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1776年にヘンリー・キャヴェンディッシュが水素を別個の物質として認識した。 単純な水素原子の図。

水素

原子番号：	1	原子半径(Atomic Radius)。	120 pm（ファンデルワールス）
原子記号：	H	融点：	-259.16 ℃
原子量:	1.008	沸点:	-252.879 ℃
電子配置：	1s1	酸化状態：	-1, +1（両性酸化物）

歴史

ギリシャ語のハイドロ（水）とゲネス（形作る）から来ています。 1776年にヘンリー・キャベンディッシュが水素を別個の物質として認識した。

水素は宇宙に存在するすべての元素の中で最も豊富です。 重元素は、もともと水素原子から作られたか、またはもともと水素原子から作られた他の元素から作られました。 この元素は星の中にあり、陽子-陽子反応と炭素-窒素サイクルを通じて、宇宙の動力源として重要な役割を果たしています。 また、恒星の水素核融合では、水素が結合してヘリウムが生成され、大量のエネルギーが放出される。

米国だけでも、年間約30億立方フィートの水素が生産されています。 水素は、

• 加熱した炭素の蒸気、
• 特定の炭化水素の熱による分解、
• アルミニウム上の水酸化ナトリウムまたはカリウムの反応、
• 水の電気分解、または
• 特定の金属による酸との置換によって調製される。

液体水素は、融点が絶対零度より 20 度高いだけなので、低温工学や超伝導の研究において重要である。

トリチウムは原子炉で容易に生成され、水爆の製造に使われる。

水素は木星や他の巨大ガス惑星の主成分である。 1973年、ロシアの実験グループが2.8Mbarの圧力で金属水素を生成した可能性がある。 このとき、密度は1.08g/cm3から1.3g/cm3に変化している。 それ以前の1972年には、カリフォルニア州リバモアで、2Mbarを中心とする圧力-体積点を観測したグループも同様の実験を報告している。

化合物

純粋な水素は気体であるが、我々の大気中にはほとんど存在しない。 水素ガスは非常に軽いので、結合していない状態では、他の気体との衝突で十分な速度が得られ、すぐに大気圏外に放出されます。 地球上では、水素は主に酸素と結びついて水の中に存在するが、植物などの有機物、石油、石炭などにも含まれる。 大気中では遊離元素として存在するが、体積にして1ppm以下である。 水素は気体の中で最も軽く、他の元素と結合して（時には爆発的に）化合物を形成する。

用途

商業的には、ハーバーアンモニア法による窒素固定や、油脂の水素化などに大量の水素が必要である。 また、メタノール製造、脱アルキル化、水素化分解、水素化脱硫などにも大量に使用される。 その他、ロケット燃料、溶接、塩酸の製造、金属鉱石の還元、風船への充填などにも使用されています。

1立方フィートの水素ガスの揚力は、温度、圧力760mmで約0.07ポンドである。

水素燃料電池は、水素ガスから大量の電力を得ることができるようになる技術です。 このような経済が直面する問題点として、国民の受容性、高い設備投資、現在の燃料に比べた水素の高コストなどがあります。 遠隔地にある発電所で海水を電気分解し、発生した水素はパイプラインで遠くの都市まで運ぶ。 無公害の水素は、天然ガスやガソリンなどの代替となり、冶金、化学処理、精錬などの還元剤としての役割を果たすことができる。 また、ゴミをメタンやエチレンに変換するのにも利用できる。

形状

同位体とは別に、通常の条件下では、水素ガスはオルトおよびパラ水素と呼ばれる2種類の分子の混合物であり、その電子と原子核のスピンによって互いに異なることが明らかにされている。

室温の通常の水素は、パラ型が25％、オルソ型が75％含まれています。 オルト体は純粋な状態では用意できない。 この2つの形態はエネルギーが異なるため、物性も異なる。 パラ水素の融点と沸点は通常の水素より約0.1℃低い。

同位体

通常の水素の同位体はプロチウムと呼ばれ、他の2つの同位体は重水素（陽子と中性子）およびトリチウム（陽子と中性子2個）であります。 水素は、同位体に異なる名前がつけられている唯一の元素です。 重水素とトリチウムは、ともに核融合炉の燃料として使用される。 重水素は通常の水素原子の約6000個に1個含まれています。

重水素は中性子を減速させる減速材として使われます。 トリチウム原子も存在しますが、その割合ははるかに少ないです。 トリチウムは原子炉で容易に生成され、水素（核融合）爆弾の製造に使用されています。 また、夜光塗料の放射性物質として、またトレーサーとしても使用されています

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