自然形成的同位素有三種(同一元素的原子具有相同的原子序數，但不同的質量數)，即質子(¹H)、氘(²H)和氚(³H)。一個有趣的事實是，氫是唯一一種同位素有不同的常用名稱的元素。

氫是如何被發現的?

1671年，羅伯特·博伊爾在研究鐵與酸的反應時產生了氫氣，但他最初並沒有意識到這一點。後來，在1766年，亨利·卡文迪什在用鋅和鹽酸做實驗時，認識到氫是一種獨特的元素。他收集了這種氣體的氣泡，並證明它是一種不同的氣體，這種氣體後來被稱為氫氣。後來，他還證明了氫在空氣中燃燒形成水。這導致人們不再相信水是一種元素。因此，人們把氫的發現歸功於亨利·卡文迪許。

為什麼氫燃燒時會發出爆裂聲?

氫是一種活性很強的元素。這種無毒氣體也是高度易燃的。當氫與氧發生化學反應時，也就是當它在空氣中燃燒時，它會發出一種特有的爆裂聲。

讓我們來探究一下這種不尋常聲音背後的原因。

當兩個氫分子和一個氧分子結合時，它們會發生化學反應，產生兩個水分子，同時釋放大量的能量。因此，這個反應在本質上是放熱的。由於這個反應，氫也被稱為“成水”。

這個反應中釋放的能量主要以熱的形式存在。這種熱給混合氣體的分子提供動能，使它們膨脹。氣體周圍的空氣也開始迅速膨脹。這種氣體分子的突然快速膨脹導致音障破裂。因此，當氫氣因爆炸而燃燒時，我們會聽到爆裂聲。

爆炸的聲音也來源於化學反應過程中氣體混合物中存在的雜質。

其他一些涉及聲音發射的反應

1)鞭炮燃燒時，由於硝酸鉀、硫和碳的爆炸性化學反應，形成碳酸鉀、氮、硫酸鉀和二氧化碳，鞭炮會發出聲能。

2)通常在點燃氧乙炔炬時，會聽到爆裂聲，因為炬內氣體流動阻塞或洩漏。

氫的未來

最近的研究表明，氫是一種很有前景的地球“清潔”燃料來源。它在宇宙中的巨大豐富性對我們來說是一個額外的優勢。它已經透過恆星氫聚變過程和質子-質子反應為宇宙提供能量，這只是其中的幾個例子。

氫是一種非常有效的無汙染燃料，因為它裡面沒有碳分子。它燃燒時會產生水。大量的能量可以從涉及氫的化學反應中得到利用，從而解決能量不足的問題。

然而，要取得偉大的成就並不總是那麼容易。氫燃料是昂貴的，這是一個主要的缺點，因為工業更喜歡便宜的燃料。此外，目前生產氫氣的過程本身也不是那麼“清潔”或“無汙染”。工業用氫主要由天然氣生產，天然氣會產生二氧化碳(CO2)。

摘譯自：SCIENCE ABC