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释义

氢qin g

周期表中第一号元素,符号H。德国医生兼科学家帕拉塞尔斯在16世纪上半叶发现。1776年H.卡文迪什查明了氢气性质并指出它和其他气体的差异。A.L.拉瓦锡在1783年第一个用水制得了氢气,并证明水是氢和氧的化合物。因此氢的英文名称 hydrogenium取自北希腊文 hydor (水) 和genes (源),意即“水之源”。氢有3种同位素,分别为11H,21D和31T。是宇宙中最丰富的元素,星球内氢核聚变是辐射能量的来源,是供给地球上生物生存的最大能源。
氢同其他元素的原子相互化合时,可以失去价电子,形成+1价的氢离子,其具有很大的离子势,易于同其他原子或分子结合在一起,在水溶液中,氢离子总是同水分子结合成水合氢离子; 也可获得一个电子,形成氢负离子,它具有较大的离子半径(208pm),仅能存在于离子型氢化物晶体中,具有很强的还原性,遇水等含氢正离子的物质,很易成氢分子放出; 通常氢与电负性不太大的非金属元素原子化合时,形成共价单键,除氢分子外,均为极性共价键,在许多配合物中,氢也可与金属原子形成共价键。此外氢原子可以镶嵌到许多过渡金属的晶格空隙之中,形成一类非整比化合物; 在某些缺电子化合物和过渡金属配合物中存在着氢桥键; 在强极性键的共价氢化物中还可以形成分子间或分子内氢键。
单质氢是双原子分子,是无色无臭的气体,沸点为-252.72℃,标准状况下密度为0.089 87kg·L-1,是所有气体中密度最小、最轻的气体,可以填充氢气球,但易于着火。将氢气进行深度冷冻并加压,可液化,液态氢的低温可将氦以外的其他气体变成固体。液态氢在-259.16℃时可转变为透明固体。氢微溶于水,但氢可被某些金属 (如钯、铂) 吸附。被吸附后的氢气有很强的化学活泼性,因为它在某种程度上被离子化或活化了。氢分子键能较高 (432kJ·mol-1),不易解离,常表现出较大的化学稳定性,加热时能参加许多化学反应。具有可燃性,氢与氧混合气爆呜范围很广,氢含量在7%~92%间,氢与空气体积比在4.1%~75%、氢与氯气体积比在3.5%~97%都可组成爆呜气,在使用时必须进行纯度的检验。氢氧吹管可能达到2727℃的高温,氢氧焰可用来“切割”金属板。电弧的高温可使氢发生解离转变成原子氢,其寿命很短 (约半秒钟),很快又结合成氢分子,这时释放出大约436kJ·mol-1的热量。当原子氢在金属表面相结合时,所释放的结合能可使金属表面达到4000℃的高温,这就是原子氢焰,可用于焊接高熔点金属。原子氢呈现出比氢分子还强的还原性,能直接同锗、锡、砷、锑、硫等单质化合成氢化物,还能把某些金属氧化物、卤化物,甚至某些含氧酸盐还原。氢可以和许多金属氧化物、卤化物等在加热的情况下发生反应,显示出还原性,可用于制取高纯金属,但对于能吸附氢的金属不宜采用。在适当温度及催化条件下,氢可和一氧化碳合成一系列有机化合物,也可使不饱和烃加氢,转变成饱和烃。
氢气可用多种方法来制取,实验室用活泼金属与稀酸反应; 工业上用红热焦煤或白煤与水蒸气反应,或电解饱和食盐水,或从天然气或裂解石油气来获取; 用电解水法可制高纯氢; 用硅或两性金属与碱反应可得到野外工作所需要的少量氢气; 盐型氢化物水解,产生氢气的速度极快,可用于海上救险。
氢气是重要的工业原料,又是未来的能源。作为新能源受到普遍重视,有两个特点,一是燃烧时释放大量的热,二是燃烧产物只是水,不会给大气带来污染。氢作为能源必须解决氢的产生、氢的储运及氢的利用三方面的问题。用液氢做超音速飞机的燃料,飞行速度可达4828 km·h-1以上。

一种化学元素。化学符号H。在一般情况下为无色、无味、无臭气体。1766年由H.卡文迪许发现。1769年A.L.拉瓦锡证明为一种单质并命名。在温度-252℃和压力12.5 MPa下可液化为无色的液体氢。液体氢减压并快速蒸发可得固体氢。氢在地壳中含量为1%。在大气中仅占1/1000万。氢多以化合物形式存在,是水和有机物的主要组分之一。氢有3种同位素:氢1(氢)、氢2(氘)、氢3(氚)。氢在石油炼制和化学工业中用得最多,可作为还原剂,是有发展前途的清洁能源。1999年美国生产氢12.9×109m3,石油炼制和化学工业共约占80%以上。日本电子工业用氢高达40%。中国生产的氢,90%用于化工和石油炼制。

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更新时间:2025/9/28 22:21:09