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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。

M51內(nèi)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(zhì)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(zhuǎn)變成無色的液體-259.1 ℃時變成雪狀固體。常溫下氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。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。

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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(yù)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。

氫氣是一種極易燃的氣體在空氣中的體積分數(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氫化合物燃燒的危害。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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