维基少年:元素/氢
氢是一种原子,包含一个电子和一个质子。它位于元素周期表的左上角。氢的符号是字母 H。氢是宇宙中最轻、最丰富的元素。这里有一些数据
- 名称:氢
- 符号:H
- 原子序数: 1
- 原子量:1.00794 amu
- 熔点:-259.14 °C (14.009985 K, -434.45203 °F)
- 沸点:-252.87 °C (20.280005 K, -423.166 °F)
- 质子和电子的数量(相同数量): 1
- 中子的数量: 0
- 分类:非金属
- 颜色:无色
氢是所有元素中最小的元素,小到四百万亿个原子首尾相接,可以放在一根针尖上!在室温下,氢是一种无色的气体。氢气 (H2) 是由两个氢原子键合在一起形成的分子。它无味无臭,无毒。要将氢气变成液体或固体,需要非常低的温度和/或非常高的压力。氢形成的一种常见分子是水,或科学上称为 H2O。它有两个氢原子和一个氧原子。在室温下,水是一种无色的液体。
亨利·卡文迪什第一个认识到氢是一种独特的物质。1776年,他通过将汞与酸混合来制取氢气。事实上,氢气早在瑞士炼金术士帕拉塞尔苏斯之前就已被制备出来。他还添加了水样品的混合物,使其变成水!
氢气来自 Hydrogenes,它来自古希腊语,意思是“成水”。该元素由安托万·拉瓦锡于 1783 年命名。氢气燃烧时会产生水。
你知道吗?
- 氢是最小的元素。
- 氢是宇宙中最丰富的元素。
- 氢在地球上并不常见,但主要存在于水中。
- 氢是恒星的主要燃料,也是红矮星唯一的燃料。
- 氢燃烧时会发出吱吱的声音。
氢在其原子形式中常见于太空和恒星。外太空存在着大量的氢气云。然而,太空中的大部分氢气都缺失了一个电子,这意味着它是一个离子。在地球上,氢气通常以水的形式存在。虽然大气中氢气含量很少,但它非常轻,可以漂浮到太空中!许多其他分子也含有氢,例如丙烷和塑料。一些细菌会产生纯氢气作为废物。
氢对于包括人类在内的所有生物的存在至关重要。它存在于地球上的所有生物中,也形成了海洋、河流、湖泊和云层。
氢气构成了木星、土星、天王星和海王星等气态巨行星大气层的主要成分,这些行星是太阳系中的巨大行星,其引力比地球强得多,温度也比地球低得多。
氢气最大的应用是用于化石燃料的加工(“升级”)和氨的生产。氢气可以作为燃料来源,通过燃烧产生热量,或者通过使用氢燃料电池。燃料电池是一种通过安全地将氢气和氧气结合起来产生电力的装置。
氢气比空气轻,这使得它可以上升。如果将其放入气球等容器中,它可以将其提升到非常高的位置!过去,它被用来提升许多飞艇,这些飞艇是巨大的气球状飞行器,用于长距离运输人员,就像我们现在使用飞机一样。不幸的是,它比氦气危险得多,氦气不易燃,因此现在很少用于此目的。
未来,不排放污染的汽车可能会由氢气提供动力。制造氢动力汽车的技术已经存在,但你没有在路上看到它们的原因有很多。将氢气从水中分离出来需要能量。生产足够多的氢气来为一辆汽车提供动力的能量会造成污染。此外,要携带足够多的氢气来为车辆提供长途旅行的动力很困难。
恒星发出光和热是因为氢原子融合(或聚变)在一起形成更重的元素时产生的能量。科学家正在努力制造一个反应堆,能够以同样的方式产生能量。然而,这是一个非常难以解决的问题,我们需要许多年的时间才能看到有用的聚变反应堆建成。
元素氢高度易燃,当它与氧气或空气混合时,会燃烧甚至爆炸。兴登堡号灾难就是由这一特性引起的,因为飞艇内充的是氢气而不是氦气。当飞艇着火时,里面的氢气迅速点燃,整个飞艇很快就被火焰吞噬。如果当时使用氦气来提升飞艇,这场可怕的灾难本可以避免,但当时的氦气非常稀有且昂贵,因此飞艇制造商被迫使用氢气。
虽然无毒,但单独吸入氢气并不安全,因为它不能取代我们身体生存所需的氧气。只要它与足够的正常空气混合,它就可以安全地吸入,甚至可以提高你的声音,如果你吸入一些!