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1766年卡文迪許向英國學(xué)會提交了一篇研究報告《人造空氣實驗》講了他用鐵、鋅等與稀硫酸、稀鹽酸作用制得“易燃空氣”即氫氣并用普利斯特里發(fā)明的排水集氣法把它收集起來進(jìn)行研究。他發(fā)現(xiàn)的某種金屬分別與足量的各種酸作用所產(chǎn)生的這種氣體的量是固定的與酸的種類、濃度都無關(guān)。他還發(fā)現(xiàn)氫氣與空氣混合后點燃會發(fā)生爆炸又發(fā)現(xiàn)氫氣與氧氣化合生成水從而認(rèn)識到這種氣體和其它已知的各種氣體都不同。但是由于他是燃素說的虔誠信徒按照他的理解這種氣體燃燒起來這么猛烈富含燃素硫磺燃燒后成為硫酸那么硫酸中是沒有燃素的而按照燃素說金屬也是含燃素的。所以他認(rèn)為這種氣體是從金屬中分解出來的而不是來自酸中。他設(shè)想金屬在酸中溶解時“它們所含的燃素便釋放出來形成了這種可燃空氣”。他甚至曾一度設(shè)想氫氣就是燃素這種推測很快就得以當(dāng)時的一些化學(xué)家舍勒、基爾萬（KirwanR.1735-1812）等的贊同。由于把氫氣充到氣球中氣球便會徐徐上升這種現(xiàn)象當(dāng)時曾被一些燃素學(xué)說的信奉者們用來作為他們“論證”燃素具有負(fù)重量的根據(jù)。但卡文迪許究竟是一位非凡的科學(xué)家后來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題通過研究證明氫氣是有重量的只是比空氣輕很多。他是這樣做實驗的先把金屬和裝有酸的燒瓶稱重然后將金屬投入酸中用排水集氣法收集氫氣并測體積再稱量反應(yīng)后燒瓶及內(nèi)裝物的總量。這樣他確定了氫氣的比重只是空氣的9%.但這些化學(xué)家仍不肯輕易放棄舊說鑒于氫氣燃燒后會產(chǎn)生水于是他們改說氫氣是燃素和水的化合物。

雖然氫氣在通常狀態(tài)下不是非?；顫姷珰錃馀c絕大多數(shù)元素會組成化合物。碳?xì)浠衔镆阎袛?shù)以百萬種但它們不會由氫氣和碳直接化合形成。氫氣與電負(fù)性較強(qiáng)的元素如鹵素反應(yīng)在這些化合物中氫的氧化態(tài)為+1。氫與氟、氧、氮成鍵時可生成一種較強(qiáng)的非共價的鍵稱為氫鍵。氫鍵對許多生物分子具有重要意義。 氫也與電負(fù)性較低的元素如活潑金屬生成化合物這時氫的氧化態(tài)通常為 -1這樣的化合物稱為氫化物。

氫與碳形成的化合物由于其與生物的關(guān)系通常被稱為有機(jī)物研究有機(jī)物的學(xué)科稱為有機(jī)化學(xué)而研究有機(jī)物在生物中所起的作用的科學(xué)稱為生物化學(xué)。按某些定義“有機(jī)”只要求含有碳。但大多數(shù)含碳的化合物通常都含有氫。這些化合物的性質(zhì)主要是由碳?xì)滏I決定的。故有時有機(jī)物的定義要求物質(zhì)含有碳?xì)滏I。

無機(jī)化學(xué)中H- 可以作為橋接配體連接配合物中的兩個金屬原子。這樣的特性通常在13族元素中體現(xiàn)尤以鋁配合物。

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對氫原子的氧化也即讓氫原子失去其電子即可得到H+氫離子。氫離子不含電子由于氫原子通常不含中子故氫離子通常只含1個質(zhì)子。這也就是為什么常將H+直接稱為質(zhì)子的原因。H+是酸堿理論的重要離子。

裸露的質(zhì)子H+不能直接在溶液或離子晶體中存在這是由氫離子和其他原子、分子不可抗拒的吸引力造成的。除非在等離子態(tài)物質(zhì)中氫離子不會脫離分子或原子的電子云。但是“質(zhì)子”或“氫離子”這個概念有時也指帶有一個質(zhì)子的其他粒子通常也記做“H+”。

為了避免認(rèn)為溶液中存在孤立的氫離子一般在水溶液中將水和氫離子構(gòu)成的離子稱為水合氫離子H3O+。但這也只是一種理想化的情形。氫離子在水溶液中事實上以類似于H9O4+的形式存在。

盡管在地球上少見H3+離子質(zhì)子化分子氫卻是宇宙中常見的離子之一。

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氫氣是一種極易燃的氣體在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4%至75%時都能燃燒。氫氣燃燒的焓變?yōu)?286 kJ/mol

2 H?(g) + O?(g) → 2 H?O(l); ΔH = -572 kJ/mol

氫氣占4%至74%的濃度時與空氣混合或占5%至95%的濃度時與lv氣混合時是極易爆炸的氣體在熱、日光或火花的刺激下易引爆。氫氣的著火點為500 °C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時放出紫外線。

因為氫氣比空氣輕所以氫氣的火焰傾向于快速上升故其造成的危害小于碳?xì)浠衔锶紵奈：?。氫氣與所有的氧化性元素單質(zhì)反應(yīng)。氫氣在常溫下可自發(fā)的和lv氣需要光照反應(yīng) 氫氣和氟氣在冷暗處混合就可爆炸生成具有潛在危險性的酸氯化氫或氟化氫。

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