氢（Hydrogenium），是一种化学元素，元素符号H，原子序数为1，原子量1，在元素周期表中位于第一位。氢是唯一其同位素有不同名称的元素，在自然界中氢存在的同位素有氕（pie）、氘(dao)、氚(chuan)。氢最常见的同位素是氕（piē），含1个质子，不含中子。氢是最轻的元素，也是宇宙中含量最多的元素，大约占据宇宙质量的75%。
液氢
物理性质：
氢通常的单质形态是氢气，无色无味无臭，密度比空气小，难溶于水, 是一种极易燃烧的由双原子分子组成的气体，氢气是最轻的气体，其密度为0.08988g/L（在标准状况下，即0°C，101.325kPa），约为空气的1/14。这种极低的密度使得氢气能够轻易地上升到高空。由于氢分子体积小且质量轻，它具有很强的扩散能力，能够迅速在空间中传播。
氢是电和热的不良导体。在足够低的温度下，氢气会转变为液态或固态。液态氢的沸点在标准大气压下为-252.87°C，而固态氢的熔点则更低。在常温常压下，氢气在水中的溶解度相对较小。然而，在高压下，氢气可以大量溶解在水中，形成富氢水，这在某些领域具有潜在的应用价值。
氢原子核（质子）具有磁性，并且具有非零的自旋量子数。这使得氢成为核磁共振（NMR）和磁共振成像（MRI）等技术中的关键元素。
化学性质：
氢气在常温常压下，性质相对稳定，不易与其他物质发生反应。但在点燃或加热的条件下，氢非常活泼。氢与除稀有气体外的几乎所有元素都可形成化合物，存在于水和几乎所有的有机物中。氢气是一种极易燃烧的气体，在空气中燃烧火焰为淡蓝色。它能在氧气或氯气中燃烧，生成相应的化合物。需要注意的是，点燃不纯的氢气可能会引发爆炸，因此在点燃前必须进行验纯操作。当空气中的氢气体积分数达到4%-74.2%时，遇到火源就可能引起爆炸。
氢气具有还原性，即它能够与某些金属氧化物反应，将其还原为金属单质。如：与氧化铜反应生成水和铜。与其他金属氧化物（如氧化铁、三氧化钨等）反应也有类似的现象和结果。
它在酸碱化学中尤为重要，酸碱反应中常存在氢离子的交换。
氢气被钯或铂等金属吸附后，会表现出较强的活性，特别是被钯吸附时效果更为显著。
储存方法：
氢是一种能量密度很高的清洁可再生能源，但其特殊性质导致难以常温常压储存，泄漏后有爆炸危险。若能突破储存技术便可以广泛用于各种动力设备。
亨利·卡文迪什
早在十六世纪，瑞士的一名医生就发现了氢气。他说：“把铁屑投到硫酸里，就会产生气泡，像旋风一样腾空而起。”他还发现这种气体可以燃烧。然而他是一位著名的医生，病人很多，没有时间去做进一步的研究。
十七世纪时，又有一位医生发现了氢气。但那时人们认为不管什么气体都不能单独存在，既不能收集，也不能进行测量。这位医生认为氢气与空气没有什么不同，很快就放弃了研究。
1766年，英国的一位化学家卡文迪什在一次实验中，他不小心把一个铁片掉进了盐酸中，当他正在为自己的粗心而懊恼时，却发现盐酸溶液中有气泡产生，这个情景一下子吸引了他。他又做了几次实验，把一定量的锌和铁投到充足的盐酸和稀硫酸中（每次用的硫酸和盐酸的质量是不同的），发现所产生的气体量是固定不变的。这说明这种新的气体的产生与所用酸的种类没有关系，与酸的浓度也没有关系。
卡文迪什用排水法收集了新气体，他发现这种气体不能帮助蜡烛的燃烧，也不能帮助动物的呼吸，如果把它和空气混合在一起，一遇火星就会爆炸。卡文迪什经过多次实验终于发现了这种新气体与普通空气混合后发生爆炸的极限。他在论文中写道：如果这种可燃性气体的含量在9.5%以下或65%以上，点火时虽然会燃烧，但不会爆炸。
随后不久他测出了这种气体的比重，接着又发现这种气体燃烧后的产物是水，无疑这种气体就是氢气了。卡文迪什的研究已经比较细致，他只需对外界宣布他发现了一种氢元素并给它起一个名称就行了。但卡文迪什受了“燃素说”的影响，坚持认为水是一种元素，不承认自己无意中发现了一种新元素。
后来拉瓦锡听说了这件事，他重复了卡文迪什的实验，认为水不是一种元素而是氢和氧的化合物。
1787年，拉瓦锡正式提出“氢”是一种元素，因为氢燃烧后的产物是水，便用拉丁文把它命名为“hydrogenium”（“生成水的物质”之意）。
2016年1月，英国爱丁堡大学科学家利用钻石对顶砧制造出某种极端高压状态，从而生成“第五状态氢”，即氢的固体金属状态。这种状态的氢通常存在于大型行星或太阳内核之中，分子分离成单原子，电子的行为特征像金属电子一样。
水可分解出氢气
在地球上，自然条件形成的游离态的氢单质相对罕见。在地球上和地球大气中只存在极稀少的游离状态氢。在地壳里，如果按质量计算，氢只占总质量的1%，而如果按原子百分数计算，则占17%。氢在自然界中分布很广，水便是氢的“仓库”——氢在水中的质量分数为11%；泥土中约有1.5%的氢；石油、天然气、动植物体也含氢。在空气中，氢气倒不多，约占总体积的一千万分之五。在整个宇宙中，按原子百分数来说，氢却是最多的元素。
宇宙空间
据研究，在太阳的大气中，按原子百分数计算，氢占81.75%。在宇宙空间中，氢原子的数目比其他所有元素原子的总和约大100倍。氢是宇宙（超过90%）和太阳系（70.68%）中最常见的元素。
2022年10月，中国科学院国家天文台利用中国天眼FAST进行成像观测，在致密星系群——“斯蒂芬五重星系”及周围天区，发现了1个尺度大约为两百万光年的巨大原子气体系统，也就是大量弥散的氢原子气体。
工业用途：
清洁能源：氢能在二十一世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。它是一种极为优越的新能源，其主要优点有：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演绎了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。液态氢可以作为火箭燃料，因为氢的液化温度在-253℃。
工业原料：可生产合成氨和甲醇、制造氨水和化肥，也用来提炼石油、汽油精炼、玻璃磨光、黄金焊接、气象气球探测及食品添加。
还原金属：在高温下用氢将金属氧化物还原以制取金属较之其他方法，产品的性质更易控制，同时金属的纯度也高。广泛用于钨、钼、钴、铁等金属粉末和锗、硅的生产。
氢气球：由于氢气很轻，人们利用它来制作氢气球。
金属切割：氢气与氧气化合时，放出大量的热，被利用来进行切割金属。
氢弹
军事用途：
利用氢的同位素氘和氚的原子核聚变时产生的能量能生产杀伤和破坏性极强的氢弹，其威力比原子弹大得多。
氢对人体的作用
医学用途：
缺血再灌注损伤方面：氢元素的抗氧化及抗炎作用使其在缺血再灌注损伤方面有不俗的表现。
脑组织：日本学者对氢元素治疗轻-中度急性脑梗死患者的安全性和有效性进行了评估，显示氢气吸入治疗对急性脑缺血患者脑组织恢复、神经功能改善和生活质量提高都有显著的效果，提示氢气治疗急性脑梗死可能是一种安全有效的治疗手段。
心肌：有国外学者对ST段抬高型心肌梗死患者冠状动脉介入治疗后给予氢气吸入，随访6个月后发现，氢气吸入组患者左心室每搏输出量较对照组明显改善，这为缺血性心脏病的治疗提供了新思路。
代谢性疾病方面：
高脂血症：有研究对高脂血症患者进行10周的饮用富氢水干预发现，富氢水能激活胆固醇流出调节蛋白活性，促进细胞内胆固醇的流出，加强高密度脂蛋白抗动脉硬化和调血脂功能，此研究提示，富氢水对控制人类高脂血症和预防动脉硬化具有潜在效果。
糖尿病：有相关研究显示，氢气疗法对胰岛素抵抗比较严重和处于氧化应激状态的患者效果最佳，而对胰岛素抵抗较弱的患者效果相对较弱，氢气疗法有预防Ⅱ型糖尿病和胰岛素抵抗的潜能。
神经退行性疾病方面：阿尔茨海默病：有国外学者对73名轻度认知障碍患者采用氢气疗法持续干预一年，结果提示，对载脂蛋白E4基因型携带者的轻度认知功能障碍患者，氢气治疗可能通过降低患者氧化应激水平进而改善疾病症状。
运动损伤及肌肉疾病方面
有研究表明，饮用富氢水可以降低肌肉萎缩、多发性肌炎／皮肌炎、线粒体肌病等肌肉疾病患者的血乳酸/丙酮酸、空腹血糖、血清基质金属蛋白酶３等的水平，提示饮用富氢水对肌肉疾病有一定的治疗效应。同时研究表明，饮用富氢水，可以减少运动过程中氧化代谢产物的堆积，降低血乳酸的增加程度，影响运动导致的人体酸化趋势，从而减轻肌肉疲劳。
肿瘤方面：中国工程院院士汤钊猷主持、徐克成主编的《氢气控癌：理论和实践》中报道，通过对 82例进展期癌症患者的真实世界研究发现，呼吸高浓度氢气使57.1%的Ⅲ期患者和36.1%的Ⅳ期患者获得体能改善，生活质量得到一定提高。吸氢≥3个月后，癌症患者特别是肺癌患者的体能得到了较明显的提高，同时肿瘤标志物的表达也显著降低，癌症的进展也得到一定的控制。
临床研究发现，每日吸氢3小时联合化疗使结直肠癌患者生存时间和预后得到了一定改善，提示吸氢在结直肠癌治疗中具有一定的辅助作用。CHEN等的研究发现吸入氢气可以提高晚期非小细胞肺癌患者的无进展生存期，并降低肿瘤相关胸部症状的发生率，并且氢气吸入可改善癌症患者的疲劳、失眠和疼痛等症状，降低部分肿瘤标志物水平。以上研究均提示氢气疗法可以改善癌症患者的生活质量并控制癌症进展。
皮肤方面：有相当多的研究表明，氢气疗法在皮肤医学领域也发挥着重要作用，比如氢水泡浴或者湿敷可以改善部分银屑病、皮肤过敏等患者的症状，对紫外线引起的皮肤损伤、烧伤后色素沉着、增加皮肤弹性等方面也有一定作用。
氢气球爆炸
氢气虽然无毒，却是一种异常危险的气体。因为氢气易燃，它与空气中的氧气混合后被点燃极易发生爆炸。火花、高温甚至阳光均可引发其爆炸，造成严重危害。
氢气是一种极具潜力的清洁能源，具有高燃烧效率且燃烧产物仅为水，实现零污染排放。它在燃料电池、工业合成、航空航天等领域具有广泛应用，是未来能源结构转型的重要方向。随着技术的发展，氢气有望在全球能源体系中发挥更加重要的作用，相信氢气一定会为我们带来更多的惊喜！