在標準溫度和壓力下氫氣中的哪一種含有接近四分之一？
仲氫
水分子是地球表面上最多的分子，除了以氣體形式存在於大氣中，其液體和固體形式占據了地面70-75%的組成部分。標準狀況下，水分子在液體和氣體之間保持動態平衡。室溫下，它是無色，無味，透明的液體。作為通用溶劑之一，水可以溶解許多物質。因此，自然界極少有水的純淨物。水以多種形態存在，固態的水即我們熟知的冰，氣態的水即我們所說的水蒸氣，而一般只有液態的水才被視為水。在其臨界溫度及壓力時，水分子會變為一種「超臨界」狀態，液態般的水滴漂浮於氣態之中。重水是普通水的氫原子被它更重的同位素氘所取代而形成的。其化學性質和普通水基本一致，常用在核反應爐中減速中子。
氫在不同情況下都會對人體造成危險。與空氣混合時，氫氣會輕易燃燒和爆炸，而純氫氣則會使人窒息。洩漏到空氣中的氫氣無色無味，且可以自燃，產生高溫但無色的火焰，因此有意外灼傷的可能性。液氫的溫度極低，所以和其他低溫液體一樣有一定的危險性，比如會引致凍傷。氫氣可以溶解在多種金屬之中，除了可能的洩漏以外，氫氣還會造成金屬的氫脆現象，引致材料爆裂。氫的許多性質都受到了其自旋異構體比例的影響。不少數據所描述的是處於平衡態的氫氣，但氫氣有時需要幾天乃至幾週的時間才會達致平衡，所以它的安全數據可能和現實中的氫氣有所差別。另外，容器的形狀，也會大大影響氫氣的爆炸臨界溫度和壓力。
元素的另一種常見的分類是在特定的溫度及壓力下，利用元素本身的物質狀態是固態、液態或氣態來區分。大部份的元素在標準狀況下是固態，也有一些是氣態。在0℃及正常大氣壓力下會是液態的元素只有溴及汞，而銫及鎵在上述條件下是固態，但分別會在28.4°C及29.8°C融化為液態。在一大氣壓力下的熔點及沸點也常用來作為元素的分類。大部份元素的熔點及沸點都已知道，不過有些放射性元素只能非常少量的製備，而且其半衰期短，因此可能還無法量測其熔點或沸點。因為氦在一大氣壓力下的絕對零度時也是液態，因此依傳統的表示方式，氦只有沸點，沒有熔點。
雙原子氫分子有兩個原子核相對自旋不同的自旋異構體。其中正氫的兩個質子自旋平行，形成三重態，分子自旋量子數為1；仲氫的兩個質子自旋反平行，形成單重態，分子自旋量子數為0。在標準溫度和壓力下，氫氣含74.87%正氫和25.13%仲氫。正氫和仲氫的平衡比例受溫度影響，但由於仲氫屬於激發態，而非穩定態，所以無法純化分離出來。在極低溫度下，處於平衡狀態的氫幾乎完全由仲氫組成，如在25克耳文下仲氫的含量為99.01%；隨著溫度的升高，正氫和仲氫的平衡比例趨向於3:1。純正氫在液態和氣態時的熱力屬性與混合態截然不同，這是因為兩者在旋轉熱容上有很大的差異。其他含氫分子和官能基也有正、仲之分，例如水和亞甲基，但它們在熱力屬性上的差別極小。在沒有催化劑的情況下，正氫和仲氫之間的轉換速率隨著溫度的升高而增加，所以急速冷卻的氫會含有高比例的仲氫，且這一仲氫會非常緩慢地轉變為正氫。氫在冷卻後的正、仲比例對液氫的製備和儲存十分重要：仲氫向正氫的轉化是一個放熱過程，其產生的熱量足以使一部份液氫蒸發並流失出去。在氫冷卻過程中協助正氫、仲氫轉化的催化劑有：三氧化二鐵、活性炭、鉑石棉、稀土金屬、鈾化合物、三氧化二鉻及某些鎳化合物等等。