Изотопи на водородот

Трите најстабилни изотопи на водород: протиум (А = 1), деутериум (А = 2), и тритиум (А = 3).

Водородот (Предлошка:ДиндH) има три природни изотопи: Предлошка:ГиндH, Предлошка:ГиндH и Предлошка:ГиндH. Предлошка:ГиндH и Предлошка:ГиндH се стабилни, додека Предлошка:ГиндH има период на полураспад од Предлошка:Вред години. Постојат и потешки изотопи; сите се синтетички и имаат полуживот помал од 1 зептосекунда (10 Предлошка:Гинд с). Од нив, Предлошка:ГиндH е најмалку стабилен, додека Предлошка:ГиндH е најмногу.

Водородот е единствениот елемент чии изотопи имаат различни имиња кои остануваат во вообичаена употреба денес: Предлошка:ГиндH е деутериум и Предлошка:ГиндH е тритиум. Симболите D и T понекогаш се користат за деутериум и тритиум; МСЧПХ (Меѓународен сојуз за чиста и применета хемија) ги прифаќа споменатите симболи, но ги препорачува стандардните изотопски симболи Предлошка:ГиндH и Предлошка:ГиндH, за да се избегне забуна во азбучното сортирање на хемиските формули. Предлошка:ГиндH, без неутрони, може да се нарече протиум за да се разјасни. (За време на раното проучување на радиоактивноста, некои други тешки радиоизотопи добиле имиња, но таквите имиња ретко се користат денес.)

Список на изотопи

Забелешка: „y“ значи година, но „ys“ значи јоктсекунда (10 Предлошка:Гинд секунди). Предлошка:Isotopes table |- | Предлошка:SupH | 1 | 0 | Предлошка:Val | colspan=3 align=center|Стабилност | 1/2+ | colspan="2" style="text-align:center" | [[[:Предлошка:Val]], Предлошка:Val] | Protium |- | [[Deuterium|Предлошка:SupH]] (D) | 1 | 1 | Предлошка:Val | colspan=3 align=center |Стабилност | 1+ | colspan="2" style="text-align:center" | [[[:Предлошка:Val]], Предлошка:Val] | Deuterium |- | [[Tritium|Предлошка:SupH]] (T)Предлошка:Refn | 1 | 2 | Предлошка:Val | Предлошка:Val | [[beta decay|βПредлошка:Sup]] | Предлошка:SupHe | 1/2+ | Trace | | Tritium

|- | Предлошка:SupH | 1 | 3 | Предлошка:Val | Предлошка:Val | n | Предлошка:SupH | 2− | | |- | Предлошка:SupH | 1 | 4 | Предлошка:Val | Предлошка:Val | 2n | Предлошка:SupH | (1/2+) | | |- | Предлошка:SupH | 1 | 5 | Предлошка:Val | Предлошка:Val | | | 2−# | | |- | Предлошка:SupH | 1 | 6 | Предлошка:Val# | Предлошка:Val | | | 1/2+# | | Предлошка:Isotopes table/footer

Водород-1 (протиум)

Предлошка:ГиндH се состои од 1 протон и 1 електрон: единствениот стабилен нуклид без неутрони (види дипротон за дискусија зошто не постојат други)

Предлошка:ГиндH (атомска маса Предлошка:Вред) е најчестиот водороден изотоп, со изобилство од >99,98%. Неговото јадро се состои од само еден протон, па затоа го има формалното име protium .

Протонот никогаш не бил забележан дека се распаѓа, така што Предлошка:ГиндH се смета за стабилен. Некои теории за големото обединување предложени во 1970-тите предвидуваат дека распаѓањето на протонот може да се случи со полуживот помеѓу 1028 и 1036 години. Доколку е така, тогаш Предлошка:ГиндH (и сите јадра за кои денес се верува дека се стабилни) се само набљудувачки стабилни. Од 2018 година, експериментите покажале дека просечниот животен век на протонот е > Предлошка:Вред години.

Водород-2 (деутериум)

Деутериумот се состои од 1 протон, 1 неутрон и 1 електрон.

Деутериум, Предлошка:ГиндH (атомска маса Предлошка:Вред), другиот стабилен изотоп на водород, има еден протон и еден неутрон во неговото јадро, наречено деутрон. Предлошка:ГиндH содржи 26-184 ppm (по популација, не по маса) водород на Земјата; помалиот број има тенденција да се најде во водородниот гас, а поголемото збогатување (150 ppm) е типично за морската вода. Деутериумот на Земјата е збогатен во однос на неговата почетна концентрација во Големата експлозија и надворешниот Сончев Систем (≈27 ppm, атомска фракција) и постарите делови на Млечниот Пат (≈23 ppm). Веројатно диференцијалната концентрација на деутериум во внатрешниот Сончев Систем се должи на помалата испарливост на гасот и соединенијата на деутериум, збогатувајќи ги фракциите на деутериум во кометите и планетите изложени на значителна топлина од Сонцето во текот на милијарди години настанокот и развојот на Сончевиот Систем.

Деутериумот не е радиоактивен и не претставува значителна опасност за токсичност. Водата збогатена со Предлошка:ГиндH се нарекува тешка вода. Деутериумот и неговите соединенија се користат како нерадиоактивна ознака во хемиски експерименти и во растворувачи за Предлошка:Гинд - нуклеарна магнетна резонантна спектроскопија. Тешката вода се користи како модератор на неутрони и течност за ладење за нуклеарните реактори. Деутериумот е исто така потенцијално гориво за комерцијално јадрено соединување.

Водород-3 (тритиум)

Тритиумот се состои од 1 протон, 2 неутрони и 1 електрон.

Тритиум, Предлошка:ГиндH (атомска маса Предлошка:Вред), има еден протон и два неутрони во неговото јадро (тритон). Тој е радиоактивен, β-распад во хелиум-3 со полураспад Предлошка:Вред . Трагите од Предлошка:ГиндH се појавуваат природно поради космичките зраци кои се во заемно дејство со атмосферските гасови. Предлошка:ГиндH е исто така пуштен во јадрени тестови . Се користи во водородни бомби, како трагач во изотопската геохемија и во уредите за осветлување преку напојување.

Најчестиот начин за производство Предлошка:ГиндH е бомбардирање на природен изотоп на литиум, Предлошка:ГиндLi, со неутрони во јадрен реактор.

Тритиумот може да се користи во експерименти за хемиско и биолошко обележување како радиоактивен трагач. Спојувањето деутериум-тритиум користи Предлошка:ГиндH и Предлошка:ГиндH како негови главни реактанти, давајќи енергија преку губење на масата кога двете јадра се судираат и спојуваат на високи температури.

Водород-4

Предлошка:ГиндH (атомска маса Предлошка:Вред), со еден протон и три неутрони, е многу нестабилен изотоп. Тој е синтетизиран во лабораторија со бомбардирање на тритиум со брзодвижечки деутрони; тритонот го фаќа неутронот од деутронот. Присуството на Предлошка:ГиндH било заклучено со детектирање на емитирани протони. Се распаѓа со емисија на неутрони на Предлошка:ГиндH со полураспад од Предлошка:Вред (или Предлошка:Вред).

Во сатиричниот роман од 1955 година, Глувчето што рикаше, името квадиум го добил Предлошка:ГиндH што ја напојува Кју-бомбата што Војводството Фенвик го заробило од Соединетите Држави.

Водород-5

Предлошка:ГиндH (атомска маса Предлошка:Вред), со еден протон и четири неутрони, е многу нестабилен. Тој е синтетизиран во лабораторија со бомбардирање на тритиум со брзодвижечки тритони; еден тритон зафаќа два неутрони од другиот, станувајќи јадро со еден протон и четири неутрони. Преостанатиот протон може да се открие и да се заклучи постоењето на Предлошка:ГиндH. Се распаѓа со двојна неутронска емисија на Предлошка:ГиндH и има полураспад од Предлошка:Вред ( Предлошка:Вред) – најкраткиот полураспад на кој било познат нуклид.

Водород-6

Предлошка:ГиндH (атомска маса Предлошка:Вред) има еден протон и пет неутрони. Има полураспад од Предлошка:Вред (Предлошка:Вред).

Водород-7

Предлошка:ГиндH (атомска маса Предлошка:Вред ) има еден протон и шест неутрони. За прв пат бил синтетизиран во 2003 година од група руски, јапонски и француски научници во Фабриката за радиоактивни изотопи на Рикен со бомбардирање на водород со атоми на хелиум-8 ; сите шест неутрони на хелиум-8 биле донирани на јадрото на водородот. Двата преостанати протони биле откриени од телескопот „РИКЕН“, уред направен од неколку слоеви на сензори, позиционирани зад целта на циклотронот RI Beam. Предлошка:ГиндH има полураспад од Предлошка:Вред ( Предлошка:Вред).

Синџири за распаѓање

Предлошка:ГиндH и Предлошка:ГиндH се распаѓаат директно до Предлошка:ГиндH, кои потоа се распаѓаат до [[Helium-3|Предлошка:ГиндHe]]. Распаѓањето на најтешките изотопи, Предлошка:ГиндH и Предлошка:ГиндH не е експериментално забележано.

$\begin{array}{c}\\ {\phantom{A}}_{\phantom{1}}^{\phantom{3}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}1}^{\phantom{2}3}\mathrm{H}& \stackrel{12.32\mathrm{y}}{\to }& {}^{\mathrm{3}}{}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{e}+\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}\\ {\phantom{A}}_{\phantom{1}}^{\phantom{4}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}1}^{\phantom{2}4}\mathrm{H}& \stackrel{139\mathrm{y}\mathrm{s}}{\to }& {}^{\mathrm{3}}{}_{\mathrm{1}}\mathrm{H}+{}^{\mathrm{1}}{}_{\mathrm{0}}\mathrm{n}\\ {\phantom{A}}_{\phantom{1}}^{\phantom{5}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}1}^{\phantom{2}5}\mathrm{H}& \stackrel{86\mathrm{y}\mathrm{s}}{\to }& {}^{\mathrm{3}}{}_{\mathrm{1}}\mathrm{H}+2_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}\end{array}$

Времето на распаѓање е во јоктосекунди ( 10-24 s ) за сите овие изотопи освен Предлошка:ГиндH, што е во години.

Понатамошно читање

• Предлошка:Наведена мрежна страница