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氫娘

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萌娘百科化學元素萌化專題正在建設中,歡迎您參與完善本條目☆chemiluminescence~
自從看了元素娘,麻麻再也不用擔心我的化學成績啦~

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非鹵非金.jpg

非鹵族非金屬自由聯盟控制區
X遠道而來的同志,歡迎來到非鹵族非金屬自由聯盟,讓我們打倒鹵族暴政!X
  1. X和諧友好是我們的宗旨,傷害別人是可恥的行徑(註)鹵族外非金屬娘本體沒什麼攻擊性,生命甚至依賴她們---如果你不是厭氧細菌X
  2. X我們的民族政策是各美其美,美美與共(註)鹵族外非金屬娘們的家族成分複雜,含非金屬,類金屬,後過渡金屬三個種族X
  3. X財富使人墮落,為此我們主張不應有絕對的富人和窮人(註)鹵族外非金屬娘的被推和推倒能力往往同樣突出,既可以得電子又會失電子(氧娘除外)X
打倒軍政府暴政!非金屬聯邦屬於人民!H C N O P S Se
001-H.jpg
基本資料
本名
Hydrogen
希朵蘿珍
暱稱化學符號
H
身高原子半徑
30pm(共價)
體重原子量
1.00794
熔點 -259.16℃
沸點 -252.879℃
密度 0.0899kg/m3
化合價 -1,0,+1
存在
地表:1520ppm,
宇宙:2.79×1010ppm
行動力電負性
2.20(Pauling標度)
姐妹們同位素
氫(氕)1H(99.9885%),氘
2H(0.0115%),氚
3H(β-,T1/2=12.33年)等
相關人士元素 氦娘鋰娘鎳娘

氫娘是原子序數為1的元素的擬人化萌娘。

氫娘的顏色是深天藍色,這是因為氫娘燃燒時發出的火焰是淡藍色,但是一般會因為含雜質變成橘黃色。標況下是無色氣體(一本正經)

家族,使魔,社會關係

氫.jpg

家族

氫娘位於元素周期表中的IA族(有時放在鹵素族,在鹼金屬和鹵素兩邊都放甚至碳族),本應該和這族下面幾位一樣屬於鹼金屬(或者鹵素),但是由於她的一些特性,通常並不被歸為鹼金屬,也不被歸類為鹵素,而是單獨分出來。無家可歸的孩子。我這是高貴的體現!我才不與她們同流合污!」氫娘如是說。其實已經快哭出來了

在宇宙中含量為75%的她,通過恆星核聚變(恆星核合成)和超新星爆發(超新星核合成)才製造出了元素周期表的幾乎所有其他元素。她是獨特的,只有她能高居於周期表的最上方,以獨一無二的身份俯瞰其他元素——「她的孩子們」。

外貌

氫娘的長相接近普通少女,一頭淡藍色的短髮,穿着普通的連衣裙。與別的元素不同的是,氫娘有一雙近乎透明卻格外強力的巨大雙翼(密度最小),能夠把她帶到很高很高的地方。

性格及工作

有八個不同的姐妹,雖然大多數人只知道出鏡率最高的三姐妹,她們分別是piē娘(1H)、dāo娘(2H 或 D) 和chuān娘(3H 或 T)。存在於自然中所有氫娘的99.98%是氕娘,大約0.02%是氘娘,氚娘以及其他姐妹的存在感極低[1]

眾所周知(大霧),氫娘喜歡百合。她們自攻自受時即可形成氫氣娘(合體?)。氫氣娘是三無少女(無色、無xiù、無味),空氣的密度是她的14.38倍,具有很高的擴散速度,同時氫娘具有很好的導熱性,氫娘不擅長潛水,所以在水中溶解度很小,273K時,1體積的水中最多僅能存在0.02體積的氫氣娘。

氫氣娘的眼睛原子核可能會是異色瞳自旋相反同色瞳自旋相同,分別稱為仲氫和正氫。

有很多過渡金屬娘(如鎳娘NicoNickel鈀娘鉑娘)喜歡包養(啊!抓走活滴!)氫氣娘,尤以鈀娘為甚[2]。室溫下,1隻粉狀鈀娘可以包養900隻氫氣娘。被包養的氫原子娘具有很強的S屬性/M屬性,取決於碰上的元素娘是誰。例如,在此狀態下的氫娘可以迅速推倒氧氣娘被氧氣娘推倒,而氫娘也可以反推砷娘生成AsH3

雖然氫娘只有一個電子,但她與自己的成鍵方式也是千奇百怪,有H2中最簡單的單鍵,H3+中的三中心二電子鍵,還有H2+中極不穩定的單電子σ鍵。

被空氣中各種雜質搞得亂七八糟(不純)的氫娘脾氣變得有點暴躁,爆炸極限(體積分數)為非常寬泛的4.1%~74.2%,當與空氣混合在以上體積分數中時一點點火星便可引爆所以點燃氫氣前記得驗純!

氫娘廣泛存在於宇宙中,並作為恆星的食物幫助恆星進行聚變。(被吃完就變成氦娘了)

在地球上,最常見的狀態是跟氧娘3P百合,剩餘的氣體狀態氫娘大多被用來做以下的實驗:

氫娘:聽說有人用我做了個什麼。。。大伊萬[3]還是啥?同志,來抽一根大伊萬

使魔

氫娘通常的化合價:-1(Min)H-; 0 H2; +1(Max)H+[4],以及水娘氫氟酸娘等共價化合物。

氫氣娘有一定的還原性,氫氣娘可以和氧娘氯娘等氣體娘燃燒,熱的氫氣流也可以用來還原某些金屬娘的氧化物,使金屬娘氧化物的價態降低直至金屬娘單質(比如氧化銅,製得銅娘稱為煉銅)。

利用氫氣娘的還原性,可用PdCl2的水溶液檢驗氫氣,不過會受到一氧化碳娘等其他還原性氣體的干擾。

$$\ce{PdCl2(aq) + H2 -> Pd(s) + 2HCl(aq)}$$

幾乎所有的酸娘在水中都能解離出氫離子醬,因此酸娘的通性是由氫離子醬的性質決定的。金屬活動性順序表中排在氫娘前面的元素娘就可以從酸溶液中將其置換出來(若為氧化性酸,可能不生成氫娘),而這也經常被用來召喚氫娘。

但是作為一名非金屬娘,氫娘在較高的溫度下也同樣抑制不住內心的火熱,能從比較活潑的IA族和IIA族金屬那裡搶奪電子,變成氫負離子娘。

$$\ce{2Na + H2 ->[HT] 2NaH}$$

這位使魔是個很強的質子鹼,甚至能奪走水娘身上的少量氫離子,放出氫氣。

$$\ce{H- + H2O -> OH- + H2 ^}$$

社會關係

氫娘正常情況常溫下性格相對溫和,除非遇到很強的抖S或者抖M的元素娘,不會有特別激♀烈的百合。

氫娘除了和稀有氣體家族沒有明顯交往外,只要變得焦♀躁加熱幾乎能和其他任何元素娘進行百合。

和金屬娘不同,氫娘的電子不會被比她抖S的非金屬娘完全奪走變成光頭!。繼續和水娘百♀合會讓氫娘變得自♀由,並具有S♀性。

水裡的氫離子娘有一定的S性,而裸露的氫離子娘是令幾乎所有物質都害怕的魔♀王。

相反的,遇到抖M的鹼金屬家族,氫娘會表現出積極的一面,之後會變得很不安分,對着很多有機物娘甚至水娘一頓亂撞,搞得雞犬不寧。把你結構都給你沖爛

性格熱烈,常常能看見她散發着藍色的火光,她的很多除水娘外的使魔也繼承了她的個性。

她在有機化學上是第二常見的元素,僅次於靈魂碳娘。她在背後默默幫助碳娘撐起一個個有機物的身體,而人們卻常常忽視她的存在。(鍵線式省略非官能團的氫)

個頭小,能被許多金屬包養,特別是有疏鬆多孔的結構的金屬娘的形態,如鈀娘鎳娘等,在金屬娘家裡住着的時候性格更火熱(在活性Ni的催化下可以加成芳環)

可以與一些缺電子(註)價電子數小於價層軌道數的元素(如鋁娘鎂娘)結♀合做媒,形成聚合分子,其中存在着氫橋鍵。

會欺負硼娘,欺負完總是興奮不已。(BH₃娘還原性很強)

家裡有八個兄弟姐妹其中一個是氦娘,有兩個質子,但只有三個壽命比較長,其他的常常夭折。

她的性格和元素之城任何一個其他的元素家族都不同,因此大多數時候單獨將她列出來。目前獨居中。

嚴格意義上其他一切元素的祖先就是氫娘,即使是嗜電子如命的鹵素娘也在這方面無疑義。

個人經歷

早在16世紀巴拉塞爾斯(Paracelsus)就發現硫酸娘與鐵娘同化時實際是吃掉鐵娘,能放出一種很的少女。事實上這就是氫氣娘。直到1766年英國物理學家卡文迪許用6種不同的方法召喚出了氫氣娘。這些召喚儀式分別是用鋅娘、鐵娘、錫娘等和鹽酸,稀硫酸作用。但是由於他是燃素說的信徒,並不認為氫娘是一種新的萌娘。
到了1785年,化學家拉瓦錫明確地指出:水是由氫娘和氧娘組成的,氫氣娘是一種可燃氣體,並於1787年將其命名為Hydrogen。「Hydro」是希臘文中的「水」,「gene」是「源」,「Hydrogen」就是「水之源」的意思,這也是氫娘的暱稱的來源。

召喚方式

這又軟又輕的萌娘,不召喚出來怎麼行!

實驗室召喚術

將稀硫酸和鋅娘置於同一試管,她們就會搞姬並產生愛的小泡泡發生置換反應,釋放出氫娘
方程式:

$$\ce{Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2 ^}$$


也可以使用稀鹽酸和鋅發生置換反應生成氫娘
方程式:

$$\ce{Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2 ^}$$

註:此方法不太常用,這是因為用鹽酸的話會因為反應放出熱量,而使得鹽酸中的HCl受熱會發進而使$\ce{H2}$中混雜一些氯化氫氣體,但是可以對其進行吸收(比如讓混合氣體通過鹼性液體),乾燥後即可獲得較純的氫氣。

警告:上述兩種方法制出的氫氣中可能會因鋅金屬不夠純淨而含有$\ce{Zn3P2}$或者$\ce{Zn3As2}$等雜誌,進而使得製取的氫氣中含有H2SPH3AsH3劇毒氣體,注意通風。可使用高純鋅粒並加入少量硫酸銅溶液製取以防止產生上述氣體。

其實理論上所有的氫前金屬娘都可以與酸醬反應產生氫氣娘,但還是鋅娘最為適合。

另外也可以使用鈣娘因為便宜水娘激♀情反應製取高純度的氫氣。

$$\ce{Ca + 2H2O -> H2 + Ca(OH)2}$$

若需極純氫氣,則可藉助儲氫金屬娘與氫娘的結合再分手來提純,如:

$$\ce{2U + 3H2 -> 2UH3}$$

$$\ce{2UH3 -> 2U + 3H2}$$

活潑金屬氫化物如NaHCaH2可與水反應放出氫氣,因此較穩定的CaH2醬可用作野外考察時的氫娘召喚物。

$$\ce{CaH2 + 2H2O -> Ca(OH)2 + H2 ^}$$

工業召喚術

在工業上人們發明了多種方法手段來召喚氫娘:

水蒸氣重整

水娘很喜歡把自己的氧原子塞給獨處或是處於化合態的碳娘,而留下氫娘。所以可以通過強行撮合她們的方法召喚氫娘。

$$\ce{CH4 + H2O ->[HT] 3H2 + CO}$$

$$\ce{CO + H2O ->[HT] H2 + CO2}$$

將氣態的水娘推到火熱的碳娘身上,她們也會激情四射地釋放氫娘

方程式:

$$\ce{C + H2O ->[HT] H2 + CO}$$

氯鹼工業(電解飽和食鹽水)

方程式:

$$\ce{2NaCl + 2H2O ->[ele.] 2NaOH + H2 ^ + Cl2 ^}$$

陰極:

$$\ce{2H2O + 2e- -> H2 ^ + 2OH-}$$

陽極:

$$\ce{2Cl- -> Cl2 + 2e-}$$

附帶還可以召喚有毒的氯娘和可愛的氫氧化鈉娘哦![5]

其他可能方法

熱化學循環制氫

若想直接拆散氧娘和氫娘激烈百♀合產生的水娘,則需要2000℃的高溫,能耗極大,所以人們使用一些中間物黃毛來降低水分解的難度。

Ca-Fe-Br四步循環
  • $\ce{CaBr2(s) + H2O(g) ->[973-1030K] CaO(s) + 2HBr(g)}$
  • $\ce{CaO(s) + Br2(g) ->[773-1073K] CaBr2(s) + 1/2O2(g)}$
  • $\ce{Fe3O4(s) + 8HBr(g) ->[473-573K] 3FeBr2(s) + 4H2O(g) +Br2(g)}$
  • $\ce{3FeBr2(s) + 4H2O(g) ->[823-873K]Fe3O4(s) + 6HBr(g) + H2(g)}$
S-I三步循環
  • $\ce{2H2O(g) + SO2(g) + I2(g) ->[293-373K] 2HI(g) + H2SO4(l)}$
  • $\ce{2HI(g) ->[573-773K] H2(g) + I2(g)}$
  • $\ce{H2SO4(g) ->[1073K,cat] H2O(g) + SO2(g) + 1/2O2(g)}$

光分解水制氫

利用TiO2醬有着在聖光照耀下的躁動電子半導體催化性能,可在光照條件下催化水分解製取氫娘。

生物制氫

讓可愛的微生物(或者酶)們在一定條件下幫忙分解水娘

同伴召喚術

氘召喚:
工業上可運用Girdler硫化氫法進行氘的富集,該過程基於以下平衡:

$$\ce{HDO + H2S <=> H2O + HDS}$$

氚召喚:

$$\ce{^6_3Li + ^1_0n -> ^3_1H + ^4_2He}$$

氫娘的這兩位同伴都是原子彈升級至氫彈的必需品

氫娘的姐妹們

氫娘姐妹有許多成員,其中最穩定的是1H和2H,相對豐度分別是99.9885%和0.0115%

符號 質子 中子 半衰期 原子核自旋/ħ
1H 1 0 穩定 1/2+
2H 1 1 穩定 1+
3H 1 2 12.32年 1/2+
4H 1 3 1.39(10)×10−22 s 2-
4.1H 2 你是氦娘派來的臥底吧? -1(因為渺子娘)[6] 2 >2×10−6 s 0+ (推測)
5H 1 4 >9.1×10−22 s 1/2+
6H 1 5 2.90(70)×10−22 s 2-(推測)
7H 1 6 2.3(6)×10−23 s 1/2+(推測)

元素娘趣事

  • 不知為何,氫娘似乎更喜歡重量級的人物(比如木星娘,土星娘…),可能只有她們能束縛住氫娘那顆飄揚的心?
  • 據說,氫娘的年紀是所有元素娘里最大的。在宇宙大爆炸後0.00001秒第一個質子誕生時氫娘就出生了。所以氫娘已經有137億歲了?殺了你啊!
  • 氫娘曾經被關在飛艇里。但是自從興登堡號事故之後,飛艇中不再用氫娘而改用氦娘不是我的錯!是他們安全知識匱乏…

其他圖片

啊!爆炸了!例如:氫氣和氯氣、氧氣混合後點燃,KA-BOOM!!!如果氫氣和氟氣混合,即使在冷暗處,轟!!!

外部鏈接

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維基百科
提示您
  1. 大約1018個氫娘中才有一個是氚娘。
  2. 這是由於氫氣在這些金屬表面被催化成了氫原子,不穩定的氫原子娘的唯一電子跑進這些金屬內部的空軌道上了。一般放氫吸熱吸氫放熱。
  3. 大伊萬的威力達到了五千萬噸TNT爆炸當量,相當於2.1×1017焦耳,於39納秒內釋放,功率達到5.4×1024瓦,相當於太陽功率的1.4%。
  4. 總是會和其它分子結合在一起,在氣態的質子流中是一個裸的質子娘
  5. 工業制氫不直接電解水是因為電解水同樣需要很多的電,但只生成可愛的氫娘和遍大氣都是的氧娘。而氯鹼工業除了制氫以外,用差不多的電力還可以製得氯氣及燒鹼(NaOH),一舉多得。雖然大部分氫氣娘都和氯氣娘百♀合生成鹽酸娘了……
  6. 原子核中有兩個中子兩個質子,核外有一個電子和一個類似電子的粒子。這個類似電子的粒子軌道特殊,離原子核很近,叫做「渺子」,可以視作原子核的一部分;渺子的質量大於電子小於質子,質量數大概是質子的十分之一,所以這個同位素的相對原子質量才會是4.1