类别: 非金属
原子序数: 1
周期: 1 | 族: 1
区:s区
最简单的原子——一个质子、一个电子——约占宇宙中所有原子的90%。
| 性质 | 数值 |
|---|---|
| STP下相态 | 气态 |
| 密度 | 0.00008988 g/cm³ |
| 熔点 | 14.01 K (-259.14 °C) |
| 沸点 | 20.28 K (-252.87 °C) |
| 热容 | 不适用 |
| 性质 | 数值 |
|---|---|
| 原子量 | 1.0080 u |
| 电负性(Pauling) | 2.20 |
| 氧化态 | -1, +1 |
| 电子排布 | 1s¹ |
| 发现者 | Henry Cavendish |
|---|---|
| 发现年份 | 1766 |
| 名称来源 | 希腊语hydro+genes,意为“形成水的” |
| 同位素 | 中子 | 天然丰度 | 半衰期 | 衰变方式 |
|---|---|---|---|---|
| H-1 | 0 | 99.9855% | 稳定 | - |
| H-2 | 1 | 0.0145% | 稳定 | - |
| H-3 | 2 | - | 12.32年 | β⁻ |
数据来源:IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides,基态评价数据,检索日期2026年10月10日。丰度是该同位素在天然元素中所占的原子比例;短横线表示该同位素没有标准天然丰度。
氨、炼油与甲醇
大多数氢在生产地就地使用,即化工厂和炼油厂。最大的用途是通过哈伯-博施法(N₂ + 3H₂ → 2NH₃)合成用于化肥的氨、通过加氢裂化和燃料脱硫来炼制原油,以及生产甲醇。据国际能源署(IEA)统计,全球需求接近每年1亿吨,而且几乎全部仍由化石燃料生产。
其他工业用途
食品: 在镍催化剂作用下加氢,可将液态植物油转化为固态脂肪。
金属与玻璃: 在金属热处理和浮法玻璃生产中,氢气氛可防止氧化;氢还能把金属矿石还原为金属,一些试验工厂正用它在不使用焦炭的情况下炼铁。
电子工业: 高纯氢是半导体制造中的工艺气体。
能源与航天
火箭燃料: 液氢是NASA太空发射系统的燃料;SpaceX的星舰则使用液态甲烷和液氧。
燃料电池: 燃料电池使氢与空气中的氧结合发电,唯一的排放物是水。目前只有少量汽车、公交车、卡车和叉车使用燃料电池。
储能: 利用可再生电力分解水(电解)制得的氢,可以为工业或发电储存能量,不过这在氢的供应中所占比例仍然很小。
水、天然气和其他烃类;主要通过天然气蒸汽重整生产
| 地壳 | 0.0014000000 ppm |
|---|---|
| 宇宙 | 0.7500000000 % |