氢气和氧气的区别

主要区别 – 氢气与氧气

元素周期表根据原子序数（升序）显示了迄今为止在地球上发现的每一种元素。其中一些元素在地球上非常丰富，而其他元素则是微量元素。氢和氧是地球上几乎无处不在的两种元素。氢气和氧气的主要区别在于 氢在其最稳定的同位素中没有中子，而氧在其最稳定的同位素中有 8 个中子。

涵盖的关键领域

1.什么是氢 – 定义、同位素、结构、特性、丰度 2.什么是氧气 – 定义、同位素、结构、特性、丰度 3. 氢气和氧气有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：同素异形体、原子序数、电子、氢、同位素、中子、氧、质子、Protium

什么是氢

氢是一种元素 原子序数 1 和符号 H.它是在元素周期表顶部发现的元素。氢具有三种天然存在的 同位素。 它们是氚、氘和氚。它们的不同之处在于它们原子核中的中子数量。在这些同位素中，最常见的同位素是朊.自然界中钆的丰度约为 98%。因此，术语“氢”通常是指 Protium。

氢没有中子，只有一个质子和一个电子。氢只有一个 s 轨道，没有其他轨道。因此，氢原子所具有的唯一电子位于 s 轨道。由于该电子是单独且未配对的，因此氢可以形成 H⁺ 通过去除该电子轻松离子化。不成对电子的存在使氢原子不稳定。因此，氢倾向于通过与许多不同的元素共享电子而与它们形成共价键。

自然界中最常见的氢形式是水分子。两个氢原子与水分子中的一个氧原子共价键合。水的分子式为H₂O. 除此之外，氢还存在于碳氢化合物、许多常见聚合物以及其他有机和无机物种中。氢气以氢气的形式存在于大气中。氢气的分子式是H₂.在那里，两个氢原子通过共享它们拥有的唯一电子通过共价键连接。

图 01：H 和 H 的化学结构₂

在标准温度和压力下，氢气是一种无色、无味且无毒的气体。它是高度易燃的。当 H₂ 气体与金属元素反应，形成H^– 阴离子。这种阴离子称为氢化物。金属和氢化物之间的键是离子键，氢原子在氢化物阴离子中有两个电子（成对）。

什么是氧气

氧是一种元素 原子序数 8 和符号哦.天然存在的氧具有三种同位素。他们是 ¹⁶哦， ¹⁷和 ¹⁸O. 但最丰富的形式是 ¹⁶O. 因此，当我们一般谈论氧气时，我们指的是 ¹⁶哦同位素。

氧的原子核中有8个质子和8个中子。它的原子核周围也有8个电子。这些电子位于 s 和 p 轨道。氧的电子排布为1s²2s²2p⁴.由于包含电子的最外层轨道是 p 轨道，因此氧属于元素周期表的 p 区。氧在 2p 轨道中有 4 个电子。其中两个是成对的，另外两个电子是不成对的。因此，氧气可以使 O^2- 通过从外部获得两个电子而产生阴离子。当获得两个电子时，氧得到氖的电子构型，这是一种非常稳定的构型。

氧气形成 O₂ 气体。它是每个生物呼吸所需的气体。 O的百分比₂ 大气中的气体约占 21%。因此，氧气在大气中含量最多。氧气也被发现是水分子的一部分。在那里，氧原子通过共价键与两个氢原子相连。氧是第二大电负性元素，仅次于氟。

图 02：O2 分子的形成

在标准温度和压力下，氧气以双原子分子的形式出现，无味、无色且无毒。氧有两个同素异形体 O₂ 和₃.哦₂ 通常称为分子氧或氧气，而 O₃ 称为臭氧。臭氧主要存在于高层大气的臭氧层中。

定义

氢：氢是原子序数为1，符号为H的元素。

氧：氧是原子序数为8，符号为O的元素。

中子数

氢：最常见的氢同位素在其原子核中没有中子。

氧：最常见的氧同位素在其原子核中有 8 个中子。

轨道

氢：氢只有一个 s 轨道。

氧：氧有 s 和 p 轨道。

不成对电子数

氢：氢有一个不成对的电子。

氧：氧有两个不成对的电子。

共价键数

氢：氢只能形成一个共价键。

氧：氧可以形成两个共价键。

原子质量

氢：氢的原子质量约为 1.00794 u。

氧：氧气的原子质量为 15.999 u。

结论

氢和氧在地壳中都非常丰富。因此，了解氢气和氧气之间的区别很重要。这些元素要么以双原子分子的形式存在于气相中，要么与其他元素结合时以固相或液相的形式存在。

参考：

1.“加拿大氢能和燃料电池协会”。什么是氢？ N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 7 日。2.“什么是氧气？”异源。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 7 日。

图片提供：

1. Jacek FH 的“共价键氢” – 自己的作品 (CC BY-SA 3.0)，来自 Commons Wikimedia2。 “图 02 01 09” 作者：CNX OpenStax (CC BY 4.0) 通过 Commons Wikimedia