基础元素化学速通指北-氢
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前言
氢是个非常神秘的元素。
正文
氢
物理性质
\(\ce{H_2}\) 的熔沸点（沸点：\(20.28K\) ，熔点：\(13.95K\)）和 \(\ce{D_2}\) （沸点：\(23.38K\) ，熔点：\(17.75K\)） 不一样。
\(273K\) 时，\(1\) 体积水中能溶解 \(0.02\) 体积氢。
氢容易被镍、钯、铂等金属吸附。钯最能吸，室温下 \(1\) 体积钯粉大约能吸 \(900\) 体积氢气。被吸附的氢气有很强的化学活性，此状态下的氢气能迅速与氧气化合。
氢原子中的质子自旋方向不同导致有两种不同的氢分子。正氢两核自旋方向相同，仲氢则相反。仲氢较稳定，\(20K\) 时，仲氢占 \(99.7\%\) ，但室温下正氢 \(:\) 仲氢 $ = 3 : 1$。
化学性质
氢可以成为 \(\ce{H^+}\) 和 \(\ce{H^-}\) 。
\(\ce{H^+}\) 是硬酸，容易水合，极化能力强。
\(\ce{H^-}\) 是软碱，电子云容易变形，还原性极强（ \(\ce{H2 + 2e^- <=> 2H^−} \ \ \phi^\theta = −2.25V\) ） 。
氢常温下不太活泼。但是能在暗处与氟爆炸性反应。还能迅速还原 \(\ce{PdCl_2}\) 水溶液。
此反应可以用作 \(\ce{H_2}\) 的灵敏检验反应。
高温下能和许多金属和非金属形成氢化物，制取部分不活泼的非金属的氢化物可以先和碱金属反应之后再通过水解或加酸制得。
高温下也能还原很多高金属得到单质。
工业上氢用于加成不饱和有机物，合成氨等。
\(\ce{H_2}\) 分子经过加热或一定波长辐射或低压放电后能形成单原子形态的氢。它的还原性比 \(\ce{H_2}\) 更强。可以直接和锗、砷、锡、锑等直接化合，还能和某些金属氧化物或氯化物还原为金属，生成水或氯化氢。并能使固体化合物中某些含氧阴离子还原：
氢除了直接成键，还能和过渡金属形成间充型氢化物（氢填充于晶格空隙中）和含氢配合物（如 \(\ce{[Fe(CO)_4H_2]}\)）。
其中钪族、钛族氢化物处于离子型氢化物和金属型氢化物的过渡状态。铜族、锌族氢化物处于金属型氢化物和共价型氢化物的过渡状态。
铍、镁、硼等元素氢化物缺电子，通过氢桥连接。
部分化合物中的氢能通过形成氢桥来形成聚合分子，如 \(\ce{(BeH_2)_x}\)，\(\ce{(AlH_3)}\) 。
参考文献
[1]北京师范大学，华中师范大学，南京师范大学.无机化学 第五版 下册[M].北京：高等教育出版社，2021：476-479.
[2]wikiwand.氢负离子[DB/OL].https://www.wikiwand.com/zh-cn/%E6%B0%A2%E8%B4%9F%E7%A6%BB%E5%AD%90，2024-05-16.
