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氢气是一种极易燃的气体在空气中的体积分数为4%至75%时都能燃烧。氢气燃烧的焓变为−286 kJ/mol

2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(l); ΔH = -572 kJ/mol

氢气占4%至74%的浓度时与空气混合或占5%至95%的浓度时与lv气混合时是极易爆炸的气体在热、日光或火花的刺激下易引爆。氢气的着火点为500 °C。纯净的氢气与氧气的混合物燃烧时放出紫外线。

因为氢气比空气轻所以氢气的火焰倾向于快速上升故其造成的危害小于碳氢化合物燃烧的危害。氢气与所有的氧化性元素单质反应。氢气在常温下可自发的和lv气需要光照反应 氢气和氟气在冷暗处混合就可爆炸生成具有潜在危险性的酸氯化氢或氟化氢。

1766年由卡文迪许（H.Cavendish）在英国发现。

在化学史上人们把氢元素的发现与“发现和证明了水是氢和氧的化合物而非元素”这两项重大成就主要归功于英国化学家和物理学家卡文迪许（CavendishH.1731-1810）。

在化学史上有一个与这些论文稿有关的有趣的故事。卡文迪许1785年做过一个实验他将电火花通过寻常空气和氧气的混合体想把其中的氮全部氧化掉产生的二氧化氮用苛性钾吸收。实验做了三个星期后残留下一小气泡不能被氧化。他的实验记录保存在留下的文稿中后面写道“空气中的浊气不是单一的物质氮气还有一种不与脱燃素空气氧化合的浊气总量不超过全部空气的1/12.一百多年后1892年英国剑桥大学的物理学家瑞利（RagleighL.1842-1919）测定氮的密度时发现从空气得来的氮比从氨氧化分解产生的氮每升重0.0064克百思不得其解。化学家莱姆塞（RamsayW.1852-1916）认为来自空气的氮气里面能含有一种较重的未知气体。这时化学教授杜瓦DuvelJ.1842-1923向他们提到剑桥大学的老前辈卡文迪许的上述实验和小气泡之谜。他们立即把卡文迪许的科学资料借来阅读瑞利重复了卡文迪许当年的实验很快得到了小气泡。莱姆塞设计了一个新的实验除去空气中的水蒸气、二氧化碳、氧气和氮气后也得到了这种气体密度比氮气大用分光镜检查后肯定这是一种新的元素取名氩。这样卡文迪许当年的工作在1894年元素氩的发现中起了重要作用。从这个故事可看出卡文迪许严谨的科研作风和他对化学的重大贡献。1871年剑桥大学建立了一座物理实验室以卡文迪许的名字命名这就是有名的卡文迪许实验室它在几十年内一直是世界现代物理学的一个重要研究中心。

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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公认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世纪瑞士有名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世纪时比利时有名的医疗化学派学者海尔蒙特（van HelmontJ.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（LemeryN.1645-1715）在巴黎科学院的《报告》上也提到过它。

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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、稀盐酸作用制得“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化学家舍勒、基尔万（KirwanR.1735-1812）等的赞同。由于把氢气充到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。

虽然氢气在通常状态下不是非常活泼但氢气与绝大多数元素会组成化合物。碳氢化合物已知有数以百万种但它们不会由氢气和碳直接化合形成。氢气与电负性较强的元素如卤素反应在这些化合物中氢的氧化态为+1。氢与氟、氧、氮成键时可生成一种较强的非共价的键称为氢键。氢键对许多生物分子具有重要意义。 氢也与电负性较低的元素如活泼金属生成化合物这时氢的氧化态通常为 -1这样的化合物称为氢化物。

氢与碳形成的化合物由于其与生物的关系通常被称为有机物研究有机物的学科称为有机化学而研究有机物在生物中所起的作用的科学称为生物化学。按某些定义“有机”只要求含有碳。但大多数含碳的化合物通常都含有氢。这些化合物的性质主要是由碳氢键决定的。故有时有机物的定义要求物质含有碳氢键。

无机化学中H- 可以作为桥接配体连接配合物中的两个金属原子。这样的特性通常在13族元素中体现尤以铝配合物。

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