最輕的氣體——氫
發現
十六世紀末，瑞土化學家巴拉采爾斯把鐵放在硫酸中，鐵片頓時和硫酸發生激烈的化學反應，放出許多氣泡——氫氣。但直到1783年，氫才被確定為化學元素。
性質
氫氣是無色無味的氣體。在地殼中，如果按重量計算，氫只占總重量的1％，而如果按原子百分數計算，則占17％——也就是說，在地殼中，一百個原子裡有十七個是氫原子！氫在大自然中分布很廣，水便是氫的“倉庫”——水中含11%的氫；泥土中約有1.5％的氫；石油、天然氣、動植物體也含氫。在空氣中，氫氣倒不多，約占總體積的一千萬分之五。
在整個宇宙中，按原子百分數來說，氫卻是最多的元素--比氧還多。據研究，在太陽的大氣中，按原子百分數計算，氫占81．75％。在字宙空間中，氫原子的數目比其他所有元素原子的總和約大一百倍。
氫氣是最輕的氣體。在0℃和一個大氣壓下，每升氫氣只有0.09克重--僅相當於同體積空氣重量的14.5分之一。這樣輕盈的氣體，很早便引起人們的注意。1780年，法國化學家布拉克便把氫氣灌入豬的膀骯中，製得了世界上第一個、也是最原始的氫氣球，它冉冉地飛向高空。現在，人們就是往橡膠薄膜中灌入氫氣，大量製造氫氣球。節日裡放的彩色氣球，便灌著氫氣。在氣象台，人們差不多每天都要放幾個氣球，探測高空的風雲。最近，氣球又添了一項新用途--支援農業：利用氣球攜帶乾冰、碘化銀等藥劑升上天空，在雲朵中噴撒，進行人工降雨。
氫是元素周期表中的第一號元素，它的原子是l05個元素中最小的一個。由於它又輕又小，跑得最快，．也最會“鑽空子”。氫氣球灌好後，過了一夜，第二天便常常飛不起來，就是由於在一夜之間，大部分氫氣都鑽過橡膠薄膜上看不見的細孔，溜之大吉了，因此氫氣球必須隨灌隨用。在高溫、高壓下，氫氣甚至還能穿過很厚的鋼板，因此合成氨的反應塔總是用很厚的鋼筒來做。氫氣的導熱能力也特別好，比空氣高六倍，有些發電機便用氫氣來冷卻。除了氦之外,氫氣是最難液化的氣體，沸點低達-253℃，熔點為一259℃。
氫在空氣或氧氣中能燃燒，生成水(圖12)。因此，它的希臘文原意，便是“水的生成者”。有趣的是，氫氣在常溫下，化學性質並不活潑，只能與氟直接化合或在紫外線照射下直接與氯氣化合，而與氧卻很難化合。人們曾做了這樣的實驗：把氫氣和氧氣混合放在玻璃瓶中，過了幾年，瓶中還沒有水跡。據估計，在常溫起碼要經過一千萬年以上，氫氣和氧氣才會全部化合成水。然而，一遇見火或放進一點鉑粉，氫與氧立即會爆炸，在百分之一秒鐘內化合成水。這種能發出爆炸聲的氫氧混合氣，在化學上叫做“爆鳴氣”。含氫在9.5％以下與65％以上，點燃時雖也燃燒，但不會發出震耳的爆炸聲。
氫氣和氧氣化合時，放出大量的熱。工業上，人們用氫氣作氣體燃料。著名的“氫氧焰”，溫度高達2500℃，可用來焊接或切割鋼板。氫氣也是重要的工業原料，人們用氫氣和氮氣作用製成氨，而氨可說是“氮肥之母”，絕大部分氮肥都是用氨作原料製造的。氫氣和氯氣化合成氯化氫，它溶解於水，便成為重要的強酸--鹽酸。許多金屬，要用氫氣作還原劑來冶煉。許多液態的油，用鎳作催化劑，通入氫氣，可變成固態，這叫做“油脂氫化”。如鯨油是具有一股臭味的油液，氫化後，成了漂亮的白色固體，沒有臭味。在工業上，人們是用水蒸氣溫過灼熱的煤層製取氫氣，也可用電解水來製取純氫。
同位素
在大自然中，除了普通的氫以外，還有四種氫的同位素--氘、氚、氫-4和氫-5，它們的原子量分別為2，3，4，5。其中，以氘最重要。普通氫原子的原子核是由一個質子組成的，而氘的原子核除了含一個質子外，還含有一個中子。氘俗稱重氫。氘和氧形成的水叫重水。重水的確比水重：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，但脾氣大不相同：如果你用重水養金魚，沒多久魚便死去。用重水浸過的種子不會發牙。普通水在100。C沸騰，重水則在l01．42。C才沸騰。在大自然中，重水很少，五十噸普通水中才含有一公斤重水。在原子能工業上，重水是重要的中子減速劑。氫彈，也是用氘作主耍原料。現在，人們用電流來大批大批地電解水，由於重水不會被電解，而普通的水則被電解，變成氫氣和氧氣從兩極逸走。於是重水的濃度隨著電解的進行不斷提高。最後，把電解液蒸餾一下，便可以得到很純淨的重水。
重水是在1932年才第一次被人們發現的。但是，在短短的四十年間，重水已成了很重要的戰略物資。在不久的將來，重水將越發重要，人們稱它為“未來的燃料”，因為重水是熱核反應的“燃料”--一種在核反應時釋放出來的能量異常巨大的好“燃料”，而海水將成為製取重水的取之不盡、用之不竭的原料。圖12氫氣在氧氣中燃燒生成水
--------------------------------------------------------------------------------
