小身材，大能量

李启翔

有这样一种元素，它是宇宙中含量最多的元素，但在地球上却含量很少；它是元素周期表上最简单的元素，但人类一开始却忽视了它的存在；它是质量最轻的元素，但却能爆发出孕育生命的能量。它就是氢元素。今天就让我们一起听一听这种“小身材，大能量”元素的自我介绍吧。

氢从哪儿来

说正式介绍自己之前，我先说说“宇宙大爆炸”。大爆炸理论认为，现在的宇宙是由近139亿年前的一个致密、高温的状态扩展而来。这瞬间的爆发后，宇宙飞速膨胀，温度慢慢降低，各种粒子开始逐渐产生了，这就是我的摇篮。

氢的结构

在大爆炸的初期，宇宙中充滿了质子、中子、电子等粒子。当一个质子和一个电子凑在一起，我就诞生了。我的名字叫氢，元素符号是H。展开化学元素周期表，在那么多的元素中，我就排在第一位，来得最早也是原因之一。

氢是宇宙中诞生的第一种元素，也是宇宙中最多的元素。

假如把宇宙放在秤上称一称，那其中的75%都是氢原子。

如果把宇宙中的原子数一数，那其中90%都是氢原子。

氢的三兄弟

虽然我们的结构如此简单，但深究起来，我们氢元素其实是“同位素”三兄弟，每个还都有自己的小名呢。

前面说过，宇宙中除了质子和电子，还有中子等其他的粒子。我们氢元素三兄弟的差别，就在中子的数量上。

最轻的小不点

一升只有0.09克。这是氢的重量，而一升水则有1000克重。一个氢原子里包含的粒子这么少，是所有元素中最少的，所以在元素大家族中，我们氢也是质量最轻的。就因为这个特点，中国化学家徐寿最早给我们起的名字叫“轻气”，有一种特别的萌感呢！

含量排第10。尽管整个宇宙中几乎到处是我们的身影，但因为我们太轻了，地球的引力无法将我们拴在地球表面，我们轻轻一跃就会离开这颗漂亮的蓝色星球，所以在地球上，我们的含量只能排第10位。

最丰富的形态是水。好在我们与氧很容易交朋友，我们搭伴儿在一起就变成了水，地球上的氢元素大部分都是以水的方式留下的。不管是江河湖海，还是雨雪冰雹，水对你们人类和其他生命来说，都是必不可少的。

氢的发现

初遇

帕拉塞尔苏斯用铁屑和酸，第一次制备出了我们，并且发现这种气体可以被点燃，可是他太忙了，忘记了继续研究。

又见

普里斯特利和卡文迪许把制备出的我们和氧气放在一起点燃，发现产生了小水滴。可惜那时候的人们普遍相信，燃烧是一种叫作“燃素”的东西引起的，科学家也被“燃素说”蒙蔽了双眼，又一次与我们错过。

相识

化学家拉瓦锡通过实验，发现水是由氢和氧构成的物质，在科学史上我们终于有了立足之地。拉瓦锡还给我们起了名字：hydrogenium，意思是“生成水的物质”。

宇宙的第一块积木

氢是搭建起宇宙的第一块积木，是宇宙万物的基石。

太阳是氢做的。别看我们在地球上存在的主要模样是水，其实我们氢的身体里蕴藏着巨大的能量。地球的光和热主要来自温暖的太阳，而太阳这样的恒星，主要是由我们氢元素构成的。

从氢到万物。巨大的恒星中，我们氢的兄弟们因为巨大的引力而挤压在一起，不停发生化学反应（核反应），释放出光和热，还会形成其他各种各样的元素。在恒星死亡以后，大量气体和新元素被喷发出去，这些物质弥漫在宇宙中，一部分逐渐聚合成新一代的恒星，以及行星和其他天体。

行星上的氢。在太阳系的行星中，木星这样质量巨大的行星，拥有足够强大的引力，就能将我们留下来，木星的氢气含量达到90%，所以木星和类似它的几颗大质量行星都是气态行星。而地球和其他几颗质量较小、引力较小的行星，无法留住大量的氢气，因此是固态行星。