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氫氣的物理學(xué)知識分享

文章來源:孫學(xué)軍 氫思語發(fā)布日期:2021-04-02 13:36瀏覽次數(shù):
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氫(H)是一種化學(xué)元素,標(biāo)準(zhǔn)原子質(zhì)量為1.008,是最輕的元素,在元素周期表中排第一號。氫原子是宇宙中含量最多的化學(xué)物質(zhì),大約是宇宙所有重子的75%(宇宙含有四種成分,其中72%為暗能量、23%暗物質(zhì)、4.6%常規(guī)物質(zhì)和少于1%的中微子,其中常規(guī)物質(zhì)是重子組成)。宇宙中主序恒星的組成元素中,大部分是等離子態(tài)的氫和氦,其中氫占約70%-75%。氫的最常見同位素是氕,原子核只有一個質(zhì)子,也是唯一沒有中子的原子核。
 

氫原子最早的產(chǎn)生是在宇宙大爆炸發(fā)生的幾分鐘后,宇宙溫度降低到大約十億開爾文的量級,密度降低到大約空氣密度的水平。大多數(shù)質(zhì)子沒有與中子結(jié)合,就是氫的原子核。少數(shù)質(zhì)子和所有中子結(jié)合,組成氘和氦的原子核,這個過程叫做太初核合成。所以可以說氫元素是宇宙產(chǎn)生的第一種化學(xué)元素。
 

常溫常壓下,氫氣是一種極易燃燒,無色透明、無臭無味的氣體,地球上的氫元素一般以原子形式存在于水和有機物分子中。氫氣是世界上密度最小的氣體,密度只有空氣的1/14,即在0 ℃時,一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,氫氣的密度為0.0899 g/L。所以氫氣可作為飛艇、氫氣球的填充氣體。氫氣是相對分子質(zhì)量最小的物質(zhì),主要用作還原劑。
 

氫氣的物理學(xué)知識
 

氫元素在酸堿反應(yīng)中具有重要作用,這涉及到可溶分子之間的質(zhì)子(氫原子核)交換。在離子化合物中,氫可以有負(fù)氫離子(H—)和正氫離子(H+)兩種類型,雖然正氫離子經(jīng)常被看作裸質(zhì)子,其實非常復(fù)雜。
 

16世紀(jì)人類才用酸和金屬反應(yīng)制造出氫氣,1766年到1781年之間,英國物理學(xué)家亨利卡文迪許率先認(rèn)識氘氫氣是一種新物質(zhì),燃燒后可以變成水。法國化學(xué)家拉瓦錫根據(jù)這一性質(zhì)將該元素命名為“hydrogenium”(“生成水的物質(zhì)”)。

氫氣的物理學(xué)知識
氫氣的物理學(xué)知識

氫這個漢字怎么來的?1855 年在中國傳教的英國醫(yī)生合信(B.Hobson)編寫中文自然科學(xué)著作《博物新編》時,把"hydrogen"翻譯為“輕氣”,意為最輕氣體。1868年后,徐壽與傅蘭雅共同翻譯《化學(xué)鑒原》,系統(tǒng)地介紹了十九世紀(jì)七、八十年代化學(xué)知識的主要內(nèi)容。在翻譯中,徐壽根據(jù)自己發(fā)明的一套規(guī)則,命名了一套化學(xué)元素的中文名稱,其中就包括將輕氣改為氫這個字。日語和韓文中氫氣則根據(jù)英文直譯為水素。
 

徐濤是一個徹底的牛人,看介紹這是個所有學(xué)過數(shù)理化的人都想揍一頓的人。

徐壽,清末科學(xué)家,近代科學(xué)啟蒙者

曾獲得大V曾國藩的親自點贊支持

同治皇帝親賜“天下第一巧匠”

他到底有多牛X呢

中國第一艘蒸汽輪船,他造的

中國第一個科技學(xué)校,他辦的

中國第一臺蒸汽機,他做的

許多化學(xué)元素中文,他起的

現(xiàn)在工業(yè)上一般從天然氣或水煤氣制氫氣,少數(shù)使用電解水方法。氫氣主要應(yīng)用于石油裂化和合成氨。氫氣分子能滲入許多金屬的晶格中,造成“氫脆”現(xiàn)象,使得氫氣存儲罐和管道必須使用特殊材料,設(shè)計也更加復(fù)雜。

氫氣醫(yī)學(xué)發(fā)展10年來,已經(jīng)讓氫氣成為保護健康的重要手段,這也是基于過去長期科學(xué)領(lǐng)域?qū)錃獾恼J(rèn)識,尤其是氫氣的人體和生物安全性,就是長期研究的沉積。在這里應(yīng)該向前輩表達敬意。