化學 - 氫

介紹

• 在元素週期表中，氫是最輕的元素，其原子量僅為1.008。

• 氫的符號為‘H’，原子序數為‘1’。

• 16世紀早期，氫氣首次透過酸和金屬的反應人工製得。

• 亨利·卡文迪什在1766-1781年期間首先識別出氫氣是一種獨立的物質，因為它燃燒時會產生水。

氫氣的顯著特徵

• 在等離子態下，非殘餘恆星主要由氫組成。

• 在標準溫度和壓力下，氫氣呈現無色、無味、無臭、非金屬、無毒和高度易燃的雙原子氣體。

• 氫氣的分子式為H₂。

• 在地球上，氫以分子形式存在，例如水或其他有機化合物。

• 氫還在酸鹼反應中扮演著重要的角色。

• 氫氣在空氣中極易燃燒。

• 純氫氧火焰會輻射紫外線；此外，高氧混合物幾乎對肉眼不可見。

• 氫幾乎可以與所有氧化性元素髮生反應。

• 在室溫下，氫通常會與氯和氟自發劇烈反應，形成相應的氫鹵酸。

氫的賦存

• 氫約佔所有重子物質的75%，是宇宙中最豐富的化學物質。

• 在整個宇宙中，氫通常以原子態和等離子態存在；然而，其性質與分子氫大相徑庭。

• 在地球上，氫以雙原子氣體的形式存在，即H₂。

• 由於重量輕，氫很容易從地球大氣中逸出。

• 氫是地球表面第三豐富的元素，但主要以碳氫化合物和水的形式存在。

氫的化合物

• 以下是氫的主要化合物：

  • 水 - H₂O

  • 氨 - NH₃

  • 氯化氫 - HCl

  • 氟化氫 - HF

  • 硫化氫 - H₂S

  • 甲烷 - CH₄

  • 氫氧根 - OH^-

  • 溴化氫 - HBr

  • 碘化氫 - HI

  • 氰化氫 - HCN

  • 磷化氫 - PH₃

  • 硒化氫 - H₂Se

  • 甲醇 - CH₃OH

  • 氫化鋰 - LiH

  • 碳酸氫根 - HCO₃^-

  • 碲化氫 - H₂Te

  • 液氫 - H₂

  • 氰根 - CN^-

  • 氫化鈣 - CaH₂

  • 重水 - D₂O

  • 乙硼烷 - B₂H₆

  • 氫化鈉 - NaH

  • 氫化鉀 - KH

氫的用途

• 大部分H₂用於化石燃料加工以及氨的生產。

• 氫氣(H₂)廣泛應用於石油和化工行業。

• H₂通常用作氫化劑，尤其是在提高不飽和脂肪和油脂的飽和度方面。

• H₂也用作焊接過程中的遮蔽氣體，例如原子氫焊接等。