氢气（Hydrogen）是世界上已知的zui轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14即在标准状况（1大气压,0℃）下,氢气的密度为0.0899克/升。所以用氢气充灌的气球，必须用手牢牢捉住。否则，只要一撒手它就会闪闪升上天空。灌好的氢气球，往往过一夜，第二天就飞不起来了。这是因为氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔，溜之大吉。不仅如此,在高温、高压下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板。要气球能够在空中飘扬，那么就要在气球内的气体密度较小（比空气小）。

　　同位素

　　在自然界中存在的同位素有: H1（氕piē）、H2（氘dāo，重氢）、H3（氚chuān,超重氢）

　　以人工方法合成的同位素有: 氢4、氢5、氢6、氢7

　　别名、英文名 氘；Deuterium、Heavy hydrogen．

在18世纪末以前，曾经有不少人做过制取氢气的实验，所以实际上很难说是谁发现了氢，即使*对氢的发现和研究有过很大贡献的卡文迪许本人也认为氢的发现不只是他的功劳。早在16世纪，瑞士医生帕拉塞斯就描述过铁屑与酸接触时有一种气体产生；17世纪时，比利时的医疗化学派学者海尔蒙特（van Helmont，J.B.1579-1644）曾偶然接触过这种气体，但没有把它离析、收集起来。
 

　　波义耳虽偶然收集过这种气体，但并未进行研究。他们只知道它可燃，此外就很少了解。1700年，法国药剂师勒梅里（Lemery，N.1645-1715）在巴黎*的《报告》上也提到过它。zui早把氢气收集起来，并对它的性质仔细加以研究的是卡文迪许。

　　1766年卡文迪许向英国*学会提交了一篇研究报告《人造空气实验》，讲了他用铁、锌等与稀硫酸、*作用制得“易燃空气”（即氢气），并用普利斯特里发明的排水集气法把它收集起来，进行研究。他发现一定量的某种金属分别与足量的各种酸作用，所产生的这种气体的量是固定的，与酸的种类、浓度都无关。他还发现氢气与空气混合后点燃会发生爆炸；又发现氢气与氧气化合生成水，从而认识到这种气体和其它已知的各种气体都不同。但是，由于他是燃素说的虔诚信徒，按照他的理解：这种气体燃烧起来这么猛烈，一定富含燃素；硫磺燃烧后成为硫酸，那么硫酸中是没有燃素的；而按照燃素说金属也是含燃素的。所以他认为这种气体是从金属中分解出来的，而不是来自酸中。他设想金属在酸中溶解时，“它们所含的燃素便释放出来，形成了这种可燃空气”。他甚至曾一度设想氢气就是燃素，这种推测很快就得以当时的一些杰出化学家舍勒、基尔万（Kirwan，R.1735-1812）等的赞同。由于把氢气充到膀胱气球中，气球便会徐徐上升，这种现象当时曾被一些燃素学说的信奉者们用来作为他们“论证”燃素具有负重量的根据。但卡文迪许究竟是一位非凡的科学家，后来他弄清楚了气球在空气中所受浮力问题，通过研究，证明氢气是有重量的，只是比空气轻很多。他是这样做实验的：先把金属和装有酸的烧瓶称重，然后将金属投入酸中，用排水集气法收集氢气并测体积，再称量反应后烧瓶及内装物的总量。这样他确定了氢气的比重只是空气的9%.但这些化学家仍不肯轻易放弃旧说，鉴于氢气燃烧后会产生水，于是他们改说氢气是燃素和水的化合物。

　　水的合成否定了水是元素的错误观念，在古希腊：恩培多克勒提出，宇宙间只存在火、气、水、土四种元素，它们组成万物。从那时起直到18世纪70年代，人们一直认为水是一种元素。1781年，普利斯特里将氢气和空气放在闭口玻璃瓶中，用电火花引爆，发现瓶的内壁有露珠出现。同年卡文迪许也用不同比例的氢气与空气的混合物反复进行这项实验，确认这种露滴是纯净的水，表明氢是水的一种成分。这时氧气业已发现，卡文迪许又用纯氧代替空气进行试验，不仅证明氢和氧化合成水，而且确认大约2份体积的氢与1份体积的氧恰好化合成水（发表于1784年）。这些实验结果本已毫无疑义地证明了水是氢和氧的化合物，而不是一种元素，但卡文迪许却和普利斯特里一样，仍坚持认为水是一种元素，氧是失去燃素的水，氢则是含有过多燃素的水。他用下式表示“易燃空气”（氢）的燃烧：

　　（水＋燃素）＋ （水－燃素）—→水

　　易燃空气（氢） 失燃素空气（氧）

　　1782年，拉瓦锡重复了他们的实验，并用红热的枪筒分解了水蒸汽，才明确提出正确的结论：水不是元素而是氢和氧的化合物，纠正了两千多年来把水当做元素的错误概念。1787年，他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“H-ydrogne”（氢），意思是“产生水的”，并确认它是一种元素。

 

理化性质

　　氢气是无色并且密度比空气小的气体（在各种气体中，氢气的密度zui小。标准状况下，1升氢气的质量是0.0899克，比空气轻得多）。因为氢气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氢气。另外，在101千帕压强下，温度-252.87℃时，氢气可转变成无色的液体；-259.1℃时，变成雪状固体。常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时（如点燃、加热、使用催化剂等），情况就不同了。

　　总结为：

　　分子式：H2

　　沸点：-252.77℃（20.38K）

　　密度：0.09kg/m3

　　相对分子质量：2.016

　　生产方法：电解、裂解、煤制气等

　　分子量： 4.032

　　三相点： -254.4℃

　　液体密度（平衡状态，-252.8℃）： 169kg/m3

　　气体密度（101.325kPa，0℃）：0.0899kg/m3

　　比容（101.325kPa，21.2℃）： 5.987m3/kg

　　气液容积比（15℃，100kPa）： 974L/L

　　压缩系数：

　　压力kPa

　　100

　　1000

　　5000·

　　10000

　　温度℃

　　15

　　50

　　1.0087

　　1.0008

　　1.0060

　　1.0057

　　1.0296

　　1.0296

　　1.0600

　　1.0555

　　临界温度： -234.8℃

　　临界压力： 1664.8kPa

　　临界密度： 66.8kg/m3

　　溶化热（-254.5℃）（平衡态）：48.84kJ/kg

　　气化热△Hv（-249.5℃）： 305kJ/kg

　　比热容（101.335kPa，25℃，气体）：Cp=7.243kJ/（kg·K）

　　Cv=5.178kJ/（kK·K）

　　比热比（101.325kPa，25℃，气体）： Cp/Cv=1.40

　　蒸气压力（正常态，17.703）： 10.67kPa

　　（正常态，21.621）： 53.33kPa

　　（正常态，24.249K）： 119.99kPa

　　粘度（气体，正常态，101.325kPa，0℃）：0.010lmPa·S

　　（液体，平衡态，-252.8℃）：0.040mPa·s

　　表面张力（平衡态，-252.8℃）： 3.72mN/m

　　导热系数（气体101.325kPa，0℃）：0.1289w/（m·K）

　　（液体，-252.8℃）：’ 1264W/（m·K）

　　折射系数nv（101.325kPa，25℃）： 1.0001265

　　空气中的燃烧界限： 5%～75%（体积）

　　易燃性级别： 4

　　毒性级别：0

　　易爆性级别： 1

　　重氢在常温常压下为无色无嗅无毒可燃性气体，是普通氢的一种稳定同位素。它在通常水的氢中含0.0139%～0.0157%。其化学性质与普通氢*相同。但因质量大，反应速度小一些。

 

氢气分类标准

　　工业氢GB/T3634-1995

　　H2≥99.90%（优等品）

　　H2≥99.50%（一等品）

　　H2≥99.00%（合格品）

　　纯 氢 GB/T7445-1995

　　H2≥99.99%

　　高纯氢 GB/T7445-1995

　　H2≥99.999%

　　超高纯氢 GB/T7445-1995

　　H2≥99.9999%

　　氢气的产生由水通电产生氢气和氧气