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1.氢含量和同位素
氢是元素周期表中原子序数为1的第一个元素。它是宇宙中最轻、最丰富的元素，占所有物质的75-90%。在地上，几乎所有其他元素的化合物中都发现了它。以水为例，全世界水的氢含量约为1014吨。氢也以游离元素形式存在于大气中，但其含量按体积计小于1ppm。离子氢比分子氢更具反应性，分子氢是由两个氢原子组成的非极性共价化合物。1776年，亨利卡文迪什(HenryCavendish)发现氢是一种独特的物质。七年后，安托万拉瓦锡证明了水是由氢和氧组成，并将其命名为“造水机”。
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最常见的氢同位素是氕H-1，H，原子质量为1007822。第二种同位素是稳定氘H-2,D，由HCUrey和他的同事于1932年发现。自然界中存在的氘的比例为0.14，其物理化学性质与氕略有不同。天然氢中的氘几乎全部与氢原子结合，天然氢的双原子氕-氘含量为0032，分子氘含量很少。第三种氢同位素是放射性氚H-3，T，半衰期为123年，由E.卢瑟福于1934年发现。合成。
2.氢的物理性质
氢气可以被认为是在宽温度范围和高压条件下的理想气体。在标准温度和压力条件下，它是无色、无臭、无味、无、无腐蚀性、非金属双原子气体，不产生明显的生理危害。氢最重要的特性之一是其低密度。因此，为了实际应用，必须对其进行压缩或液化。氢在22K以上的温度（即几乎其气态的整个温度范围）内都具有活性。
氢的状态图
氢气具有高度扩散性和浮力，释放后与周围空气迅速混合。扩散速率与扩散系数成正比，并且扩散速率随温度Tn变化，其中n在172-18的范围内。多组分混合物中的扩散通常用斯蒂芬-麦克斯韦方程来描述。氢在空气中的相对扩散速率大约是空气中的四倍。氢气在浮力影响下上升的速率无法直接确定，因为它取决于氢气与空气之间的密度差、阻力和摩擦力。上升气体体积的形状和大小以及大气湍流也会影响上升气体的最终速度。就安全性而言，氢气的向上浮力在不受的空间中是有益的，但在氢气容易积聚的封闭或部分封闭的空间（例如屋顶下）可能会带来风险。扩散和浮力决定了气体与周围空气混合的速率。虽然氢气和空气的快速混合很快会形成易燃混合物，但这是一个安全题，因为同样地，它会迅速稀释到不可燃范围。因此，在典型的不受的氢气爆炸中，仅释放出混合气体云的极小部分，并且实际上估计释放的能量不超过理论可用能量的百分之几。
氢气体积小、分子量小、粘度低，在较大分子流速下容易发生泄漏。少量的扩散也可能通过完整的材料发生，特别是有机材料，这可能导致气体在密闭空间中积聚，液氢也是如此。氢气的泄漏率比水高50倍，比氮气高10倍。添加气味剂或着色剂可以使小泄漏更容易检测到，但在大多数情况下这是不可能的，即使使用液氢也是如此。
流体中的氢渗透到容器附近的材料中。在较高的温度和压力下，氢气会严重腐蚀低碳钢，导致脱碳和脆化。当在压力下储存或输送氢气时，这是一个严重的题。需要适当的材料选择和技术来防止脆化。
氢以两种不同的形式共存正氢和仲氢，其比例随温度而变化。通常，在室温下，具有相同核自旋的正氢的比率为75，具有相反核自旋的仲氢的比率为25。在低于80K的较低温度范围内，仲氢是更稳定的形式。
在平衡浓度为20K时，仲氢比率为99821，正氢比率为0179。这种转变发生在很长一段时间内，大约3到4天，直到达到新的平衡。然而，磁性杂质和低氧浓度可以催化正氢和仲氢的转化，使转化率提高数倍。FeOH3的催化效果良好，可达数小时。通过催化剂的作用，可以在任何温度下产生任何浓度的自旋态。这两种自旋态之间的大多数物理特性仅略有不同。最重要的是，这两种状态之间存在很大的能量差异。这导致比热容和热导率存在显着差异。在存在辐射场的情况下，会产生游离的氢原子和离子，它们在复合之前也充当催化剂。另一方面，复合会产生过量的正氢。
在193K的反转温度以上，氢也表现出正的汤姆逊焦耳效应。减压后，氢气的温度可能升高并可能发生燃烧。例如，如果压力突然从20兆帕降至大气压，则温度变化为6度。但由于这种作用而发生自燃的可能性较小，更有可能是粉尘颗粒在减压时产生静电或在高温下自燃，从而导致爆炸。
液氢LH2非常清洁，具有更经济的储存特性，但其能耗约为氢气燃烧时释放的热量的三分之一。另一个缺点是，当储存在低温储罐中时，存在不可避免的蒸发损失。储存氢也可以增加蒸发速率。正氢在20K时转化为仲氢时放出的热量高达670kJ/kg，相同温度下的汽化潜热为446kJ/kg。这引起了安全题，并且需要设计氢气路径，以安全的方式释放因转换而释放的热量。
对于开放式液态氢池，必须考虑到冷氢气比周围气体的挥发性更小，并且更可能与空气形成易燃混合物。此外，由于空气成分的冷凝和凝结而导致的LH2快速杂质可能导致冲击爆炸混合物的形成，特别是在富氧区域。当LH2在封闭空间中被加热到环境温度时，其体积会增加845倍，并且局部气压会迅速变化，这种现象会带来额外的危险。在密闭空间中，极限压力可升至172MPa，导致系统破裂。
温度进一步降至沸点以下，最终产生SLH2，液态氢和固态氢的混合物，或浆态氢。浆料具有密度高、吸热延展性高、低温停留时间长等优点。蒸气压甚至会降低到低于大气压，从而造成安全隐患并需要对进入系统的空气进行保护。此外，必须考虑固体形成过程中正氢向仲氢的转化，因为它与相应转化热的释放有关。三相点是温度为138K，压力为72kPa，此时世界可以保持平衡。
当氢气或其他流体保持在临界温度和压力之上时，形成单相“超临界流体”。由于它是可压缩的，因此它具有类似液体的密度和类似气体的特性，其间的瞬态以强烈的结构波动为特征，导致临界点附近的流体特性出现异常行为。与液体相比，它们还表现出更高的流速。超临界状态低温氢的热物理性质与温度和压力密切相关。热物理性质变化很大，特别是在近临界区域。比热容Cp在亚临界温度的“热峰现象”处具有最大值。超临界氢气的粘度随温度变化，并且可能发生从湍流到层流的转变。过渡区域的传热系数很难预测，并且层流区域的传热系数要低得多。
极接近压力下的氢气
一、H在化学中都表示什么？
H是元素符号，元素符号在宏观上可以代表一种元素，在微观上可以代表该元素的原子，因此H可以代表氢元素或氢原子。
如果物质直接由原子组成，则该元素的符号也可以代表该物质。例如，He可以代表元素氦、氦原子或氦气。
二、H在数学中是什么意思？
“h”在数学中最常用于表示几何形状中形状的高度。在计算题中也指时间单位，1小时就是1小时。H的一般表达式
1、在化学中，代表元素氢的化学符号可以代表氢原子，也可以代表由原子组成的物质。
2、在数学几何中，小写字母h代表高度。
3.在哈勃定律中，H代表哈勃常数。
4、在量子物理学中，它的意思是“哈密尔顿算子”，小写字母h代表普朗克常数。-该值约为6-62619610^-34Js,5。在单位制中，电感的单位是亨利。
三、元素周期表里的氢为什么用H代表符号？
氢的英文名称是Hydrogenium，因此元素名称的第一个字母H大写。
氢是一种化学元素，符号为H，在元素周期表中排名第一。氢的常见单质形式是无色、无味、无臭的氢气，是由双原子分子组成的高度易燃气体，是最轻的气体。氢在医学上用于治疗疾病。
地及其大气中只存在极少量的游离氢。在地壳中，氢按质量计算仅占总质量的1，按原子百分比计算仅占17。氢在自然界分布广泛，水是它的“仓库”。水中氢的质量分数为11，土壤中约含1-5氢，石油、天然气、动植物中也含有氢。
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