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M51內的氫氣

氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體在各種氣體中氫氣的密度較小。標準狀況下1升氫氣的質量是0.0899克相同體積比空氣輕得多。因為氫氣難溶于水所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外在101千帕壓強下溫度-252.87 ℃時氫氣可轉變成無色的液體-259.1 ℃時變成雪狀固體。常溫下氫氣的性質很穩(wěn)定不容易跟其它物質發(fā)生化學反應。但當條件改變時如點燃、加熱、使用催化劑等情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附后具有較強的活性特別是被鈀吸附。金屬鈀對氫氣的吸附作用較強。當空氣中的體積分數(shù)為4%-75%時遇到火源可引起爆炸。

氫氣是無色的氣體標準狀況下密度是0.09克/升(較輕的氣體)難溶于水。在-252 ℃,變成無色液體,-259 ℃時變?yōu)檠┗罟腆w。

氫氣常溫下性質穩(wěn)定在點燃或加熱的條件下能多跟許多物質發(fā)生化學反應。

①可燃性可在氧氣中燃燒2H?+O?=點燃=2H?O化合反應

(點燃不純的氫氣要發(fā)生爆炸,點燃氫氣前驗純)

H?+Cl?=點燃或光照=2HCl化合反應

②還原性(使某些金屬氧化物還原)

H?+CuO=△=Cu+H?O置換反應

3H?+Fe?O?=高溫=2Fe+3H?O置換反應

3H?+WO?=△=W+3H?O置換反應

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含有氫元素的二元化合物稱為氫化物?！皻浠铩币辉~暗含氫顯負價且其氧化態(tài)為-1的意思。氫負離子記做H-其存在是1916年由吉爾伯特·路易斯預言的。1920年Moers用電解氫化鋰在陽極產(chǎn)生氫氣從而證明了氫化物的存在。對于非IA或IIA族的元素形成的氫化物“氫化物”一詞并不準確因為氫的電負性并不高。IA族堿金屬的氫化物中有一個例外即高聚物氫化鋰。氫化鋁鋰中4個氫原子緊靠鋁原子。雖然氫可與幾乎所有的主族元素形成氫化物但這些氫化物的原子配比卻并不單一例如二元的PW已發(fā)現(xiàn)100多種但氫化鋁只有一種。二元氫化銦還未被發(fā)現(xiàn)但它存在于更大的配合物中。

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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個質子。這也就是為什么常將H+直接稱為質子的原因。H+是酸堿理論的重要離子。

裸露的質子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)物質中氫離子不會脫離分子或原子的電子云。但是“質子”或“氫離子”這個概念有時也指帶有一個質子的其他粒子通常也記做“H+”。

為了避免認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+離子質子化分子氫卻是宇宙中常見的離子之一。

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