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在化学元素史上，人们把氢气的发现者确定为英国化学家和物理学家卡文迪许。
16世纪末期，瑞士化学家帕拉塞尔苏斯注意到一个现象，酸腐蚀金属时会产生一种可以燃烧的气体，也就是说他无意中发现了氢气。1671年，爱尔兰著名哲学家、化学家、物理学家和发明家罗伯特·玻义尔也曾经研究过氢气，而且他描述了氢气性质。在科学史上，人们最终把氢气的发现者确定为亨利·卡文迪什。因为是他最先把氢气收集起来，并仔细加以研究，并确定了氢气密度等性质。
1766年，卡文迪什把一篇名为《论人工空气》的研究报告提交给英国皇家学会。在这一论文中，所论及的除碳酸气外，主要讲的就是氢气。卡文迪什用铁和锌等与盐酸及稀硫酸反应的方法制取氢气，并将氢气用水银槽法收集起来。他发现，用一定量的某种金属与足量的各种酸作用，所产生的氢气量总是固定不变的，与酸的种类和浓度无关。他还发现，氢气与空气混合点燃会发生爆炸。所以卡文迪什称氢气为“可燃空气”，并指出，这种气体比普通空气轻11倍，不溶于水或碱溶液。
1781年，英国化学家普利斯特里在做有关“可燃空气”的实验时，发现它和空气混合爆炸后有液体产生。普利斯特里把这一发现告诉了卡文迪什，卡文迪什用多种不同比例的氢和空气的混合物进行实验，证实了普利斯特里的发现，并断定所生成的液体是水。卡文迪什指出，如果把氢气和氧气放在一个玻璃球里，再通上电，就生成水。当氧气被发现后，卡文迪什用纯氧代替空气重复以前的实验，不仅证明氢气与氧气化合成水，而且定量地确认大约2体积氢气与1体积氧气恰好化合成水，该结果发表于1784年。由于卡文迪什是燃素学说的虔诚信徒，所以他认为，金属中含有燃素，当金属在酸中溶解的时候，金属所含的燃素释放出来，形成了这种“可燃空气”。尽管卡文迪什首先发现了氢气，并首先证明了氢气和氧气反应的定量关系，但由于受到传统理论的束缚，他并没有正确认识到氢气发现的重要价值。
1782年，拉瓦锡重复了他们的实验，并用红热的枪筒分解了水蒸气，明确提出正确的结论：水不是元素而是氢和氧的化合物，纠正了两千多年来把水当做元素的错误概念。1787年，他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“Hydrogen”（氢），意思是“产生水的”，并确认它是一种元素。
在地球上和地球大气中只存在极稀少的游离状态氢。泥土中约有1.5%的氢，石油、天然气、动植物体也含氢气。氢气密度非常小，是自然界分子量最小的气体，比空气的密度小许多，是空气的1/14。即在0 ℃时，一个标准大气压下，氢气的密度为0.0899 g/L。
