在常溫下氫氣是一種由雙原子分子H2組成的無色、無嗅、無味的氣體。兩個(gè)氫原子之間的鍵是由σ鍵分子軌道(σs)中的一對(duì)電子組成的。
在0°和760毫米壓力下氫的密度為0.08987克/升,它是已知的最輕的物質(zhì)。因?yàn)樗拿芏鹊?,因此能用下方排氣法收集。?/span>于氫遠(yuǎn)比空氣(空氣的密度為1.293克/升)輕,使它在氣球中用作提升劑。
如果把氫充分冷凍和加壓,它就變成一種液體,這種液體在一大氣壓下的沸點(diǎn)為-252.7°C。液態(tài)氫的低溫用來冷凍其它物質(zhì)至低溫。它可以把所有的其他氣體都轉(zhuǎn)變成固體,唯一的例外是氦。在一259.14°氫凝凍成一種透明的固體。
氫氣比任何其他氣體都擴(kuò)散得快(10.10節(jié)),因?yàn)樗姆肿颖?/span>任何其他氣體都輕,而且運(yùn)動(dòng)得快。可用圖9-3(a)所示的儀器來比較氫和空氣的相對(duì)擴(kuò)散速度。當(dāng)將一只倒置的裝氫氣的燒杯放低并罩在多孔陶杯上,氫氣通過陶杯多孔壁的擴(kuò)散要比在陶杯里的空氣向外擴(kuò)散得快。結(jié)果在陶杯中產(chǎn)生了壓力,它使瓶里的水通過噴嘴壓出。如果把燒杯從陶杯(這時(shí)含有氫氣和空氣)上拿開(圖9-3b),氫氣從杯中向外擴(kuò)散得比空氣快,于是在杯里造成部分真空,使空氣通過噴管而進(jìn)入裝水的瓶子中。