第 1 號元素:氫H · Hydrogen

氫ㄑㄧㄥ(一聲)Hydrogen

注音 ㄑㄧㄥ(一聲)·音同「輕」

主要分類(決定顏色) · 金屬性:非金屬

分類說明
  • 氫位於第 1 族,但 IUPAC 的鹼金屬名單(Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)不含氫;PubChem 將氫歸為非金屬。
氫(Hydrogen):氫氣放電管通電後發出的光
氫氣放電管通電後發出的光照片:Alchemist-hp (www.pse-mendelejew.de) · FAL · Wikimedia Commons
原子序
1
元素符號
H
標準原子量
1.0080± 0.0002
週期
1
族
1
區塊
s 區

電子排布

1s1

原子結構與電子殼層分布

  1. K n=11

簡介

宇宙中含量最豐富、也是最輕的元素。可與氧結合生成水,是恆星核融合的主要燃料,工業上用於合成氨與燃料電池。

不屬於鹵素與稀有氣體的非金屬元素,例如氫、碳、氮、氧。

資料附註

  • 氫位於第 1 族,但屬於非金屬,並非鹼金屬。

元素科學故事 · 氫(H)

宇宙最初的元素

已對照來源· 版本 2026-10-16

1671 年 Boyle、1766 年 Cavendish、名稱由來、九成以上原子為氫、恆星核融合、哈柏法、氫化、火箭燃料與燃料電池皆已對照 CIAAW 與 PubChem(LANL、Jefferson Lab)原文。註:LANL 原文寫作 1776 年,與 CIAAW 及 Jefferson Lab 的 1766 年不同,本文採用 1766 年。

如果把宇宙中所有的原子拿來點名,九成以上都會是氫。這個最簡單的原子,只有一個質子和一個電子。

被「看見」很早,被「認出」很晚

早在 1671 年,Robert Boyle 用鐵和酸做實驗時就已經製出氫氣,只是當時沒有人知道它是什麼。直到 1766 年,英國科學家 Henry Cavendish 才確認它是一種獨立的物質。氫的名稱源自希臘文的「水」與「生成」,因為它在空氣中燃燒後會生成水。

最輕,也最基本

氫原子只有一個電子,在一般條件下兩個氫原子共用電子,形成氫分子。恆星的能量主要來自核融合:在極高溫與高壓下,氫原子核結合成氦,同時釋放巨大能量。宇宙中較重的元素,最初也都是由氫,或由氫所形成的元素一步步製造出來的。

從肥料到火箭

工業上大量的氫用於哈柏法,與空氣中的氮結合製成氨,進而製造肥料;油脂的氫化也需要氫。液態氫與液態氧組合是優良的火箭燃料,燃料電池則能把氫的化學能直接轉換成電能。

延伸思考氫排在週期表第 1 族的最上方,和鋰、鈉同一族,為什麼它卻不算鹼金屬?

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延伸閱讀元素

參考來源

  1. IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW): Hydrogen已查閱 2026-10-16
  2. PubChem Element: Hydrogen(收錄 Los Alamos National Laboratory、Jefferson Lab 與 CIAAW 的元素資料)已查閱 2026-10-16
  3. IUPAC. Nomenclature of Inorganic Chemistry — IUPAC Recommendations 2005 (Red Book). N. G. Connelly, T. Damhus, R. M. Hartshorn, A. T. Hutton (eds.). RSC Publishing, 2005. §IR-3.5 Elements in the periodic table, p. 51.已查閱 2026-10-16