s区第1（1A）族元素　氢（Hydrogen）

H

1号元素　H氢

早在16世纪，科学家就注意到铁放入稀硫酸中能产生一种可燃气体。1766年凯文迪什（H.Cavendish，英）制出氢气，并命名为“可燃空气”。1787年拉瓦锡（A.L.Lavoisier，法）给“可燃空气”命名为“hydrogen”（氢，意思是成水元素）。氢是宇宙中最丰富的元素，它的总质量占宇宙中普通物质（暗物质不计）质量总和的75％。地壳中氢的质量居第9位，约0.9％，主要存在于水中。现在工业上用的氢气主要由甲烷制得。

氢的主要同位素及核性质：

①标记元素同位素的方法是在元素符号的左下角示出原子序数，左上角示出质量数（即原子核中质子数和中子数之和）。

特性和应用　氢在周期表中位于第一族，但它和第一族其他元素的性质不同，所以单独列出。常温下氢为无色、无臭、极易燃烧的双原子分子组成的气体。H和O结合形成水（H2O）。H和C（以及N、O等）元素结合形成庞大的有机物体系。氢最重要的化合物是水、氨和甲烷。氢是合成氨的主要原料。氢也是重要能源，它具有洁净、高效的特点，氢的产生、输运和储存是氢能源的关键问题。目前，大多数氢动力车辆是通过氢燃料电池驱动的。

生物学作用　氢是组成人体的主要元素，约占人体质量的10％。组成人体的化学元素中，在质量上氢占第3位，数目上占首位。氢是人体中水，酸，碱及各种有机物如蛋白质、碳氢化合物、脂肪、维生素的组成部分。与氧、氮等电负性高的原子共价结合的氢原子进一步与另外相邻的氧、氮之间形成的氢键维持蛋白质、DNA等分子的稳定构象，一旦氢键被破坏，其功能就完全丧失了。

核反应和核能　氢核聚变是星球辐射能的源泉。重水（D2O）是核工业的重要原料。氘和氚发生热核聚变，可以释放巨大的能量。相应的核反应如下。

氚的产生：

氘和氚的热核聚变（>100MK，等离子体）：

ΔH=-1698MJ/mol

产生的中子再去轰击6Li，引导进一步的反应，放出更多的能量。核聚变反应的环境风险比235U核裂变小。太阳正是基于上述聚变过程而发热发光，它每秒消耗6亿吨H，转化为5.95亿吨He，亏损的400万吨质量，按照爱因斯坦质能联系方程E=mc2转变成辐射能。其中照射到地球上的光能约相当于1.5876kg的质量亏损。氢弹是一种威力强大的核武器，其巨大的能量也源于上述热核聚变反应。