氢(Hydrogen)的性质
2019-08-24

地壳中蕴藏最丰富的元素是氧,而宇宙中含量最丰富的元素是氢,氢大约佔据宇宙质量的75%。自然界中,氢元素的分布也是十分广泛,不过大多存在于化合物中,如水、石油、碳水化合物蛋白质等有机化合物,而仅少数以氢分子(H2)形式存在。而在恆星上,氢则以电浆态形式存在。

氢是最简单的元素,原子序为1,位在元素週期表第一位,元素符号为H,其原子质量为1.00794 amu。氢原子本身没有中子,仅由一个质子与电子构成。

氢(Hydrogen)的性质

 

 

 

 

其它关于氢原子的资料,整理如下:
氢(Hydrogen)的性质

由于氢原子拥有单个电子,所以氢原子容易接受(还原)或失去(氧化)一个电子,氢原子还原生成氢化物(Hydride, H–),反之氢原子氧化形成氢离子(H+),因为氢离子本身没有中子, H+ 实为质子(Proton)。氢与电负度大的原子(如卤素、氧和氮)形成化合物时,本身失去电子被氧化,氧化数为+1;相对地,当与电负度小的原子(如金属)形成化合物时, 本身得到电子被还原,氧化数为 -1。 除了电浆态的物质外,氢离子无法单独存在晶体或溶液中,这是因为氢离子粒径小而有极高的正电荷密度,虽然在水溶液中经常以「水合氢离子(H3O+)」来表示 H+,不过这也只是一种理想化的情形,事实上氢离子在水溶液中是以类似于H9O4+ 的形式存在。此外,儘管在地球上少见,H3+ 离子(trihydrogen cation)却是宇宙中最常见的离子之一。

自然界中,氢有三种同位素,分别为:氕(1H,含量99.985%)、氘(2H,D,含1个中子,含量0.015%)、氚(3H,T,含两个中子,痕量)。有趣的是,在众多元素中,氢同位素是唯一各自拥有自己名字的同位素。另一个与其它元素不同的地方,是氢同位素间有很大性质的差异。如重水(D2O)可当核反应中的减速剂;水中若含超过40% D2O即有毒;氚有放射性(半生期约12.32年)。此外,以人工方法合成的氢同位素目前有: 4H、5H、6H、7H。


参考资料

1. 曾国辉,《化学(下册)第二版》,艺轩图书出版社,第643页至第645页,2001年1月。
2. Albert Stwertka着,刘广定 增订,《化学元素导览》,世潮出版社,第14页至第17页,2004年8月。
3. WIKIPEDIA网站–Hydrogen  http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen
4. Cambridge Crystallographic Data Centre网站–Element Name List
http://www.ccdc.cam.ac.uk/products/csd/radii/table.php4
5. 图一来源:维基百科网站–氢
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/Fi … ll_001_Hydrogen.svg
6. 图二来源:维基百科网站–氢
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:Hydrogen_atom.svg