氢的物理化学性能

•物理性能

氢的原子量1.007 97，分子量2.015 94，在0 ℃和1大气压(atm)下的密度为0.089 87 g/L，在空气中的浮力1.205 g/L，其他性能见表1。

表1 氢的性能

氢在水中的溶解度为 0 ℃时每体积水溶解0.021 4体积，20 ℃时溶解0.018体积，50 ℃溶解0.016体积，它稍溶于有机溶液中。许多金属可吸收氢，钯在这方面可大显身手，它可溶约本身体积1 000倍氢。氢溶于钢可引起“氢脆”，铝熔体可溶解相多的氢，温度越高溶解的也越多，同时在所溶解的气体中，氢占70 %以上。氢原子的电离势为13.54 V，氢对热中子的吸收为0.332×10-24cm2。

•化学性能

氢在常温下不活泼，在高温下却是高度活泼的。分子氢在高温时分解成自由的单原子： H22 H，在25 ℃时的分解热为101.2 kcal/mol。氢原子重新化合形成氢分子时会放出大量热，产生高温，可用于原子氢焊中。

氢与氧反应生成水2H2+O2→2H2O，反应热67.6 kcal/mol氢。在室温此反应实际上不发生，但可用催化剂如铂或电火花加速，于是发生剧烈的反应，在没有催化剂时，在300 ℃时稍有反应，高于500 ℃时反应很快，是由如下的一系列连锁反应进行的，反应的高热可用于氢氧焰，以切割和焊接金属：

OH+H2→H2O+H

H+O2→O+OH

O+H2→OH+H

氢与卤素的反应按氟、氯、溴、碘的次序而下降，与氟的反应很猛烈，甚至在-252 ℃的暗室中也是这样： H2+F2→2HF，正确加以控制可产生4 000 ℃的极高温度。与氯的反应在通常情况下甚慢，但在光或热的影响下，可成为爆炸式的：

H2+Cl2→2HCl

氢在高温下可与许多金属发生反应，形成氢化物，如H2+2Li2LiH。许多金属氧化物可在高温下被氢还原成自由金属或低级氧化物。用此法从氧化物制得的金属有Cu、Ag、 Bi、Hg、W、Fe、Ni和Co。同样，Ag、Cu、Ni、Co的氯化物与H在300 ℃～750 ℃反应生成氯化氢和自由金属。金属的溴化物、碘化物比氯化物容易还原。