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Hydrogen electron shell.svg
氢原子的电子层排布

元素名称

氢,hydrogen,水素

元素符号

H

原子序数

1

原子序数1的元素,氢的元素符号为H,属于非金属元素。氢在元素周期表中位于第一周期ⅠA族。氢原子核内有1个质子;核外有1个电子;氢的三种天然同位素氕(1H)、氘(2H或D)、氚(3H或T)的原子核内分别有0个、1个、2个中子。氢的相对原子质量是1.00794,是元素周期表中最轻的元素,中文里早期对氢气的翻译即为“轻气”。氢元素的常见化合价为+1价、0价和-1价。氢的密度为0.089888kg/m3,熔点为-259.14℃,沸点为-252.87℃,氢气的爆炸极限为4.1%~74.2%。

性质

氢元素容易形成双原子分子H2,常温下是无色无臭的气体,称为氢气。氢气易燃烧,氢气在氧气中燃烧氢气和氧气百合方程式为:

2H2+O2══点燃2H2O

由于氢气在氧气中燃烧生成水,故氢元素在日本、朝鲜和韩国又称为“水素”(水素すいそ水素수소);英语中氢元素的单词“hydrogen”词源的意思也是“生成水的物质”。

制备

在化学实验室里,通常用较活泼的金属与弱氧化性的酸反应来制取氢气,例如用锌和稀硫酸反应制取氢气锌和稀硫酸百合召唤氢气的方程式[1]为:

Zn+H2SO4══ZnSO4+H2

同位素

氢共有七种已知的同位素。其中三种为天然同位素:氕(1H)、氘(2H或D)、氚(3H或T);四种为实验室用VOCALOID合成的同位素:氢-4(4H)、氢-5(5H)、氢-6(6H)和氢-7(7H)。自然界中99.98%以上的氢都是氕,0.01%左右为氘,只有极少数为氚。氚有放射性,会发生β衰变成为氦-3,半衰期为12.43年。另外氢-4.1(4.1H)结构类似于,但性质与氢相近,通常也被认为是氢的同位素。

用途

  • 氢能是一种清洁能源,氢气可做燃料。
  • 氢气可以用来做还原剂,还原某些物质,例如氢气还原氧化铜的方程式为:
CuO+H2══Cu+H2O
  • 即使气球里面应该冲进氦气,但是很多广场小贩为了节约成本冲进氢气。虽然可以充进气球里给熊孩子玩(无误),但是容易发生燃烧,如果气球内混入了一定量氧气,甚至会爆炸。
  • 氢的同位素氚可以用来制造氢弹。(请不要亲自尝试)
超理
注意
赵明毅的凝视
以下内容含有超理成分,请自行判断正误!
发功时切记大喊反应条件:
赵明毅
  • 氢的同位素氘可与金属合成一种高效农药氘氘钒(化学式为DDV)。
  • 氢的同位素氘和氚反应,可以合成另一种农药氘氘氚(化学式为DDT)。
  • 氢的同位素氚可与元素合成一种烈性炸药氚氮氚(化学式为TNT)。
  • 根据唐代诗人、化学家李贺的诗句“天若有情天亦老”,氢可作为Tennessine zh.svg转化为的催化剂,反应的方程式如下:
Ts══H2Rh
这种操作可以避免Tennessine zh.svg元素快速衰变,便于研究其性质。不过也有诗句考据党认为李贺诗中提到的“情”指的应该是有机物〔(CN)2〕;也有考据党认为诗中提到的是Tennessine zh.svg与氢或氰反应,而不是氢或氰作为催化剂。不过以上所有说法都未经证实,因为Tennessine zh.svg元素的半衰期实在太短了。

画廊

元素周期表
  ⅠA ⅡA   ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅧB ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1  
2  
3  
4  
5  
6
7 𬬻 𬭊 𬭳 𬭛 𬭶 𫟼 𬬭 𫓧 𫟷
碱金属 碱土金属 镧系元素 锕系元素 过渡金属 主族金属 半金属 非金属 卤族元素 稀有气体 性质不明
〔相关音乐作品:元素周期表之歌(洛天依)元素周期表之歌(初音未来、镜音双子)The Elements
  1. 人教版初中化学书指定氢气制取方法
  2. 图片来自紫铭_的元素周期表拟人
  3. 图片来自萌化学
  4. 新刊JP 『元素周期 萌えて覚える化学の基本』
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