Izotopy wodoru –izotopypierwiastka chemicznegowodoru (symbol H), z których trzy występują na Ziemi naturalnie. Ze względu na duże względne różnice w masach atomowych najlżejszych izotopów, różnią się one wyraźnie właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Z tej przyczyny wodór jest jedynym pierwiastkiem, którego izotopy (naturalne) mają swoje własne nazwy: prot (1H),deuter (2H) itryt (3H). Prot i deuter są stabilnymi izotopami, tryt i masywniejsze izotopy wodoru sąradioaktywne.
Wodór występuje naturalnie na Ziemi jako mieszanina trzechizotopów:1H (>99,98%),2H (ok. 0,015%), i3H (ślady). Średniamasa atomowa tej mieszaniny wynosi 1,00794u. Pozostałe izotopy wodoru (4H–7H) zostały wytworzone sztucznie[1][2].
1H stanowi ponad 99,98% wszystkich atomów wodoru. Jegojądro zawiera jedynieproton, a masa atomowa wynosi 1,00782503207(10) u[3]. Opisywane właściwości chemiczne wodoru i jego związków w praktyce odnoszą się zazwyczaj do tego izotopu. Nazwaprot jest obecnie rzadko używana.
2H jest drugim stabilnym izotopem wodoru; zawiera proton ineutron w jądrze. Stanowi 0,0026–0,0184% wodoru występującego na Ziemi. Deuter nie jest radioaktywny ani toksyczny. Woda zawierająca atomy deuteru zamiast protu towoda ciężka.
3H znany również jakotryt zawiera w jądrze proton i dwa neutrony. Jest radioaktywny, rozpada się whel-3 poprzezrozpad beta minus zokresem połowicznego rozpadu 12,32lat[4]. Niewielkie ilości trytu występują na Ziemi z powodu oddziaływaniapromieniowania kosmicznego z gazami atmosferycznymi; tryt jest także produktemreakcji nuklearnych.
4H jest wysoko niestabilnym izotopem wodoru. Jądro składa się z protonu i trzech neutronów. Został sztucznie wytworzony w laboratorium w wyniku bombardowania trytu rozpędzonymi do dużej prędkości jądrami deuteru[5]. Obecność wodoru-4 została stwierdzona przez wykrycie emitowanych protonów. Jegomasa atomowa wynosi 4,02781±0,00011 u[3]. Ulega rozpadowi poprzezemisję neutronu i maokres połowicznego rozpadu (1,39±0,10)×10−22 sekundy[6].
5H jest kolejnym wysoko niestabilnym izotopem wodoru. Jądro składa się z protonu i czterech neutronów. Został uzyskany razem z wodorem-4 podczas bombardowania trytu rozpędzonymi jądrami trytu[5][7]. Ulega rozpadowi poprzez podwójnąemisję neutronu, a okres jego połowicznego rozpadu co najmniej 9,1×10−22 sekundy[6].
6H ulega potrójnej emisji neutronów, okres połowicznego rozpadu 3×10−22 sekundy. Składa się z protonu i pięciu neutronów.
7H składa się z protonu i sześciu neutronów. Został otrzymany po raz pierwszy w 2003 roku przez grupę rosyjskich, japońskich i francuskich fizyków w wyniku bombardowania tarczy z zestalonego wodoru wysokoenergetycznymi atomami8He[2][8].
| symbol nuklidu | Z (p) | N (n) | masa izotopu (u)[3] | czas półtrwania[6] | tryb rozpadu[9] | izotopy potomne[ii][9] | spin jądrowy[6] | typowy udział izotopu w wodzie (ułamek molowy) | zakres naturalnego zróżnicowania (ułamek molowy) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1H | 1 | 0 | 1,00782503207(10) | stabilny[iii] | ½+ | 0,999885(70) | 0,999816–0,999974 | ||
| 2H | 1 | 1 | 2,01410177785(36) | stabilny | 1+ | 0,000115(70) | 0,000026–0,000184 | ||
| 3H | 1 | 2 | 3,0160492777(25) | 12,32(2)a | β− | 3He | ½+ | ślady[iv] | |
| 4H | 1 | 3 | 4,02781(11) | 1,39(10)×10−22 s [4,6(9) MeV] | n | 3H | 2− | ||
| 5H | 1 | 4 | 5,03531(11) | >9,1×10−22 s (?) | n | 4H | (½+) | ||
| 6H | 1 | 5 | 6,04494(28) | 2,90(70)×10−22 s [1,6(4) MeV] | 3n | 3H | 2−[v] | ||
| 4n | 2H | ||||||||
| 7H | 1 | 6 | 7,05275(108)[v] | 2,3(6)×10−23 s[v] [20(5) MeV][v] | ½+[v] | ||||
| |||||||||
 | Zobacz galerię związaną z tematem:Izotopy wodoru |
