氢氧化钠

氢有哪些特性?

氢H是一种化学元素,在元素周期表中位于第一位。它的原子是所有原子中最小的。氢的单质氢气(Hydrogen)是世界上已知的最轻的气体。1766年由卡文迪许(H.Cavendish)在英国发现。它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。所以氢气可作为飞艇的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。无色无味的气体,标准状况下密度是0.09克/升(最轻的气体),难溶于水。在-252℃,变成无色液体,-259℃时变为雪花状固体。灌好的氢气球,往往过一夜,第二天就飞不起来了。这是因为氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔,溜之大吉。不仅如此,在高温、高压下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板。氢气主要用作还原剂。
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%的浓度时与氯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氯气(需要光照)和氟气发生剧烈的燃烧反应,生成具有潜在危险性的酸氯化氢或氟化氢。
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。
氢气与碳形成的化合物,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。这些化合物的独特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,尤以硼烷、铝配合物和碳硼烷中。
对氢原子的氧化,也即让氢原子失去其电子,即可得到 H+ (氢离子)。氢离子不含电子,由于氢原子通常不含中子,故氢离子通常只含1个质子。这也就是为什么常将 H+ 直接称为质子的原因。 H+ 是酸碱理论的重要离子。
裸露的质子 H+ 不能直接在溶液或离子晶体中存在,这是由氢离子和其他原子、分子不可抗拒的吸引力造成的。除非在等离子态物质中,氢离子不会脱离分子或原子的电子云。但是,“质子”或“氢离子”这个概念有时也指带有一个质子的其他粒子,通常也记做 "H+" 。
为了避免认为溶液中存在孤立的氢离子,一般在水溶液中将水和氢离子构成的离子称为水合氢离子(H3O+)。但这也只是一种理想化的情形。氢离子在水溶液中事实上以类似于 H9O4+ 的形式存在。
尽管在地球上少见,H3+ 离子(质子化分子氢)却是宇宙中最常见的离子之一。
氢的同位素
同位素
氢在自然界中存在的同位素有:
氕(piē)(氢1,H)
氘(dāo)(氢2,重氢,D)
氚(chuān)(氢3,超重氢,T)
以人工方法合成的同位素有: 氢4、氢5、氢6、氢7
氘的元素符号为D,氚的元素符号为T。
氕(氢-1)
氕的原子核只有一个质子,丰度达99.98% ,是构造最简单的的原子。
氘(氢-2)
氘为氢的一种稳定形态同位素,也被称为重氢,元素符号一般为2H或D。它的原子核由一颗质子和一颗中子组成。在大自然的含量约为一般氢的7000分之一。氢(H)的同位素,其相对原子质量为普通轻氢的二倍,少量的存在于天然水中,用于核反应,并在化学和生物学的研究工作中作示踪原子(deuterium)——亦称“重氢”,元素符号D。
氚(氢-3)
氚,亦称超重氢,是氢的同位素之一,元素符号为T或3H。它的原子核由一颗质子和两颗中子所组成,并带有放射性,会发生β衰变,其半衰期为12.43年。自然界中存在极微,从核反应制得。主要用于热核反应。
氢-4
氢4-是氢的同位素之一,它包含了质子和三个中子。在实验室里,是用氘的原子核来轰炸氚的原子核,来合成一个氢4的原子核。在这过程中,氚的原子核会从氘的原子核上吸收一个中子。氢4的质量为4.0279121U,半衰期为9.93696x10-22秒。
氢-4.1
氢-4.1结构上类似氦,它包含了2个质子和2个中子,但因其中一个电子被渺子,但由于渺子的轨道特殊,轨道非常接近原子核,而最内侧的电子轨道与渺子的轨道相较之下在很外侧,因此,该渺子可视为原子核的一部份,所以整个原子可视为:原子核由1个渺子、2个质子和2个中子组成、外侧只有一个电子,因此可以视为一种氢的同位素,也是一种奇异原子。一个渺子重约0.1U,故名氢- 4.1(4.1H)。氢-4.1原子可以与其他元素反应,和行为更像一个氢原子不是像惰性的氦原子。
氢-5
氢-5是氢的同位素之一,它的原子核包含了四个中子和一个质子,在实验室里用一个氚的原子核来轰炸氚,这让氚吸收两个氚原子核的质子而形成了氢5。氢5的半衰期非常短,只有8.01930×10-22秒。
氢-6
氢-6是不稳定的氢同位素之一,它包含了一个质子和五个中子,半衰期为3×10-22秒。
氢-7
氢-7是不稳定的氢同位素之一,它包含了一个质子和六个中子
氢原子的构造
氢原子是氢元素的原子。电中性的原子含有一个正价的质子与一个负价的电子,被库仑定律束缚于原子核内。在大自然中,氢原子是丰度最高的同位素,称为氢,氢-1 ,或氕[1]。氢原子不含任何中子,别的氢同位素含有一个或多个中子。这条目主要描述氢-1 。
氢原子拥有一个质子和一个电子,是一个的简单的二体系统。系统内的作用力只相依于二体之间的距离,是反平方连心力。我们不需要将这反平方连心力二体系统再加理想化,简单化。描述这系统的(非相对论性的)薛定谔方程式有解析解,也就是说,解答能以有限数量的常见函数来表达。满足这薛定谔方程式的波函数可以完全地描述电子的量子行为。我们可以这样说,在量子力学里,没有比氢原子问题更简单,更实用,而又有解析解的问题了。所推演出来的基本物理理论,又可以用简单的实验来核对。所以,氢原子问题是个很重要的问题。
薛定谔方程式也可以应用于更复杂的原子与分子。可是,大多时候,没有解析解,必须要用电脑来计算与模拟,或者,必须做一些简化的假设,才能够求得解析解。
化学性质
对氢原子的氧化,也即让氢原子失去其电子,即可得到 H+ (氢离子)。氢离子不含电子,由于氢原子通常不含中子,故氢离子通常只含1个质子。这也就是为什么常将 H+ 直接称为质子的原因。 H+ 是酸碱理论的重要离子。
裸露的质子 H+ 不能直接在溶液或离子晶体中存在,这是由氢离子和其他原子、分子不可抗拒的吸引力造成的。除非在等离子态物质中,氢离子不会脱离分子或原子的电子云。但是,“质子”或“氢离子”这个概念有时也指带有一个质子的其他粒子,通常也记做 "H+" 。
为了避免认为溶液中存在孤立的氢离子,一般在水溶液中将水和氢离子构成的离子称为水合氢离子(H3O+)。但这也只是一种理想化的情形。氢离子在水溶液中事实上以类似于 H9O4+ 的形式存在。

用途
“质子核磁共振”指的是氢原子核(主要是有机)分子核磁共振观察。此方法使用质子的自旋,其中有值的一半。名称检验质子是指发生在氕(氢原子)的化合物,并不意味着自由质子存在的化合物正在研究中。

以上是我对氢肤浅的见解,恳请批评指正
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第1个回答  2013-02-15
氢氧化钠(NaOH),俗称烧碱、火碱、苛性钠,因另一名称caustic soda而在香港称为哥士的,常温下是一种白色晶体,具有强腐蚀性。易溶于水,其水溶液呈强碱性,能使酚酞变红。氢氧化钠是一种极常用的碱,是化学实验室的必备药品之一。氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气,对其必须密封保存,且要用橡胶瓶塞。它的溶液可以用作洗涤液。
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