氫原子是最簡單的原子：由一個質子束縛住一個電子所組成。以波耳半徑的兩倍計算，氫原子的寬度約為0.11奈米，即110皮米。一奈米是一公尺的十億分之一，一皮米則是一奈米的千分之一。

大小

原子沒有明確的邊界，它的電子也不像行星那樣沿著固定路徑運行。量子物理學反而把電子描述成一團機率雲：電子最可能出現在離原子核某個特定距離處，離得越遠，出現的機率就越低。因此，化學家對原子大小有好幾種不同的定義方式，各自得出不同的數字。

這裡使用的數字，是波耳半徑的兩倍。波耳半徑為52.9皮米，是電子最可能出現的位置與質子之間的距離。它的兩倍是106皮米，四捨五入後即為110皮米。這個名稱是為了紀念尼爾斯·波耳，他在1913年提出的原子模型，把電子放在半徑恰好等於這個數值的圓形軌道上。

其他定義方式，會得出不同的大小。兩個氫原子結合成分子時，彼此中心的距離為74皮米。另一種量測方式稱為凡得瓦半徑，依據的是兩個獨立原子在互相排斥之前，能夠靠近到多近的距離。以這種方式測量，氫原子的寬度約為220至240皮米。

大小比較

氫是宇宙中含量最豐富的元素。太陽的質量中，約有75%是氫。在太陽的高溫環境下，氫原子核會融合形成氦，並釋放出龐大的能量。在地球上，大多數的氫都存在於水中。

同一種元素中，中子數不同的原子稱為同位素。在地球上，超過99.97%的氫原子，其原子核僅由一個質子構成，不含中子。1931年，哈羅德·尤里與他在哥倫比亞大學的同事，發現了一種較罕見的形式──氘，其質量約為一般氫原子的兩倍。

第三種形式稱為氚，除了質子外還帶有兩個中子。氚具有放射性，每12.3年，任何樣本中就有一半會衰變。氚是宇宙射線在高層大氣中撞擊氮分子時，自然形成的。

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