限。他在论文中写道：如果这种可燃性气体的含量在9**.**5%以下或65%以上，点火时虽然会燃烧，但不会爆炸。

随后不久他测出了这种气体的比重，接着又发现这种气体燃烧后的产物是水，无疑这种气体就是氢气了。卡文迪许的研究已经比较细致，他只需对外界宣布他发现了一种新元素并给它起一个名称即可，但卡文迪许受“燃素说”的影响坚持认为水是一种元素，拒绝承认无意中发现一种新元素。

后来拉瓦锡听闻此事，便重复卡文迪许的实验，认为水不是一种元素而是氢和氧的化合物，并于1787年正式提出“氢”是一种元素，因为氢燃烧后的产物是水，便用拉丁文把它命名为“水的生成者”1。

资源分布

在地球上和地球大气中只存在极稀少的游离状态氢。在地壳里，如果按质量计算，氢只占总质量的1%，而如果按原子百分数计算，则占17%。

氢在自然界中分布很广，水便是氢的“仓库”——氢在水中的质量分数为11%；泥土中约有1**.**5%的氢；石油、天然气、动植物体也含氢。在空气中，氢气倒不多，约占总体积的一千万分之五。

在宇宙中，若按原子百分数计算，氢却是最多的元素，在太阳的大气中，按原子百分数计算，氢占81**.**75%，在宇宙空间中，氢原子的数目比其他所有元素原子的总和约大100倍1。

理化性质

物理性质

|| || 氢的物理性质

注：① 开氏温度K = 273.15 + 摄氏温度℃；② 摄氏温度℃ = 5/9×(华氏温度℉ - 32)；③ 15~34号数据源于Aspen Plus V14的PURE-28物性数据库。

此外，氢气的摩尔定压热容随温度在273 K~3800 K范围内的变化关系可用关于温度的二次函数表示9。

Cp,m = a + bT + cT2

其中，系数a、b、c分别为26.88、4.347、-0.3265，量纲分别为kJ·kmol-1·K-1、10-3kJ·kmol-1·K-2、10-6kJ·kmol-1·K-3。

此外，氢具有良好的扩散性和导热性，因为氢分子间引力较小，导致熔沸点非常低（难液化），若使用液态空气将氢气冷却、压缩，再使其膨胀可将氢气液化。因此，H2的储存一般是压缩至钢瓶（绿色）以便取用7。

|| || 室温下氢气在常见溶剂下的溶解度

化学性质

（01）失去价电子：氢原子失去它的1s 电子就形成H+离子，实际上就是氢原子核或质子。质子半径（~1.5×10-13 cm）比氢原子半径（~0.5×10-8 cm）要小许多倍，使质子有相对很强的正电场，能使同它相邻的原子或分子强烈地变形。因此，除了气态的质子流外，并不存在自由的质子。它总是同别的原子或分子结合在一起而存在，例如在酸性水溶液中的氢离子永远是水合氢离子H3

来源: 百度百科

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