氢(Hydrogen)是元素周期表中的第一个元素,化学符号为 H,原子序数为 1。它是宇宙中最轻、最丰富的元素,约占宇宙可见物质质量的 75%。

基本性质
原子结构:1个质子,0-2个中子(同位素:氕¹H、氘²D、氚³T),1个电子。
物理状态:常温下为无色、无味、无臭的双原子气体(H₂),密度极低(约为空气的1/14)。
熔点/沸点:-259°C(熔)、-253°C(沸),需极低温才能液化。
独特之处
宇宙起源:氢是宇宙大爆炸后最早形成的元素,恒星通过核聚变将氢转化为氦,释放能量。
清洁能源:燃烧产物仅为水(2H₂ + O₂ → 2H₂O),被视为未来能源载体(如氢燃料电池)。
量子效应:其简单结构是量子力学理论验证的基础(如氢原子光谱的里德伯公式)。
应用与前沿
工业:合成氨(化肥)、石油精炼、甲醇生产。
能源:氢燃料电池(汽车、航天)、核聚变(如ITER项目)。
科研:氘(²H)用于核磁共振(NMR)示踪,氚(³H)用于放射性 dating。
安全注意
氢气易燃易爆(空气中浓度4%-75%),1937年“兴登堡号”飞艇事故即因氢气燃烧。现代储存采用高压罐或固态材料(如金属氢化物)。
