A hidrogén izotópjai
A hidrogénnek három fő izotópja van: a protium (1H), a deutérium (2H) és a trícium (3H). Ezek az izotópok a természetben természetes módon keletkeznek. A protium és a deutérium stabil. A trícium radioaktív, felezési ideje körülbelül 12 év. A tudósok négy másik hidrogénizotópot is létrehoztak (4H-h7), de ezek az izotópok nagyon instabilak, és a természetben nem léteznek.
A hidrogén fő izotópjai egyediek, mivel ezek az egyetlen izotópok, amelyeknek nevük van. Ezek a nevek ma is használatosak. A deutérium és a trícium néha saját szimbólumot kap, D és T. A Nemzetközi Tiszta és Alkalmazott Kémiai Unió azonban nem nagyon szereti ezeket a neveket, annak ellenére, hogy gyakran használják őket. Vannak más izotópok is, amelyeknek saját nevük volt, amikor a tudósok a radioaktivitást tanulmányozták. Az ő nevüket azonban ma már nem használják.
A hidrogén három legstabilabb izotópja
Protium (hidrogén-1)
A protium a hidrogén leggyakoribb izotópja. A világegyetemben található összes hidrogén több mint 99,98%-át teszi ki. Azért nevezték el protiumnak, mert atommagjában csak egy proton van. A protium atomtömege 1,00782504(7) u. A protium jelképe 1H.A protium protonja még soha nem bomlott el egy megfigyelés során, ezért a tudósok úgy vélik, hogy a protium stabil izotóp. A részecskefizika új elméletei azt jósolják, hogy a proton bomolhat, de ez a bomlás nagyon lassú. A proton felezési ideje állítólag 1036 év. Ha a proton bomlása igaz, akkor az összes többi stabilnak mondott atommag valójában csak megfigyelési szempontból stabil, azaz stabilnak látszik. A legújabb kísérletek kimutatták, hogy ha a protonbomlás valóban bekövetkezik, akkor a felezési ideje 6,6 × 1033 év.
Protium, a hidrogén leggyakoribb izotópja. Különlegessége, hogy ez az egyetlen olyan izotóp, amelynek nincs neutronja.
Deutérium (hidrogén-2)
A deutérium, vagy 2H, vagy néha D, a hidrogén másik stabil izotópja. Az izotópnak egy protonja és egy neutronja van. A Földön található összes hidrogénatom körülbelül 0,0026-0,0184%-át teszi ki. A deutérium a Földön a hidrogéngázban kevesebb, a tengervízben viszont több (0,015% vagy 150 ppm). A deutérium nem radioaktív, és nem károsítja az élőlényeket. A deutérium vízmolekulákat is képes alkotni. A protium helyett deutériumot tartalmazó vizet nehézvíznek nevezik.
Tritium (hidrogén-3)
A trícium (3H) a hidrogén legstabilabb radioizotópja. Vagyis a hidrogén összes radioaktív izotópja közül a trícium a legkevésbé radioaktív. Magjában egy proton és 2 neutron található. A trícium béta-mínusz bomlással bomlik, és hélium-3-á alakul. Felezési ideje 12,32 év.A trícium a természetben a felső légkör gázai és a kozmikus sugárzás közötti kölcsönhatás során keletkezik. A nukleáris fegyverek tesztelése során is keletkezik. A tríciumot és a deutériumot a csillagokban a D-T magfúzióban használják fel, hogy sok energiát adjanak ki.
Kérdések és válaszok
K: Hány fő izotópja van a hidrogénnek?
V: A hidrogénnek három fő izotópja van: a protium, a deutérium és a trícium.
K: A protium és a deutérium stabil izotópok?
V: Igen, a protium és a deutérium stabil izotópok.
K: Mennyi a trícium felezési ideje?
V: A trícium radioaktív, felezési ideje körülbelül 12 év.
K: Hány más hidrogénizotópot hoztak létre a tudósok?
V: A tudósok négy másik hidrogénizotópot hoztak létre: 4H-tól 7H-ig.
K: Ez a négy további hidrogénizotóp létezik a természetben?
V: Nem, ezek az izotópok nagyon instabilak, és a természetben nem léteznek.
K: Mi teszi egyedivé a hidrogén fő izotópjait?
V: A hidrogén fő izotópjai azért egyedülállóak, mert ezek az egyetlen izotópok, amelyeknek nevük is van.
K: A deutériumnak és a tríciumnak van saját szimbóluma?
V: Igen, a deutérium és a trícium néha saját szimbólumokat kap: D és T. A Nemzetközi Tiszta és Alkalmazott Kémiai Unió azonban nem nagyon szereti ezeket a neveket, annak ellenére, hogy gyakran használják őket.
