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1)  Hydrogen element
元素氢
2)  Hydrogen [英]['haɪdrədʒən]  [美]['haɪdrədʒən]
氢元素
1.
Determination of Carbon and Hydrogen in petroleum Products;
石油产品中碳、氢元素含量的分析
3)  carbon hydrogen element
碳氢元素
4)  Element linking hydrogen
连氢元素
5)  the ratio of the concentration of O to H
氧氢元素比
6)  lanthanide hydride
镧系元素氢化物
补充资料:元素氢

最轻的气体——氢

十六世纪末,瑞土化学家巴拉采尔斯把铁放在硫酸中,铁片顿时和硫酸发生激烈的化学反应,放出许多气泡——氢气。但直到1783年,氢才被确定为化学元素。

氢气是无色无味的气体。在地壳中,如果按重量计算,氢只占总重量的1%,而如果按原子百分数计算,则占17%——也就是说,在地壳中,一百个原子里有十七个是氢原子!氢在大自然中分布很广,水便是氢的“仓库”——水中含11%的氢;泥土中约有1.5%的氢;石油、天然气、动植物体也含氢。在空气中,氢气倒不多,约占总体积的一千万分之五。

在整个宇宙中,按原子百分数来说,氢却是最多的元素--比氧还多。据研究,在太阳的大气中,按原子百分数计算,氢占81.75%。在字宙空间中,氢原子的数目比其他所有元素原子的总和约大一百倍。

氢气是最轻的气体。在0℃和一个大气压下,每升氢气只有0.09克重--仅相当于同体积空气重量的14.5分之一。这样轻盈的气体,很早便引起人们的注意。1780年,法国化学家布拉克便把氢气灌入猪的膀肮中,制得了世界上第一个、也是最原始的氢气球,它冉冉地飞向高空。现在,人们就是往橡胶薄膜中灌入氢气,大量制造氢气球。节日里放的彩色气球,便灌着氢气。在气象台,人们差不多每天都要放几个气球,探测高空的风云。最近,气球又添了一项新用途--支援农业:利用气球携带干冰、碘化银等药剂升上天空,在云朵中喷撒,进行人工降雨。

氢是元素周期表中的第一号元素,它的原子是l05个元素中最小的一个。由于它又轻又小,跑得最快,.也最会“钻空子”。氢气球灌好后,过了一夜,第二天便常常飞不起来,就是由于在一夜之间,大部分氢气都钻过橡胶薄膜上看不见的细孔,溜之大吉了,因此氢气球必须随灌随用。在高温、高压下,氢气甚至还能穿过很厚的钢板,因此合成氨的反应塔总是用很厚的钢筒来做。氢气的导热能力也特别好,比空气高六倍,有些发电机便用氢气来冷却。除了氦之外,氢气是最难液化的气体,沸点低达-253℃,熔点为一259℃。

氢在空气或氧气中能燃烧,生成水(图12)。因此,它的希腊文原意,便是“水的生成者”。有趣的是,氢气在常温下,化学性质并不活泼,只能与氟直接化合或在紫外线照射下直接与氯气化合,而与氧却很难化合。人们曾做了这样的实验:把氢气和氧气混合放在玻璃瓶中,过了几年,瓶中还没有水迹。据估计,在常温起码要经过一千万年以上,氢气和氧气才会全部化合成水。然而,一遇见火或放进一点铂粉,氢与氧立即会爆炸,在百分之一秒钟内化合成水。这种能发出爆炸声的氢氧混合气,在化学上叫做“爆鸣气”。含氢在9.5%以下与65%以上,点燃时虽也燃烧,但不会发出震耳的爆炸声。

氢气和氧气化合时,放出大量的热。工业上,人们用氢气作气体燃料。著名的“氢氧焰”,温度高达2500℃,可用来焊接或切割钢板。氢气也是重要的工业原料,人们用氢气和氮气作用制成氨,而氨可说是“氮肥之母”,绝大部分氮肥都是用氨作原料制造的。氢气和氯气化合成氯化氢,它溶解于水,便成为重要的强酸--盐酸。许多金属,要用氢气作还原剂来冶炼。许多液态的油,用镍作催化剂,通入氢气,可变成固态,这叫做“油脂氢化”。如鲸油是具有一股臭味的油液,氢化后,成了漂亮的白色固体,没有臭味。在工业上,人们是用水蒸气温过灼热的煤层制取氢气,也可用电解水来制取纯氢。

在大自然中,除了普通的氢以外,还有四种氢的同位素--氘、氚、氢-4和氢-5,它们的原子量分别为2,3,4,5。其中,以氘最重要。普通氢原子的原子核是由一个质子组成的,而氘的原子核除了含一个质子外,还含有一个中子。氘俗称重氢。氘和氧形成的水叫重水。重水的确比水重:一立方米重水比一立方米水重105.6公斤。重水看上去和水差不多,但脾气大不相同:如果你用重水养金鱼,没多久鱼便死去。用重水浸过的种子不会发牙。普通水在100。c沸腾,重水则在l01.42。c才沸腾。在大自然中,重水很少,五十吨普通水中才含有一公斤重水。在原子能工业上,重水是重要的中子减速剂。氢弹,也是用氘作主耍原料。现在,人们用电流来大批大批地电解水,由于重水不会被电解,而普通的水则被电解,变成氢气和氧气从两极逸走。于是重水的浓度随着电解的进行不断提高。最后,把电解液蒸馏一下,便可以得到很纯净的重水。

重水是在1932年才第一次被人们发现的。但是,在短短的四十年间,重水已成了很重要的战略物资。在不久的将来,重水将越发重要,人们称它为“未来的燃料”,因为重水是热核反应的“燃料”--一种在核反应时释放出来的能量异常巨大的好“燃料”,而海水将成为制取重水的取之不尽、用之不竭的原料。图12 氢气在氧气中燃烧生成水


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