土匪22

构成氢需要哪些条件？

要了解这个问题，我们就得先从氢原子自身出发，仔细研究一下要构成一个氢原子需要具备哪些条件。目前来说，根据原子模型，我们知道，氢原子是由一个电子和一个原子核构成的，而原子核内有一个质子。

但这还没完，根据粒子物理标准模型，质子还是可以再分的，质子是由夸克构成的。

一共是三个夸克，分别是2个上夸克和1个下夸克，其中上夸克带2/3个电荷，下夸克带-1/3个电荷。因此，质子的电荷为：2/3+2/3-1/3=1。

但其实这里还有一个问题，那就是夸克为什么可以构成质子，这就要提到强相互作用了。

传递强力的是胶子，用来把夸克束缚在一定范围内。夸克只要距离越远，强相互作用就会越强。因此，夸克其实有点类似于被关了监狱一样，被困在之子中。这也被称为

除此自外，我们在描述一个粒子时，常常会用到三个物理量，分别是电荷，自旋和质量。对于质子的自旋，目前还没有完全搞清楚原理。而质子的质量，99%来自于强相互作用产生的能量（根据爱因斯坦质能方程E=MC^2，质能等价，可以换算成质量。），而1%来自于夸克的质量。而根据希格斯机制，夸克的质量来自于希格斯场，希格斯玻色子则是希格斯场的振动。所以，最后，我们可以来总结一下：构成一个氢原子需要：

1. 夸克
2. 电子
3. 传递强相互作用的胶子
4. 希格斯场（希格斯玻色子）

粒子的起源

所以，其实科学家通过粒子物理标准模型将四大作用力中除了引力之外的三种力统一了起来。而传递这些里的是基本粒子，这一类粒子也被称为玻色子。而构成物质的粒子则叫做费米子。

所以，产生氢元素的问题在这里转换成了寻找基本粒子起源的问题。而这个问题，其实要从宇宙大爆炸说起。话说在138.2亿年前，发生了宇宙大爆炸。

在大爆炸第一秒内发生了许许多多的事情。一开始宇宙开始降温，空间距离膨胀，四大作用力逐渐分解开来。此时，宇宙出现了各种基本粒子，其中就有夸克和胶子、电子、希格斯玻色子。

后来各种基本粒子在希格斯场中获得了质量，而在胶子的作用下，出现可“夸克禁闭”，也就是说形成了质子。质子中1%的质量来自于夸克和希格斯场的相互作用，99%的质量来自于强相互作用。

但是，此时的温度还很高，还是等离子体。随着温度进一步的下降，大概在宇宙大爆炸之后的38万年后，电子和原子核结合成为原子。

因此，其实宇宙开始初期，宇宙中主要的元素就是氢元素，占比达到了70%多，其次是氦，其他元素还不到1%

其他元素

除了氢元素之外，其实其他的元素是在恒星内部合成的，所以恒星也叫做元素炼丹炉。具体来说，就是恒星的主要分成是氢元素和氦元素。然后恒星的核心发生着核聚变反应。这个核聚变反应有两条路径：质子-质子反应链和碳氮氧循环。

结果就是，4个氢融合成1个氦-4。发现没有？这时候顺位就提高了。所以，恒星其实一直都在炼“元素”，往原子序数高了反应。

但并不是说，可以一直反应下。由于铁的比结合能很高，意思是核聚变产生所需要的能量比反应输出的能量还要大，也就是入不敷出的，大多数的恒星都停在了铁元素之前。如果，质量还特别大，有可能会产生超新星爆炸，这时候就可以合成铁之后的元素。

我们地球上的元素就属于顺位很高的那种，就拿木星来说，它成分其实和太阳很像。所以，科学家认为，在太阳系周围曾经发生了超新星爆发，而地球和地球上所有的东西，都是那一场超新星爆炸带来的留下来的残渣。

最后，总结一下，氢元素是宇宙大爆炸早期留下来的。而更高顺位的元素需要依赖于恒星和超新星爆发。

钟铭聊科学

1）轻原子的形成：按照主流的大爆炸学说，在大爆炸的瞬间没有物质，只有纯能量。随即发生了快速的暴涨，之后宇宙则一直处于膨胀之中。随着空间膨胀，体积增大，温度也随即下降，纯能量开始产生了最初的基本粒子，例如光子、中微子、正负电子对、正反夸克对，不断地产生与湮灭。由于人类尚没有完全弄明白的机制，发生了CP破坏，宇宙中的正物质多于反物质（约十亿分之一的多出率），出现了质子、中子、电子、光子与中微子。在宇宙产生之后约三分钟，在高温高能环境中，中子衰变成了质子与电子形成了氢核，或者与质子一起形成了氦核，也包含很少量的锂核，但此时电子没有被核捕捉，因此没有形成原子。宇宙处于等离子体的相态。

一直膨胀到约38万年，温度下降到足够低，此时的原子核可以捕捉到电子而形成了稳定的原子。宇宙中的光子及中微子可以自由穿行了，到今天则形成了宇宙微波背景辐射（CMB），而中微子背景辐射尚未被发现。这一切的详细论述可以拜读诺奖获得者S.温伯格的名著《最初三分钟》

2）铁以下的其它元素的形成：由贝特首创，经过福勒、霍伊尔、伯比奇夫妇等人的不断完善，恒星内部的核合成学说日趋完善。从碳至铁的所有元素都是在恒星的内部通过核聚变链而形成

3）铁以上的元素形成：大质量的恒星，其内部完成了铁聚变之时，也开始了它的死亡之旅。没有力量能阻止巨大引力而产生的恒星塌缩，而且极为迅速。在塌缩时，引力不断压缩恒星内核，同时向外的能量不断抛射恒星的外表物质。但引力是最终的羸家，在最后的死亡来临时，大质量恒星将发生宇宙中最大的能量爆炸：超新星。爆炸产生的巨大的能量可以再次点发核聚变，产生了铁以上的元素。由于时间短，因此量（丰度）也很少

可见宇宙的初期只能产生轻元素，主要是氢和氦，它们的丰度比约3：1，这与人类的观测一类。而其它的元素都是在恒星内部通过核聚变形成的。从这个意义上说，人类就是恒星的余辉！

刺头小李

答：氢元素和氦元素是宇宙中丰度最高的两种元素，其他元素占比不到1%，其中氢元素就占了大约75%；按照宇宙大爆炸理论的说法，宇宙中的氢元素和氦元素，是大爆炸开始10秒后大量形成的。

太阳有45.7亿年的历史，在这期间，太阳中的氢元素进行核聚变反应，生成了氦元素，并释放大量能量；目前太阳的元素中，氢元素质量大约是71%，氦元素质量大约是27%，其他元素大约2%。

既然我们宇宙中，有如此多的氢元素，那么这些氢元素是怎么来的呢？

目前，宇宙大爆炸理论对宇宙元素丰度的预言，和实际观测情况高度吻合，使得宇宙元素丰度成为宇宙大爆炸理论的重要证据之一。

根据宇宙大爆炸理论的观点，138亿年前，我们宇宙从一个半径无穷小的奇点开始暴涨，起初的温度高达10^32度（普朗克温度）数量级，然后宇宙温度随着宇宙膨胀逐渐降低。

在大爆炸后大约10秒，温度降至30亿度，此时核力可以束缚质子和中子，于是质子和中子结合成稳定的氦元素，而大量的自由质子，则极易和自由电子结合成氢元素（氕），于是宇宙中形成了大量的氢元素和氦元素，虽然经过138亿年的时间，大量氢元素在恒星中燃烧成了氦元素，但我们宇宙中的氢元素还是比氦元素高出很多。

而在我们地球上，氢元素含量只有0.75%，这是因为地球属于固体星球，地球的引力难以束缚住氢元素和氦元素，在地球大气层外层，每天都有大量的氢元素和氦元素逃逸到宇宙空间中；对于像木星这样的气态行星，就拥有高达75%的氢元素，以及大约25%的氦元素组成。

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艾伯史密斯

氢是宇宙中最多的元素，按质量来看，即使氢是最轻的元素，也占宇宙总质量的约3/4。那么，宇宙中这么多的氢是从哪里来的呢？

这还得从宇宙大爆炸之初开始说起。按照现在广为接受的大爆炸理论，在大爆炸开始时，宇宙的体积无限小，密度无限大，温度无限高。大爆炸开始后，温度迅速冷却，这会影响粒子的产生。由于温度表征了粒子的速度，在非常高的温度下，粒子的运动速度如此之快，以至于它们可以逃脱四种相互作用力（万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用）中任意一种力的束缚。

大爆炸后10^(-43)秒，温度为10^(32)度，这被称为“普朗克时间”。大爆炸后10^(-35)秒，温度降为10^(27)度，引力已经分离，宇宙进入暴涨期，夸克和反夸克形成。大爆炸10^(-10)秒，温度降为10^(15)度，强相互作用分离，夸克开始结合成质子（氢核）、中子及其反粒子。大爆炸后0.01秒，温度降到了10^(11)度，弱相互作用和电磁相互作用分离，光子、电子和中微子已经形成。

大爆炸100秒后，温度降到10亿度，这是最热恒星内部的温度，质子和中子在强相互作用下开始结合形成氚核（一个质子和一个中子）、氦核（两个质子和两个中子），还产生了少量的锂核（三个质子和四个中子）和铍核（四个质子和五个中子）。大爆炸大约30万年后，温度为3000度，电子与原子核开始结合在一起，中性原子出现。当一个电子与一个质子结合后，宇宙中的氢就这样产生了。

川陀太空

20170618

深空电报

宇宙里的氢封存在了玻璃质透明含晶陨石中，请科学家检测，便可知其所以然。

这些像泥鳅一样的拉长汽泡，是正在扩张的宇宙能量，成分氢（氕氘氚），也叫微流星，可以检测。

这些雪花就是这些汽泡（微流星）核聚变形成的，汽泡“无中生有”形成雪花，解剖几块“玻璃质透明含晶陨石”定然能搞清楚宇宙中氢的来龙去脉。

大连富丽庭陨工周

氢是这个宇宙中最简单的元素，它由一个质子和一个电子构成。原子量为1.00794u（u为统一原子质量单位，1u为碳原子质量的十二分之一）。它是宇宙中最为常见的元素，占重子数量的75%。它有三种同位素，分别是：氕、氘和氚。氕的丰度为99.9885%。其他两种较为稀有。

图：氢原子

氢原子是恒星的主要燃料，它在恒星中发生核聚变反应，生成了其他的重元素，并在这个过程中降低质量，转换成能量释放出来。

那么，氢又是从何而来呢？

在138亿年前，一个“奇点”突然发生了“爆炸”，为什么爆炸，目前所有的理论都无法解释。目前，科学只能了解普朗克时间以后的事情。

10∧−36秒开始发生了暴涨，暴涨大约只持续到10∧−33～10∧−32秒之间。暴胀结束后，宇宙继续膨胀，但速度就低得多了。这时宇宙中的物质包括了夸克-胶子等离子体和其他的基本粒子。此时的宇宙非常的炙热，所有的粒子都在以接近光速的速度运动着。

此时的物质和反物质数量是相等的，但是，某一种破坏这种平衡的的反应出现，它使得物质的数量超过了反物质的数量，超过的数量大约只有3000万分之一。

宇宙诞生10∧-6秒之后，夸克和胶子开始结合成质子（反质子）和中子（反中子）。此时的温度已经不足以形成质子～反质子对、中子和反中子对，物质和反物质之间发生湮灭，最后只剩下了大约十亿分之一的物质。

宇宙诞生1秒以后，电子和正电子也经历了这一切，湮灭反应后，只剩下了电子。

大约在宇宙大爆炸后的第三分钟，随着宇宙的进一步膨胀，温度降低到大约10多亿度，物质密度大约降低到海面大气的密度。一小部分质子和中子开始结合形成了氘（氢的同位素），其他的质子形成了氢，氢进一步的聚变形成了氦，并且还生成了极微量的锂和铍。这个过程大约进行了17分钟，即宇宙诞生的第20分钟。这就是太初核融合。

随着宇宙的膨胀并冷却，核融合就停止了下来，也幸好宇宙能够以极高速进行膨胀，晚一点这个宇宙的核融合就可能进行到后面的较重元素，这样的宇宙就不大可能会诞生出生命来了。

讲科学堂

150亿年前的宇宙是一团夸克态的物质，直经大约920亿光年。夸克态物质分布在宇宙的各个角落。夸克态物质也是由更小的基础微粒组成，这些基础微粒之间的距离(空间)相对很大。随着时光的流逝，夸克态物质不断凝聚，形成电子、质子、中子和氢原子，并且释放出巨大的能量，推动宏观天体不断演化。形成当前的星系、恒星和行星及我们的地球。

由此可见，宇宙中的氢原子是由夸克态物质不断凝聚成质子、中子而形成的。氢原子在恒星内部还在不断进行热核反应生成更重的元素，如氦原子、碳原子、铁原子等重元素的原子核，并不断对外释放出巨大的光能，推动宏观天体不断演化。

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让无神论者的科学家们回答吧。他们会告诉我们物质的来源、来源的来源、来源的来源的来源、来源的来源的来源的来源、来……、……源。如果你有耐心，你可以听到你死的时候，科学家还在侃侃而谈、永不悔改地探索下去。这就是一万年以后人类的结局。

逍遥神赵科菲

有部书名叫《最初的三分钟》，作者史蒂文.温伯格。基本可以回答你的问题。

七加八等于

自然界中发现的其他86种元素是在这些恒星的核反应和被称为超新星的巨大恒星爆炸中产生的。

在恒星生命的大部分时间里，恒星融合元素氢在它们的核心变成氦。两个氢原子结合成一个系列制造氦- 4的步骤。这些反应占太阳能量的85 %。剩下的15 %来自产生铍和锂元素的反应。

这些核反应产生的能量以各种辐射形式发射，如紫外线、x光、可见光、红外线、微波和无线电波。此外，中微子和质子等带电粒子被释放出来，正是这些粒子构成了太阳风。

地球正处在这股能量流的路径上，这股能量流温暖着地球，驱动着天气，为生命提供能量。地球大气层能够屏蔽掉大部分有害辐射，地球磁场能够偏转太阳风的有害影响。

当恒星的核心耗尽氢时，恒星就开始消失。垂死的恒星膨胀成红巨星，现在开始通过融合氦原子制造碳原子。

更多的大质量恒星开始了更远的距离系列核燃烧或反应阶段。这些阶段形成的元素从氧到铁不等。

超新星爆发时，恒星释放出大量的能量和中子，从而产生比铁重的元素，如铀和金。在超新星爆炸中，所有这些元素都被排入太空。

我们的世界实际上是由恒星核心深处形成的元素组成的，这些元素早已死亡。正如英国皇家天文学家马丁·里斯爵士所说，“我们实际上是逝去的恒星灰烬。”当你买一个气球时，气球里充满了氦气——其中大部分是在宇宙只有3分钟大的时候产生的！

以下是氦元素参与反应制造新元素的例子:

3个氦原子融合成一个碳原子

碳原子+氦原子融合产生氧原子

氧原子+氦原子融合形成氖原子

氖原子+氦原子熔合生成镁原子

116种已知元素中只有90种是自然产生的，那么另外26种来自哪里？

答案可以在被称为粒子加速器的核电厂和机器的发展中找到:

科学家发现，通过让快中子在核反应堆中与铀的常见同位素铀- 238碰撞，产生了“新”元素钚。通过在被称为粒子加速器的机器中将原子粉碎在一起，人们发现可以制造新的元素。例如，用氖原子轰击锔元素的原子，形成元素106——钅喜（Sg）。

106号元素，是一种人工放射性元素，化学符号106或Unh，属周期系VIB族。半衰期最长的同位素是质量数为263的106号元素。已发现质量数为259、260、261和263的四种同位素。

1974年苏联杜布纳联合核子研究所的弗廖罗夫和奥加涅相等用加速器加速的铬离子轰击铅靶，反应合成了质量数为259的106号元素的同位素。他们鉴定259以自发裂变的方式衰变，半衰期为千分之七秒。几乎同时，美国加利福尼亚大学劳伦斯—伯克利实验室的吉奥索等用加速器加速的氧离子轰击259微克的锎靶，反应合成了263，并用测量263衰变链子体的方法进行了鉴定。

關鍵字: 构成 氢原子 科学