水素分子
水素分子(すいそぶんし)は、水素原子の単結合から成る二原子分子。水素分子の原子間距離は、0.074 nm(= 0.74Å)、結合エネルギーはおよそ104 Kcal/mol。水素分子は、それぞれの原子核(プロトン)の核スピンの配向により、オルト(オルソ、ortho)とパラ(para)の2種類の異性体が存在する。オルト水素は、互いの原子核のスピンの向きが平行で、パラ水素ではスピンの向きが反平行である。オルト水素とパラ水素は、化学的性質に違いがないが、物理的性質(比熱や熱伝導率など)に若干の差を生ずる。
その存在比は、常温以上では、オルト水素:パラ水素=3:1(←およその比)である。低温になるほどパラ水素の存在比が増し、絶対零度付近ではほぼ100%パラ水素となる。