氢元素

氢是一种化学元素，在元素周期表中位于第一位。它的原子是所有原子中最小的。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭，极易燃烧的由双原子分子组成的气体，氢气是最轻的气体。

中文名：氢

外文名：H ydrogen 拼音：qīng 化学符号：H

原子质量：1.00794u 原子序数：1

【物质状态】：气态

【元素在太阳中的含量（%）】：75 【地壳中含量】：（%）1.5

【大气含量】：0.0001 %

【质子质量】：1.673E-27 【质子相对质量】：1.00794 【所属周期】：1

【所属族数】：IA

【摩尔质量】：1g/mol

【氢化物】：无

【氧化物】：H₂O

【最高价氧化物】：H₂O

原子属性

【外围电子排布】：1s1 【核外电子排布】：1

【电子层】：K

【原子量】:1.00794

【熔化热】：0.05868 kJ/mol

化学键键能(KJ/mol)

H-H454

H-F566

H-Cl431 H-Br366

符号质

子

数

中

子

数

原子质量单位(u)半衰期

原子核

自旋

丰度丰度的变化率

1H101.00782503207(10)稳定[>2.8×1023

年]

1/2+0.999885(70)0.999816-0.999974

2H112.0141017778(4)稳定1+0.000115(70)0.000026-0.000184 3H12 3.0160492777(25)12.32(2) 年1/2+

4H134.02781(11)1.39(10)×10-22 s [4.6(9) MeV]

2-

5H145.03531(11)>9.1×10-22 s(1/2+)

6H156.04494(28)2.90(70)×10-22 s [1.6(4) MeV]

2-#

7H167.05275(108)#2.3(6)×10-23# s [20(5)# MeV]

1/2+#

备注：画上#号的数据代表没有经过实验的证明，只是理论推测而已，而用括号括起来的代表数据不确定性。

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。在整个宇宙中，按原子百分数来说，氢却是最多的元素。据研究，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。

工业制法

水煤气法：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g）=（催化剂）=CO2（g）+H2（g）

除此之外，还有电解法、烃裂解法、烃蒸气转化法等。

实验室制法

锌与稀硫酸反应（中学课本标准实验室制法）

若用盐酸，制得的氢气中可能会混有氯化氢气体（HCl），因为稀盐酸也有一定的挥发性。

金属若用铁或镁，反应速率会影响实验观察效果。

其他制法

2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+H2↑

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

不同的氢气生产方法有不同的固定投资额和边际成本。制氢的能源和燃料可以来自多种来源例如天然气、核能、太阳能、风力、生物燃料、煤矿、其他化石燃油、地热。(以下以全美国汽车都改为氢气的假设为计算单位)