氢在大多数化合物中通过共用电子对形成共价键，如CH₄、HF、H₂O、NH₃等。氢与活泼金属结合时得到一个电子，形成含H-的氢化物，如NaH、CaH₂等。强酸中以极性共价键结合的氢，在水中解离出H⁺或H₃O⁺。在硼氢化合物或多核配位化合物中形成氢桥键。与半径小且电负性大的原子结合的氢能够形成氢键，如HF、H₂O、NH₃分子间的氢键。

14.3.1 氢气

1. 氢气的性质

H₂是质量最小的分子，分子间作用力很弱，温度降到20K时才液化。氢分子中H-H键的键能为435.88kJ·mol^-1，比一般单键的键能大，和一般双键的键能相近。因此，常温下氢分子具有一定程度的惰性，与许多物质反应很慢。

H₂与F₂在低温下即发生剧烈反应，光照下与Cl₂剧烈反应，引燃时与O₂剧烈反应，这些反应放出大量热量，易发生爆炸。

H₂与活泼金属在高温下反应，生成金属氢化物。

H₂最重要的化学性质是还原性。在加热的条件下可还原氧化铜，在适当的温度、压力和相应的催化剂存在下，H₂可与CO及不饱和碳氢化合物反应。

H₂+CuO=H₂O+Cu

2. 氢气的制备

实验室常利用稀盐酸或稀硫酸与锌等活泼金属作用制取氢气。因为金属锌中常含有杂质，需要经过纯化后才能得到纯净的氢气。

用电解水的方法得到的氢气纯度高，常采用NaOH或KOH溶液为电解液。

氢气是氯碱工业的副产物。电解食盐水的过程中阴极上放出H₂。

工业生产上大量的氢气是靠催化裂解天然气得到的，如

CH₄+H₂O=CO+3H₂

工业生产上也利用水蒸气通过红热的炭层来获得氢。

C+H₂O(g)=H₂+CO

3. 氢气的用途

氢气重要的用途之一是作为合成氨工业的原料。

3H₂+N₂=2NH₃

高温下，氢气能将许多金属氧化物或金属卤化物还原以得到金属单质。

TiCl₄+2H₂=Ti+4HC1

氢气也是一种重要的有机化工原料，如不饱和有机分子的氢化等都需要氢气。氢气可作为燃料，能迅速燃烧且无污染。氢气在氧气或空气中燃烧时，火焰温度可以达到3000℃左右，可用于切割和焊接金属。

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

版权与免责声明：转载目的在于传递更多信息。

如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起两周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。