小身材，大能量

李啟翔

有這樣一種元素，它是宇宙中含量最多的元素，但在地球上卻含量很少；它是元素周期表上最簡單的元素，但人類一開始卻忽視了它的存在；它是質量最輕的元素，但卻能爆發出孕育生命的能量。它就是氫元素。今天就讓我們一起聽一聽這種“小身材，大能量”元素的自我介紹吧。

氫從哪兒來

說正式介紹自己之前，我先說說“宇宙大爆炸”。大爆炸理論認為，現在的宇宙是由近139億年前的一個致密、高溫的狀態擴展而來。這瞬間的爆發后，宇宙飛速膨脹，溫度慢慢降低，各種粒子開始逐漸產生了，這就是我的搖籃。

氫的結構

在大爆炸的初期，宇宙中充滿了質子、中子、電子等粒子。當一個質子和一個電子湊在一起，我就誕生了。我的名字叫氫，元素符號是H。展開化學元素周期表，在那么多的元素中，我就排在第一位，來得最早也是原因之一。

氫是宇宙中誕生的第一種元素，也是宇宙中最多的元素。

假如把宇宙放在秤上稱一稱，那其中的75%都是氫原子。

如果把宇宙中的原子數一數，那其中90%都是氫原子。

氫的三兄弟

雖然我們的結構如此簡單，但深究起來，我們氫元素其實是“同位素”三兄弟，每個還都有自己的小名呢。

前面說過，宇宙中除了質子和電子，還有中子等其他的粒子。我們氫元素三兄弟的差別，就在中子的數量上。

最輕的小不點

一升只有0.09克。這是氫的重量，而一升水則有1000克重。一個氫原子里包含的粒子這么少，是所有元素中最少的，所以在元素大家族中，我們氫也是質量最輕的。就因為這個特點，中國化學家徐壽最早給我們起的名字叫“輕氣”，有一種特別的萌感呢！

含量排第10。盡管整個宇宙中幾乎到處是我們的身影，但因為我們太輕了，地球的引力無法將我們拴在地球表面，我們輕輕一躍就會離開這顆漂亮的藍色星球，所以在地球上，我們的含量只能排第10位。

最豐富的形態是水。好在我們與氧很容易交朋友，我們搭伴兒在一起就變成了水，地球上的氫元素大部分都是以水的方式留下的。不管是江河湖海，還是雨雪冰雹，水對你們人類和其他生命來說，都是必不可少的。

氫的發現

初遇

帕拉塞爾蘇斯用鐵屑和酸，第一次制備出了我們，并且發現這種氣體可以被點燃，可是他太忙了，忘記了繼續研究。

又見

普里斯特利和卡文迪許把制備出的我們和氧氣放在一起點燃，發現產生了小水滴。可惜那時候的人們普遍相信，燃燒是一種叫作“燃素”的東西引起的，科學家也被“燃素說”蒙蔽了雙眼，又一次與我們錯過。

相識

化學家拉瓦錫通過實驗，發現水是由氫和氧構成的物質，在科學史上我們終于有了立足之地。拉瓦錫還給我們起了名字：hydrogenium，意思是“生成水的物質”。

宇宙的第一塊積木

氫是搭建起宇宙的第一塊積木，是宇宙萬物的基石。

太陽是氫做的。別看我們在地球上存在的主要模樣是水，其實我們氫的身體里蘊藏著巨大的能量。地球的光和熱主要來自溫暖的太陽，而太陽這樣的恒星，主要是由我們氫元素構成的。

從氫到萬物。巨大的恒星中，我們氫的兄弟們因為巨大的引力而擠壓在一起，不停發生化學反應（核反應），釋放出光和熱，還會形成其他各種各樣的元素。在恒星死亡以后，大量氣體和新元素被噴發出去，這些物質彌漫在宇宙中，一部分逐漸聚合成新一代的恒星，以及行星和其他天體。

行星上的氫。在太陽系的行星中，木星這樣質量巨大的行星，擁有足夠強大的引力，就能將我們留下來，木星的氫氣含量達到90%，所以木星和類似它的幾顆大質量行星都是氣態行星。而地球和其他幾顆質量較小、引力較小的行星，無法留住大量的氫氣，因此是固態行星。