氢

  此条目め介かい绍的是ぜ氢元素的すてき化学かがく性せい质。关于氢原子げんし的てき物理ぶつり性せい质，请见“氢原子げんし”。关于氢气分子ぶんし的てき性せい质，请见“氢气”。

氢 ₁H

氢（非金属ひきんぞく） 氦（惰性だせい气体） 锂（碱金属きんぞく） 铍（碱土金属きんぞく） 硼（类金属きんぞく） 碳（非金属ひきんぞく） 氮（非金属ひきんぞく） 氧（非金属ひきんぞく） 氟（卤素） 氖（惰性だせい气体） 钠（碱金属きんぞく） 镁（碱土金属きんぞく） 铝（贫金属きんぞく） 矽（类金属きんぞく） 磷（非金属ひきんぞく） 硫（非金属ひきんぞく） 氯（卤素） 氩（惰性だせい气体） 钾（碱金属きんぞく） 钙（碱土金属きんぞく） 钪（过渡金属きんぞく） 钛（过渡金属きんぞく） 钒（过渡金属きんぞく） 铬（过渡金属きんぞく） 锰（过渡金属きんぞく） 铁（过渡金属きんぞく） 钴（过渡金属きんぞく） 镍（过渡金属きんぞく） 铜（过渡金属きんぞく） 锌（过渡金属きんぞく） 镓（贫金属きんぞく） 锗（类金属きんぞく） 砷（类金属きんぞく） 硒（非金属ひきんぞく） 溴（卤素） 氪（惰性だせい气体） 铷（碱金属きんぞく） 锶（碱土金属きんぞく） 钇（过渡金属きんぞく） 锆（过渡金属きんぞく） 铌（过渡金属きんぞく） 钼（过渡金属きんぞく） 𨱏（过渡金属きんぞく） 钌（过渡金属きんぞく） 铑（过渡金属きんぞく） 钯（过渡金属きんぞく） 银（过渡金属きんぞく） 镉（过渡金属きんぞく） 铟（贫金属きんぞく） 锡（贫金属きんぞく） 锑（类金属きんぞく） 碲（类金属きんぞく） 碘（卤素） 氙（惰性だせい气体） 铯（碱金属きんぞく） 钡（碱土金属きんぞく） 镧（镧系元素げんそ） 铈（镧系元素げんそ） 镨（镧系元素げんそ） 钕（镧系元素げんそ） 钷（镧系元素げんそ） 钐（镧系元素げんそ） 铕（镧系元素げんそ） 钆（镧系元素げんそ） 铽（镧系元素げんそ） 镝（镧系元素げんそ） 钬（镧系元素げんそ） 铒（镧系元素げんそ） 铥（镧系元素げんそ） 镱（镧系元素げんそ） 镏（镧系元素げんそ） 铪（过渡金属きんぞく） 钽（过渡金属きんぞく） 钨（过渡金属きんぞく） 铼（过渡金属きんぞく） 锇（过渡金属きんぞく） 铱（过渡金属きんぞく） 铂（过渡金属きんぞく） 金きむ（过渡金属きんぞく） 汞（过渡金属きんぞく） 铊（贫金属きんぞく） 铅（贫金属きんぞく） 铋（贫金属きんぞく） 钋（贫金属きんぞく） 砈（类金属きんぞく） 氡（惰性だせい气体） 鍅（碱金属きんぞく） 镭（碱土金属きんぞく） 锕（锕系元素げんそ） 钍（锕系元素げんそ） 镤（锕系元素げんそ） 铀（锕系元素げんそ） 錼（锕系元素げんそ） 钸（锕系元素げんそ） 鋂（锕系元素げんそ） 锔（锕系元素げんそ） 鉳（锕系元素げんそ） 鉲（锕系元素げんそ） 鑀（锕系元素げんそ） 镄（锕系元素げんそ） 钔（锕系元素げんそ） 锘（锕系元素げんそ） 铹（锕系元素げんそ） 𬬻（过渡金属きんぞく） 𬭊（过渡金属きんぞく） 𬭳（过渡金属きんぞく） 𬭛（过渡金属きんぞく） 𬭶（过渡金属きんぞく） 鿏（预测为过渡わたり金属きんぞく） 𫟼（预测为过渡わたり金属きんぞく） 𬬭（预测为过渡わたり金属きんぞく） 鿔（过渡金属きんぞく） 鿭（预测为贫金属きんぞく） 𫓧（贫金属きんぞく） 镆（预测为贫金属きんぞく） 𫟷（预测为贫金属きんぞく） 鿬（预测为卤素もと） 鿫（预测为惰性せい气体） – ↑ 氢 ↓ 锂 – ← 氢 → 氦
外そと观
无色气体 等とう离子态下发出的てき浅あさ紫むらさき光ひかり
概がい况
名称めいしょう·符号ふごう·序じょ数すう	氢（Hydrogen）·H·1
元素げんそ类别	非金属ひきんぞく
族ぞく·周期しゅうき·区く	1·1·s
标准原子げんし质量	[1.00784, 1.00811]
电子排はい布ぬの	1s1 1 氢的电子层（1）
历史
发现	亨とおる利り·卡文迪すすむ什（1766年ねん）
命名めいめい	路みち易えき-贝尔纳·吉きち东·德とく·莫尔沃 安やす东万-罗伦·德とく·拉ひしげ瓦かわら节（1783年ねん）
物理ぶつり性せい质
物もの态	气体
密度みつど	（0 °C, 101.325 kPa） 0.08988 g/L
熔点时液体えきたい密度みつど	0.07 g·cm−3
沸点ふってん时液体えきたい密度みつど	0.07099 g·cm−3
熔点	13.99 K，−259.16 °C，−434.49 °F
沸点ふってん	20.271 K，−252.879 °C，−423.182 °F
三さん相そう点てん	13.8033 K（−259 °C），7.041 kPa
临界点てん	32.938 K，1.2858 MPa
熔化热	（H2）0.117 kJ·mol−1
汽化热	（H2）0.904 kJ·mol−1
比ひ热容	（H2）28.836 J·mol−1·K−1
蒸ふけ气压 压/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温あつし/K 15 20
原子げんし性せい质
氧化态	−1, +1 （两性氧化物ぶつ）
电负性せい	2.20（鲍林标度）
电离能のう	第だい一いち：1312.0 kJ·mol−1
共きょう价半径はんけい	31±5 pm
范德华半径はんけい	120 pm
氢的原子げんし谱线
杂项
晶あきら体からだ结构	六方ろっぽう
磁序	抗こう磁性じせい
热导率りつ	0.1805 W·m−1·K−1
声こえ速そく	1310 m·s−1
CAS号ごう	1333-74-0
同位どうい素もと
主しゅ条目じょうもく：氢的同位どうい素もと 同位どうい素もと 丰度 半はん衰おとろえ期き​（t1/2） 衰おとろえ变 方式ほうしき 能のう量りょう​（MeV） 产物 1H 99.9855% 稳定，带0粒つぶ中子なかご 2H 0.0145% 稳定，带1粒つぶ中子なかご 3H 痕あと量りょう 12.32 年とし βべーた− 0.018590 3He

氢（qīng）（英えい语：Hydrogen），是ぜ一いち种化学かがく元素げんそ，化学かがく符号ふごう为H，原子げんし序じょ数すう为1，原子げんし量りょう为7000100794000000000♠1.00794 u是これ元素げんそ周期しゅうき表ひょう中ちゅう最さい轻的元素げんそ。单原子げんし氢（H）是ぜ宇宙うちゅう中ちゅう最さい常つね见的てき化学かがく物ぶつ质，占うらない重子しげこ总质量的りょうてき75%。等とう离子态的氢是主しゅ序じょ星ぼし的てき主要しゅよう成なり份。氢的最さい常つね见同位どうい素もと是ぜ“氕”（此名称めいしょう甚少使用しよう，符号ふごう为${\ce {^1H}}$），含1个质子，不ふ含中子なかご；天然てんねん氢还含极少量しょうりょう的てき同位どうい素もと“氘”（${\ce {^2H}}$或ある${\ce {D}}$），其含1个质子こ和わ1个中子こ。

氢原子こ最早もはや在ざい宇宙うちゅう复合阶段出で现并遍へん布ぬの全ぜん宇宙うちゅう。在ざい标准温度おんど和わ压力之これ下か，氢形成けいせい双そう原子げんし分子ぶんし（俗称ぞくしょう氢气，分子ぶんし式しき为H₂），呈てい无色、无臭、无味非金属ひきんぞく气体，不具ふぐ毒性どくせい，高度こうど易えき燃もえ。氢很容易ようい和わ大部たいぶ份非金属ひきんぞく元素げんそ形成けいせい共きょう价键，所以ゆえん地球ちきゅう上じょう大部たいぶ份的氢都以分子ぶんし化合かごう物的ぶってき形がた态存在そんざい，比ひ如水みず和わ有ゆう机つくえ化合かごう物ぶつ等ひとし。氢在酸さん碱反应中ちゅう尤ゆう其重要じゅうよう，因いん为在这类反はん应中各かく种分子ぶんし须互相しょう交换质子。在ざい离子化合かごう物ぶつ中なか，氢原子げんし可か以获得とく一いち个电子成なり为氢阴离子（${\ce {H-}}$），或ある失しつ去さ一个电子成为氢阳离子（${\ce {H+}}$）。虽然在ざい一般いっぱん写うつし法ほう中ちゅう，氢阳离子就是质子，但ただし在ざい实际化合かごう物ぶつ中ちゅう，氢阳离子的てき实际结构是ぜ更さら加か复杂的てき。氢原子げんし是ぜ唯一ゆいいつ一いち个有薛定谔方程式ほうていしき解析かいせき解かい的てき原子げんし，所以ゆえん对氢原子げんし模型もけい的てき研究けんきゅう在ざい量子力学りょうしりきがく的てき发展过程中起なかおこし到いた了りょう关键的てき作用さよう。

16世せい纪，人にん们通过混合こんごう金属きんぞく和わ强酸きょうさん，首しゅ次じ制せい备出氢气。1766至いたり1781年ねん，亨とおる利り·卡文迪すすむ什第だい一次发现氢气是一种独立的物质，燃もえ烧后会かい产生水すい。元素げんそ最早もはや的てき法文ほうぶん名称めいしょう为“hydrogène”，由ゆかり古希こき腊文的てき“ὕδでるたωおめがρろー”（罗马化か：húdōr，意い为“水みず”）和かず后きさき缀“-γενής”（罗马化か：-genḗs，意い为“生成せいせい”）组成，可か理解りかい为“生成せいせい水すい的てき物ぶつ质”。日にち文ぶん翻こぼし译为“水素すいそ”。19世せい纪50年代ねんだい，英国えいこく医い生せい合ごう信しん编写《博物はくぶつ新しん编》（1855年ねん）时，把わ元素げんそ名めい翻こぼし译为“轻气”，意い旨むね“最さい轻的气体”，成なり为今天てん中ちゅう文ぶん“氢”字じ的てき来らい源げん。

氢气的てき工こう业生产主要よう使用しよう天然てんねん气的てき蒸ふけ汽重整せい过程，或ある通つう过能源げん消耗しょうもう更さら高だか的てき水みず电解反はん应。大部たいぶ份的氢气都と在ざい生なま产地点てん直接ちょくせつ使用しよう，主要しゅよう应用包括ほうかつ化石かせき燃料ねんりょう处理（如裂きれ化か反はん应）和わ氨生なま产（一般用于化肥工业）。在ざい冶金やきん学がく上うえ，氢气会かい对许多た金属きんぞく造成ぞうせい氢脆现象，使つかい运输管かん和わ储存罐かん的てき设计更さら加か复杂。

性せい质

主しゅ条目じょうもく：氢气

氢在自然しぜん界かい中ちゅう较常以氢气（双そう原子げんし氢气分子ぶんし）的てき形式けいしき存在そんざい，少数しょうすう情じょう况下会かい出で现单原子げんし的てき氢。

燃もえ烧

氢和氧在太ふと空むなし穿ほじ梭机主ぬし引擎中ちゅう燃もえ烧，在ざい最大さいだい推力すいりょく下か产生近きん乎无色しょく的てき火ひ焰

氢气是ぜ一种高度易燃的物质，只ただ要よう在ざい空そら气中体たい积比例ひれい在ざい4%和わ75%之これ间就可燃かねん烧。氢的燃もえ烧热为−286kJ/mol：

${\ce {2H2 + O2 -> 2H2O + 572}}$kJ (286 kJ/mol)

氢气与空そら气混合こんごう浓度处于4%至いたり74%时，或ある与あずか氯气混合こんごう浓度处于5%至いたり95%时，会かい形成けいせい爆ばく炸性混合こんごう物ぶつ，可か经火花はな、高温こうおん或ある阳光点てん燃もえ。氢气在ざい空そら气中的てき自じ燃もえ温度おんど为500 °C。纯氢氧混合こんごう气在ざい燃もえ烧时发出紫むらさき外がい光こう，且在氧气比例ひれい较高时，火ひ焰是无色的てき──例れい如，太ふと空むなし穿ほじ梭机主ぬし引擎的てき火ひ焰呈淡あわ蓝色，但ただし穿ほじ梭机固体こたい助じょ推器的てき火ひ焰则颜色鲜艳。正せい在ざい燃もえ烧的氢气泄漏点てん需要じゅよう火ひ焰探测器才能さいのう发现，所以ゆえん非常ひじょう危险。在ざい其他情じょう况下，氢气的てき燃もえ烧火焰呈蓝色，与あずか天然てんねん气的火ひ焰颜色しょく相似そうじ。

H₂可か以和所有しょゆう氧化性せい元素げんそ发生反はん应。氢气可か以在室温しつおん下か与あずか氯气和わ氟气自じ发产生せい剧烈反はん应，分ふん别形成けいせい氯化氢和わ氟化氢两种酸さん。

电子能のう级

主しゅ条目じょうもく：氢原子げんし

氢原子げんし模型もけい（图示不ふ按比例ひれい）

氢原子げんし的てき电子基もと态能のう级为−13.6eV，对应于波长约为91纳米的てき紫むらさき外がい线光子こうし。

用よう玻尔原子げんし模型もけい可か以很准じゅん确地计算出さんしゅつ氢原子げんし的てき各かく个能级，该模型がた假かり设电子こ围绕著ちょ中心ちゅうしん质子“公おおやけ转”，就像地球ちきゅう绕太阳公转一样。不同ふどう的てき是ぜ，电子和わ质子通どおり过电磁力りょく互相吸引きゅういん，行ぎょう星和せいわ恒星こうせい则通过重力じゅうりょく相あい吸。早期そうき量子力学りょうしりきがく假定かてい角すみ动量分立ぶんりつ原理げんり，电子和わ质子的てき距离只ただ能取のとろ特殊とくしゅ的てき数すう值，因いん此电子こ在原ありはら子中こなか也只能のう拥有特殊とくしゅ的てき能のう量りょう值。

要よう更さら准じゅん确地描述氢原子げんし，须用到いた纯量子力学りょうしりきがく理り论中的てき薛定谔方程式ほうていしき、狄拉克かつ方程式ほうていしき，甚至是ぜ费曼路みち径みち积分表ひょう述じゅつ，来らい计算电子在ざい质子周しゅう围的机つくえ率りつ密度みつど。最さい复杂的てき计算可か考こう虑到狭せま义相对论和わ真空しんくう极化效こう应。在ざい量子力学りょうしりきがく的てき氢原子げんし模型もけい中ちゅう，位い于基态的电子不ふ含任何なん角かく动量，可か见“行くだり星ぼし轨道”模型もけい与あずか事こと实情况有著ちょ根本こんぽん性的せいてき分ぶん别。

形かたち态

在ざい贝法粒子りゅうし加速器かそくき的てき液えき氢气泡室しつ观测到的てき粒子りゅうし轨迹

• 气态氢
• 液えき态氢
• 三さん相そう点てん上じょう的てき氢
• 固かた态氢
• 金属きんぞく氢

化合かごう物ぶつ

更さら多た信しん息いき：氢化合かごう物ぶつ

共きょう价及有ゆう机つくえ化合かごう物ぶつ

虽然${\ce {H2}}$在ざい标准条件下じょうけんか的てき反はん应性不ふ高こう，但ただし它却可か以和大部たいぶ份元素げんそ形成けいせい化合かごう物ぶつ。氢可以和电负性せい更さら高だか元素げんそ结合，如卤素（氟、氯、溴、碘）和わ氧，这些化合かごう物ぶつ中ちゅう的てき氢带有ゆう部ぶ份正电荷。氢与氟、氧和わ氮结合而成的てき分子ぶんし之の间可以形成けいせい氢键。这种中等ちゅうとう强度きょうど的てき非ひ共きょう价化学がく键，正せい是ぜ许多生物せいぶつ分子ぶんし能のう够稳定てい存在そんざい的てき原因げんいん。氢也可か以和电负性せい更さら低ひく的てき元素げんそ结合，如各种金属きんぞく和わ类金属きんぞく，这些化合かごう物ぶつ称しょう为氢化物ぶつ，其中氢带有ゆう部ぶ份负电荷。

氢和碳可か形成けいせい名目めいもく繁多はんた的てき化合かごう物ぶつ，称しょう为碳氢化合かごう物ぶつ，又また称たたえ烃；再さい加か上じょう各かく种杂原子げんし，所しょ能のう形成けいせい的てき化合かごう物ぶつ数量すうりょう则更大だい。由よし于这些物质和生物せいぶつ息いき息いき相しょう关，所以ゆえん统称有ゆう机つくえ化合かごう物ぶつ。有ゆう机つくえ化学かがく是ぜ对此类化学かがく物ぶつ属性ぞくせい的てき研究けんきゅう，而对有ゆう机つくえ化合かごう物ぶつ在ざい生物せいぶつ体たい中ちゅう的てき作用さよう之の研究けんきゅう，则称为生物せいぶつ化学かがく。根ね据すえ某ぼう些定义，有ゆう机つくえ化合かごう物ぶつ囊括所有しょゆう含有がんゆう碳的化合かごう物ぶつ。然しか而，大部おおぶ份有机つくえ化合かごう物ぶつ同どう时也含有がんゆう氢，而且是ぜ其中的てき碳-氢键赋予了りょう它们独特どくとく的てき化学かがく性せい质，因いん此在另一些定义中，有ゆう机つくえ化合かごう物ぶつ必须含有がんゆう碳-氢键。现在已やめ知的ちてき碳氢化合かごう物ぶつ以数百ひゃく万まん计，它们的てき合成ごうせい途と径みち一般いっぱん都と十じゅう分ふん复杂，而且很少会かい直接ちょくせつ使用しよう单质氢。

氢化物ぶつ

含氢的てき化合かごう物ぶつ有ゆう时会称しょう为氢化物ぶつ，但ただし这一用词并没有严格的定义。氢化物ぶつ一般いっぱん是ぜ氢和电负性せい更さら低ひく的てき元素げんそ结合而成，当とう中なか的てき氢呈负价，记作${\ce {H-}}$。吉よし尔伯特とく·路ろ易えき斯在ざい1916年ねん提出ていしゅつ，1族ぞく和わ2族ぞく的てき氢盐中ちゅう存在そんざい氢阴离子。1920年ねん，K. Moers通どおり过电解氢化锂（${\ce {LiH}}$），在ざい阳极提つつみ取出とりで氢气，证明氢阴离子的てき存在そんざい。由よし于氢的てき电负性せい较低，所以ゆえん“氢化物ぶつ”一いち词对于1、2族ぞく以外いがい元素げんそ的てき氢化物ぶつ并不完全かんぜん准じゅん确。2族ぞく元素げんそ氢化物ぶつ中有ちゅうう一いち个例外がい，即そく高こう聚物氢化铍（${\ce {BeH2}}$）。在ざい氢化铝锂的てき${\ce {AlH4-}}$离子中ちゅう，四个氢阴离子紧靠著铝(III)。

几乎所有しょゆう主ぬし族ぞく元素げんそ都と可か以形成けいせい氢化物ぶつ，不ふ过化种类数量すうりょう却有著ちょ巨大きょだい的てき差さ异。例れい如，已やめ知的ちてき硼氢二に元もと化合かごう物ぶつ共きょう100多た种，但ただし铝氢二元化合物却只有一种。二元にげん氢化铟还未被ひ发现，但ただし它存在そんざい于更大だい的てき铟氢配合はいごう物ぶつ中なか。

在ざい无机化学かがく中なか，氢化物ぶつ还可用作ようさく桥接配はい体たい，连接配合はいごう物ぶつ中ちゅう的てき两个金属きんぞく中心ちゅうしん。这一用途ようと在ざい13族ぞく元素げんそ配合はいごう物ぶつ中ちゅう最さい为常见，特とく别是硼烷、铝配合はいごう物ぶつ和わ碳硼烷簇むらが。

质子与あずか酸さん

更さら多た信しん息いき：酸さん碱反应

氢在氧化后きさき会かい失しつ去さ它的电子，形成けいせい氢阳离子（${\ce {H+}}$）。氢阳离子不ふ含电子こ，其原そのはら子こ核かく通常つうじょう只ただ含一个质子，所以ゆえん${\ce {H+}}$经常被ひ直接ちょくせつ称しょう为质子こ。氢阳离子是ぜ酸さん碱理论中ちゅう不可ふか或ある缺かけ的てき化学かがく物ぶつ质。酸さん碱质子こ理り论把わ酸さん、碱分ぶん别定义为质子供こども体たい和わ质子受体。

质子${\ce {H+}}$不能ふのう在ざい溶液ようえき或ある离子晶あきら体たい中ちゅう裸はだか露ろ存在そんざい，因いん为它不可避ふかひ免めん地ち会かい靠もたれ近きん其他含有がんゆう电子的てき原子げんし或ある分子ぶんし。除じょ非ひ在ざい高温こうおん等とう离子状じょう态，原子はらこ和かず分子ぶんし的てき电子云うん会かい一直附在质子的周围，质子是ぜ无法脱だつ离开来らい的てき。然しか而，人にん们常以“质子”来らい不ふ严谨地ち表示ひょうじ与あずか其他原子げんし或ある离子键合的てき氢阳离子和わ带正电荷的てき氢原子げんし，并记作さくH+
。此时写うつし“${\ce {H+}}$”，并不意味いみ著ちょ质子自由じゆう存在そんざい。

为了避免认为溶液ようえき中ちゅう存在そんざい裸はだか露ろ的てき质子，人にん们有时会把わ酸性さんせい水溶液すいようえき中ちゅう的てき阳离子こ记作${\ce {H3O+}}$，称しょう为水みず合あい氢离子こ。这其实是一种假想的情况，现实中ちゅう水分すいぶん子こ和わ氢离子こ会かい结合组成更さら接近せっきん${\ce {H9O4+}}$的てき化学かがく物ぶつ质。当とう酸さん溶液ようえき同どう时含有水ありみず和わ其他溶剂时，会かい形成けいせい其他的てき𨦡盐。

尽つき管かん在ざい地球ちきゅう上じょう十じゅう分ふん罕见，但ただし${\ce {H3+}}$离子（三さん氢阳离子，又また称たたえ质子化か分子ぶんし氢）却是宇宙うちゅう中ちゅう最さい常つね见的离子之の一いち。

同位どうい素もと

主しゅ条目じょうもく：氢的同位どうい素もと

氕放ひ电管

氘放ひ电管

氕是ぜ最さい常つね见的氢同位どうい素もと，含一个质子和一个电子。它是所有しょゆう元素げんそ中ちゅう唯ただ一不含中子的稳定同位素

氢有三种天然同位素，分ふん别为氕、氘、氚，记作${\ce {^1H}}$、${\ce {^2H}}$和わ${\ce {^3H}}$。其他不ふ稳定同位どうい素もと原子核げんしかく（${\ce {^4H}}$至いたり${\ce {^7H}}$）可か在ざい实验室しつ中ちゅう合成ごうせい，但ただし不ふ存在そんざい于自然しぜん界かい中ちゅう。

• 氕（${\ce {^1H}}$）是ぜ最さい常つね见的氢同位い素もと，丰度高だか于99.98%。氕原子げんし不ふ含中子こ，只ただ含一个质子和一个电子。
• 氘（${\ce {^2H}}$，符号ふごう为${\ce {D}}$）是ぜ氢的另一种稳定同位素，其原そのはら子こ核かく含有がんゆう一个质子和一个中子。宇宙うちゅう中ちゅう几乎所有しょゆう的てき氘皆是ぜ在ざい大だい爆ばく炸中ちゅう形成けいせい的てき，残留ざんりゅう至いたり今いま。氘无放射ほうしゃ性せい，亦また无毒性せい。含氘的てき水分すいぶん子こ称しょう为重水じゅうすい。氘以及含氘的化合かごう物ぶつ可か以在化学かがく实验及氕核かく磁共振きょうしん波は谱法溶剂中ちゅう，作さく为非放射ほうしゃ性せい标识。在ざい核かく反はん应炉中ちゅう，重水じゅうすい是ぜ一いち种中子なかご减速剂和わ冷却れいきゃく剂。氘也有ゆう潜せん力りょく成なり为商业核かく聚变反はん应的燃料ねんりょう。
• 氚（${\ce {^3H}}$，符号ふごう为${\ce {T}}$) 的てき原子核げんしかく含有がんゆう一个质子和两个中子。氚具有ぐゆう放射ほうしゃ性せい，会かいβべーた衰おとろえ变成なり氦-3，半はん衰おとろえ期き为12.32年ねん。它的放射ほうしゃ性せい可用かよう于发光颜料，例れい如夜光こう钟表等とう（表面ひょうめん玻璃はり可か阻挡其辐射しゃ）。因いん为宇宙うちゅう射しゃ线和大かずひろ气气体たい的てき相互そうご作用さよう会かい造成ぞうせい核かく嬗变，再さい加か上じょう多た次つぎ核かく武器ぶき试验的てき辐射性せい微ほろ尘，所以ゆえん自然しぜん界かい中ちゅう存在そんざい少量しょうりょう的てき氚。氚的应用包括ほうかつ：核かく聚变反はん应、同位どうい素もと地球ちきゅう化学かがく示しめせ踪剂以及自じ发光照明しょうめい器材きざい，并可在ざい化学かがく和わ生物せいぶつ学がく实验中ちゅう用作ようさく放射ほうしゃ性せい标识。

氢是唯一ゆいいつ一个同位素各自拥有不同名称的元素。在ざい放射ほうしゃ性せい研究けんきゅう的てき早期そうき，其他更さら重じゅう的てき同位どうい素もと都と有ゆう自己じこ的てき名称めいしょう，但ただし至いたり今こん仍在广泛使用しよう的てき就只剩あま下しも氘和氚。${\ce {^2H}}$和わ${\ce {^3H}}$有ゆう时会记作${\ce {D}}$和わ${\ce {T}}$，但ただし本来ほんらい对应于氕（Protium）的てき符号ふごう${\ce {P}}$，已やめ经是磷的てき元素げんそ符号ふごう，所以ゆえん不ふ再さい通用つうよう。根ね据すえ国くに际纯粹いき与あずか应用化学かがく联合会かい（IUPAC）的てき命名めいめい指ゆび引，${\ce {D}}$、${\ce {T}}$、${\ce {^2H}}$和わ${\ce {^3H}}$均ひとし可か使用しよう，其${\ce {^2H}}$和わ${\ce {^3H}}$较为适宜。

历史

发现及使用しよう

1671年ねん，罗拔·波は义耳发现铁屑くず和わ稀まれ释酸さん之これ间会发生反はん应，并产生せい气体——也就是ぜ氢气。1766年ねん，亨とおる利り·卡文迪すすむ什同どう样利用りよう金属きんぞく和わ酸さん之の间的反はん应，首しゅ次じ发现氢气是ぜ一种独立的物质，并将其命名めいめい为“易えき燃もえ气”。他た猜想，“易えき燃もえ气”就是当とう时假想かそう的てき燃もえ素もと。1781年ねん，他た又また发现该气体たい在ざい燃もえ烧后会かい生成せいせい水すい。故こ此，卡文迪すすむ什一般被后世尊为氢元素的发现者。1783年ねん，安やす东万-罗伦·德とく·拉ひしげ瓦かわら节和わ皮かわ耶尔-西にし蒙こうむ·拉ひしげ普ひろし拉ひしげ斯重じゅう复并证实了りょう卡文迪すすむ什的实验。拉ひしげ瓦かわら节为这一元素げんそ命名めいめい为“Hydrogen”，词源为希まれ腊文中なか的てき“水みず”（ὑδでるたρろーοおみくろん）和かず“创造者しゃ”（-γενής）。

安やす东万-罗伦·德とく·拉ひしげ瓦かわら节

在ざい拉ひしげ瓦かわら节的实验中ちゅう，蒸ふけ汽在一支用火烧热的铁管内流通，高温こうおん下か水分すいぶん子中こなか的てき质子会かい对铁金属きんぞく进行无氧性せい氧化反はん应，产生氢气。此反应的方程式ほうていしき如下：

${\ce {Fe + H2O -> FeO + H2}}$

${\ce {2Fe + 3H2O -> Fe2O3 + 3H2}}$

${\ce {3Fe + 4H2O -> Fe3O4 + 4H2}}$

不ふ少しょう金属きんぞく都と可か以代替だいたい铁，进行以上いじょう的てき化学かがく反はん应而产生氢气，例れい如锆。

1898年ねん，詹姆斯·杜もり瓦かわら用よう再生さいせい冷却れいきゃく法ほう及他所しょ发明的てき真空しんくう保温ほおん瓶びん，首しゅ次じ制せい成なり液えき氢。翌年よくねん，他た又また制せい成なり固体こたい氢。哈罗德とく·尤ゆう里さと于1931年ねん12月发现氘，而欧おう内ない斯特·卢瑟福ぶく、马克·奥おく利り芬特和わ保ほ罗·哈特克かつ则在1934年ねん首くび次じ制せい备出氚。尤ゆう里さと的てき研究けんきゅう小しょう组在1932年ねん发现重水じゅうすい，即そく含有がんゆう氘的水すい。1806年ねん，弗どる朗ろう斯瓦·伊い萨克·德とく·利り瓦かわら制せい造づくり了りょう第だい一部以氢氧混合物作为燃料的内燃ないねん机つくえ──德利とっくり瓦かわら引擎。爱德华·丹たん尼に尔·克かつ拉ひしげ克かつ在ざい1819年ねん发明了りょう氢气吹管すいかん。德とく贝莱纳灯和わ聚光灯とう则在1823年ねん被ひ发明。

1783年ねん，雅まさ克かつ·沙すな尔发明了りょう首くび个氢气球だま。1852年ねん，亨とおる利り·吉きち法ほう尔发明了りょう首くび个以氢气提供ていきょう升ます力りょく的てき载人飞艇。德とく国こく的てき斐迪南みなみ·冯·齐柏林りん伯爵はくしゃく大力だいりき推广了りょう这一运输工具こうぐ，他所よそ设计的てき飞船称しょう作さく齐柏林りん飞船，于1900年ねん首くび飞。飞船的てき常つね规航班はん从1910年ねん开始，到いた了りょう1914年ねん8月がつ第だい一いち次じ世界せかい大だい战之これ始はじめ已やめ搭载3万まん5千せん多た人じん，并无重大じゅうだい事故じこ。氢气飞船在ざい战时被ひ用よう于观测及轰炸。

1919年ねん，R34飞船首くび次じ不ふ停とま站横跨またが大西洋たいせいよう。常つね规客运航班はん在ざい1920年代ねんだい陆续恢复。虽然当とう时在美国びくに发现了りょう氦气储备，但ただし美国びくに政府せいふ不ふ愿すなお售卖氦气作さく运输之これ用よう。因よし此兴登堡号飞船所ところ使用しよう的てき仍然是ぜ氢气，飞船于1937年ねん5月がつ6日にち准じゅん备降落于新しん泽西州しゅう时，在ざい半はん空中くうちゅう起おこり火ひ焚烧并坠毁。整せい个事故こ经电视直播じきまき，且全程ほど被ひ拍はく摄下来らい。人ひと们最早もはや认为是ぜ泄漏的てき氢气爆ばく炸造成ぞうせい了りょう这场事故じこ，但ただし之これ后きさき的てき调查却指出で，是ぜ飞船镀铝的てき表面ひょうめん布ぬの料りょう被ひ静せい电点てん燃もえ引致いんち起おこり火ひ。

1937年ねん，第だい一部氢冷汽轮发电机在俄にわか亥い俄にわか州しゅう代だい顿投入とうにゅう使用しよう，这种发电机つくえ以氢气作为转子こ和かず定子さだこ的てき冷却れいきゃく剂。由よし于氢气的导热性せい极佳，所以ゆえん至いたり今こん仍是最さい常用じょうよう的てき发电机つくえ冷却れいきゃく剂。

1977年ねん，美国びくに海かい军的导航科技かぎ2号ごう卫星（NTS-2）搭载了りょう首くび个镍氢电池。国くに际太空そら站、2001火星かせい奥おく德とく赛号及火星かせい全ぜん球たま探さがせ勘かん者しゃ号ごう都と配はい备了镍氢电池。处于地球ちきゅう阴影部ぶ份的时候，哈勃太ふと空むなし望もち远镜也是由よし镍氢电池供きょう电的。这个电池在ざい运作19年ねん后きさき（超ちょう过设计年期き13年ねん），终于在ざい2009年ねん5月がつ被ひ更さら换下来らい。

量子りょうし理り论

氢在可か见光范围内ない的てき发射光こう谱共有きょうゆう巴ともえ耳みみ末まつ系けい的てき四よん条じょう谱线

氢是原子げんし结构最さい为简单的元素げんそ，只ただ含一个质子和わ一いち个电子。在ざい原子げんし结构模型もけい的てき发展过程中ちゅう，氢原子げんし和かず它的发射、吸收きゅうしゅう光こう谱都有ゆう著ちょ特殊とくしゅ的てき理り论价值。物理ぶつり学がく家か在ざい1925年ねん前まえ后きさき发展出で氢原子げんし的てき量子力学りょうしりきがく描述，此后氢分子ぶんし以及${\ce {H2+}}$阳离子こ又また因いん为结构简单，而成为科学かがく家か在ざい研究けんきゅう化学かがく键本ほん质时所用しょよう的てき重要じゅうよう对象。

反物たんもの质

反はん氢（${\overline {\mathrm {H} }}$）是ぜ对应于氢的てき反物たんもの质，含一个反はん质子和わ一いち个正子まさこ。截至2015年ねん，反はん氢是唯ただ一被合成过的反物质原子。

分布ぶんぷ

NGC 604是これ三角さんかく座ざ星ほし系けい中ちゅう一いち个巨大だい的てき电离氢区

氢是宇宙うちゅう中ちゅう丰度最高さいこう的てき化学かがく元素げんそ，占うらない重子しげこ总质量的りょうてき75%，原子げんし总数的てき90%以上いじょう。（不ふ过，宇宙うちゅう的てき大部たいぶ份质量りょう并不是ぜ由よし化学かがく元素げんそ物ぶつ质所组成的てき，而是有ゆう待まち进一いち步ほ了解りょうかい的てき暗くら物もの质和わ暗くら能のう量りょう。）氢是恒星こうせい和わ巨きょ行ぎょう星ほし的てき主要しゅよう成なり份之一いち，并通过质子﹣质子链反应和わ碳氮氧循环核かく聚变反はん应为恒星こうせい提供ていきょう能のう量りょう。H₂分子ぶんし云うん是これ恒星こうせい形成けいせい的てき地点ちてん。

宇宙うちゅう中ちゅう的てき氢主要よう以单原子げんし形がた态和等とう离子态存在そんざい，此两者しゃ的てき性せい质和双そう原子げんし氢分子ぶんし颇为不同ふどう。氢等离子体たい中ちゅう，电子和わ质子各自かくじ独立どくりつ，所以ゆえん电导率りつ和わ发射率りつ都と很高，这是太ふとし阳等恒星こうせい发光的てき原因げんいん。这些带电粒子りゅうし受电磁场的てき影かげ响，例れい如，太ふとし阳风会かい和わ地球ちきゅう磁层相互そうご作用さよう，产生白はく克かつ兰电流りゅう和わ极光。星ほし际物质含有がんゆう中性ちゅうせい单原子げんし氢。直ちょく到いた红移$z=4$为止，宇宙うちゅう重子しげこ密度みつど都と以阻尼あま莱曼αあるふぁ系けい统中的てき大量たいりょう中性ちゅうせい氢原子げんし为主。

在ざい地球ちきゅう上じょう的てき常つね规条件下じょうけんか，氢的单质以双原子げんし气体存在そんざい，即そく${\ce {H2}}$。但ただし由よし于质量りょう低てい，氢气比ひ其他较重的てき气体更さら容易ようい逃逸地球ちきゅう重力じゅうりょく，所以ゆえん在ざい地球ちきゅう大だい气中的てき含量极低，只ただ占うらない大だい气总体たい积的百ひゃく万まん分ふん之の1。另一方面ほうめん，氢却是ぜ地球ちきゅう表面ひょうめん丰度排はい第だい三さん的てき元素げんそ，主要しゅよう存在そんざい于碳氢化合かごう物ぶつ和水わすい等とう化合かごう物ぶつ当とう中なか。某ぼう些细菌和わ藻も类会かい释放氢气，胃い肠气中也ちゅうや含有がんゆう氢气。

星ほし际物质中的てき氢分子ぶんし经宇宙うちゅう射しゃ线的てき电离之の后きさき，会かい形成けいせい三さん氢阳离子（${\ce {H3+}}$）。这种离子也存在そんざい于木星もくせい的てき大だい气上层。在ざい太ふとし空そら的てき低温ていおん低てい密度みつど环境下か，三氢阳离子可以较稳定地存在，所以ゆえん它是宇宙うちゅう中ちゅう最さい常つね见的离子之の一いち，对星际物质的化学かがく研究けんきゅう也起到いた了りょう重要じゅうよう的てき作用さよう。中性ちゅうせい三さん原子げんし氢（${\ce {H3}}$）是ぜ一种不稳定分子，只ただ能のう在ざい激げき发状态下存在そんざい。氢分子ぶんし阳离子こ（${\ce {H2+}}$）是ぜ宇宙うちゅう中ちゅう罕见的てき分子ぶんし。

自然しぜん形成けいせい与あずか实验制せい备

参まいり见：氢气

在ざい实验室しつ中ちゅう，不ふ少しょう化学かがく反はん应都会かい释放氢气，如活泼金属きんぞく和わ酸さん的てき反はん应。工こう业生产出的てき氢可以用来らい氢化各かく种不ふ饱和物もの质。在ざい自然しぜん界かい中ちゅう，生物せいぶつ体たい的てき还原反はん应也会かい释放出ほうしゅつ氢气。

蒸ふけ汽重整せい

工こう业上，氢气可か由よし蒸ふけ汽转化か得え到いた，但ただし在ざい转化之の前まえ，需要じゅよう先さき经过脱硫だつりゅう步ふ骤：

${\ce {CH4 + H2O <=> CO + 3H2}}$

${\ce {CO + H2O <=> CO2 + H2}}$

热化学がく反はん应

能のう分ぶん离水的てき热化学がく循环过程共有きょうゆう200多た种，其中可か以从水すい和わ热量直接ちょくせつ产生氢气和わ氧气的てき过程包括ほうかつ：氧化铁循环、氧化铈(IV)-氧化铈(III)循环、锌-氧化锌循环、硫碘循环、铜氯循环、混合こんごう硫循环等等とう，都みやこ有ゆう待まち进一いち步ほ研究けんきゅう。多た个国家こっか都と有ゆう实验室しつ著ちょ力りょく研究けんきゅう可か以从太ふとし阳能和水わすい生成せいせい氢气的てき热化学がく方法ほうほう。

无氧腐蚀作用よう

在ざい无氧条件下じょうけんか，铁和わ合成ごうせい钢会かい被ひ水分すいぶん子中こなか的てき质子缓慢氧化，而水则会还原成分せいぶん子こ氢。在ざい铁的无氧腐蚀过程ほど中ちゅう，首しゅ先さき形成けいせい的てき是ぜ氢氧化か亚铁（${\ce {Fe(OH)2}}$，又また称たたえ绿锈）：

${\ce {Fe + 2H2O -> Fe(OH)2 + H2}}$

水分すいぶん子中こなか的てき质子再さい对氢氧化亚铁进行无氧性せい氧化反はん应，产生磁铁矿（${\ce {Fe3O4}}$）和かず分子ぶんし氢，是ぜ为西にし科か尔反应：

${\ce {3Fe(OH)2 -> Fe3O4 + 2H2O + H2}}$

磁铁矿晶体たい的てき热力学がく稳定性せい比ひ氢氧化か亚铁高だか。

在ざい缺かけ氧地下水ちかすい和わ位い于地下水ちかすい台だい以下いか具ぐ还原性せい的てき土壤どじょう中ちゅう，铁和钢就是ぜ经过这一反应受无氧侵蚀的。

蛇へび纹石化か反はん应

在ざい地底ちてい深ふか处缺乏けつぼう大だい气氧气的环境下か，铁橄榄石晶あきら格かく中ちゅう的てき矽酸铁会受到水分すいぶん子中こなか的てき质子的てき无氧性せい氧化，产生氢气，这叫蛇へび纹石化か作用さよう。除じょ了りょう氢气以外いがい，反はん应还会かい产生磁铁矿（${\ce {Fe3O4}}$）和わ石英せきえい（${\ce {SiO2}}$）：

${\ce {3Fe2SiO4 + 2H2O -> 2Fe3O4 + 3SiO2 +2H2}}$

以上いじょう反はん应和氢氧化か二铁的无氧腐蚀过程（西にし科か尔反应）十分じゅうぶん相似そうじ。

变压器き

在ざい变压器き会かい产生的てき各かく种故障こしょう气体中ちゅう，氢气是ぜ最さい常つね见的一いち种，在ざい大部たいぶ份故障こしょう情じょう况下都会とかい形成けいせい。所以ゆえん，探さがせ测到氢气，意味いみ著ちょ变压器き可能かのう出で现了严重的てき问题。

应用

氢气可用かよう于石化か或ある矿物加工かこう，如加氢脱烷基反はん应、加か氢脱硫だつりゅう反はん应和裂きれ化か反はん应等。它也可か以用作さく工こう业辅助すけ物ぶつ质及能のう量りょう载体。氢作为能量りょう载体目前もくぜん已やめ经有了りょう初期しょき应用，如氢动力りょく汽车、核かく聚变发电技わざ术等。

生物せいぶつ过程

某ぼう些类型がた的てき无氧代だい谢反はん应会产生氢气。会かい释出氢气的てき微生物びせいぶつ一般以含铁或含镍的氢化酶作さく为催化か剂，进行以下いか的てき可逆かぎゃく氧化还原反はん应：

${\ce {H2 <=> 2H+ +2e-}}$

在ざい丙へい酮酸盐发酵成水すい的てき过程中ちゅう，还原当とう量りょう（任にん何なん在ざい氧化还原反はん应中可か转移单个电子的てき化学かがく物ぶつ）转移时会产生氢气。生物せいぶつ体内たいない氢的自然しぜん产生和わ消耗しょうもう称しょう为氢循环。

所有しょゆう光和こうわ生物せいぶつ所ところ进行的てき光ひかり反はん应都会とかい把わ水すい分解ぶんかい成なり质子、电子和わ氧气。在ざい某ぼう些生物ぶつ中ちゅう，如莱茵衣ころも藻も和わ蓝绿藻も等ひとし，演えんじ化か出で了りょう“暗くら反はん应”的てき第だい二に阶段：质子和わ电子通どおり过叶かのう绿体的てき特殊とくしゅ氢化酶还原はら成しげる氢气。一些科学家正在研究用基因改造方法，使つかい水藻すいそう和わ蓝绿藻も的てき氢化酶在有ゆう氧环境さかい下か也能高だか效こう合成ごうせい氢气。

安全あんぜん

主しゅ条目じょうもく：氢安全あんぜん

氢
危险性せい
GHS危险性せい符号ふごう
GHS提示ていじ词	Danger
H-术语	H220
P-术语	P202, P210, P271, P403, P377, P381
NFPA 704	4 0 0
若わか非ひ注ちゅう明あかり，所有しょゆう数すう据すえ均ひとし出自しゅつじ标准状じょう态（25 ℃，100 kPa）下した。

氢在不ふ同情どうじょう况下都会とかい对人体じんたい造成ぞうせい危险。与あずか空むなし气混合こんごう时，氢气会かい轻易燃もえ烧和爆ばく炸，而纯氢气则会使し人じん窒息ちっそく。液えき氢的温度おんど极低，所以ゆえん和わ其他低温ていおん液体えきたい一样有一定的危险性，比ひ如会引致いんち冻伤。氢气可か以溶解ようかい在ざい多た种金属ぞく之の中なか，除じょ了りょう可能かのう的てき泄漏以外いがい，氢气还会造成ぞうせい金属きんぞく的てき氢脆现象，引致いんち材料ざいりょう爆裂ばくれつ。泄漏到いた空むなし气中的てき氢气无色无味，且可以自燃もえ，产生高温こうおん但ただし几乎不可ふか见的火ひ焰，因いん此有意外いがい灼伤的てき可能かのう性せい。

氢的许多性せい质都受到了りょう其自旋异构体（正せい氢和仲なか氢）比例ひれい的てき影かげ响。不ふ少数しょうすう据すえ所しょ描述的てき是ぜ处于平衡へいこう态的氢气，但ただし氢气有ゆう时需要よう几天乃至ないし几周的てき时间才ざい会かい达致平衡へいこう，所以ゆえん它的安全あんぜん数すう据すえ可能かのう和わ现实中ちゅう的てき氢气有ゆう所しょ差さ别。另外，容器ようき的てき形状けいじょう，也会大だい大影おおかげ响氢气的爆ばく炸临界かい温度おんど和わ压力。

参まいり见

• 质子
• 反はん氢
• 氢的同位どうい素もと
• 第だい1周期しゅうき元素げんそ
• 零れい号ごう元素げんそ
• 氦
• 氕
• 氘
• 氚
• 氢气

延伸えんしん阅读

• Chart of the Nuclides 17th. Knolls Atomic Power Laboratory. 2010 [2016-01-08]. ISBN 978-0-9843653-0-2. （原始げんし内容ないよう存そん档于2016-01-10）. 
• Ferreira-Aparicio, P; Benito, M. J.; Sanz, J. L. New Trends in Reforming Technologies: from Hydrogen Industrial Plants to Multifuel Microreformers. Catalysis Reviews. 2005, 47 (4): 491–588. doi:10.1080/01614940500364958. 
• Newton, David E. The Chemical Elements. New York: Franklin Watts. 1994. ISBN 0-531-12501-7. 
• Rigden, John S. Hydrogen: The Essential Element. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press. 2002. ISBN 0-531-12501-7. 
• Romm, Joseph, J. The Hype about Hydrogen, Fact and Fiction in the Race to Save the Climate. Island Press. 2004. ISBN 1-55963-703-X. 
• Scerri, Eric. The Periodic System, Its Story and Its Significance. New York: Oxford University Press. 2007. ISBN 0-19-530573-6. 

外部がいぶ链接

• 元素げんそ氢在洛らく斯阿拉ひしげ莫斯国家こっか实验室しつ的てき介かい绍（英文えいぶん）
• EnvironmentalChemistry.com —— 氢（英文えいぶん）
• 元素げんそ氢在ざいThe Periodic Table of Videos（诺丁汉大学がく）的てき介かい绍（英文えいぶん）
• 元素げんそ氢在Peter van der Krogt elements site的てき介かい绍（英文えいぶん）
• WebElements.com – 氢（英文えいぶん）
• Basic Hydrogen Calculations of Quantum Mechanics（量子力学りょうしりきがく有ゆう关氢原子げんし的てき基もと础计算ざん）
• Hydrogen （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆） at The Periodic Table of Videos（诺丁汉大学がく）
• High temperature hydrogen phase diagram （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）（高温こうおん氢相图）
• Wavefunction of hydrogen （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）（氢原子げんし的てき波なみ函数かんすう）