ایزوتوپ‌های هیدروژن

ایزوتوپ‌های اصلی هیدروژن
ایزوتوپ واپاشی هسته‌ای
فراوانی طبیعی نیمه‌عمر واپاشی هسته‌ای انرژی واپاشی (الکترون‌ولت) محصول واپاشی
۱H ۹۹.۹۸% is stable with ۰ نوترون
۲H ۰.۰۲% is stable with ۱ neutron
۳H ایزوتوپ پرتوزای ناچیز ۱۲.۳۲ سال واپاشی بتا ۳He
Standard atomic weight (Ar)
  • [۱٫۰۰۷۸۴۱٫۰۰۸۱۱][۱]
  • Conventional: ۱.۰۰۸
سه ایزوتوپ هیدروژن با بیشترین پایداری: پروتیوم (A = ۱), دوتریوم (A = ۲), و تریتیوم (A = ۳).

.

هیدروژن (۱H به‌طور طبیعی دارای ۳ ایزوتوپ است که گاهی به صورت ۲H, ۱H, و ۳H نشان داده می‌شوند. دوتای اولی (یعنی ۲H, ۱H) پایدار هستند، درحالی که ۳H دارای نیمه-عمر ۱۲٫۳۲ سال است. همچنین از هیدروژن ایزوتوپ‌های سنگین تری نیز وجود دارند که همگی مصنوعی (سنتزی) هستند، و نیمه-عمر آن‌ها کمتر از یک زپتوثانیه (۱۰−۲۱ ثانیه) است، از این میان، ۵H پایدارترین و، ۷H کمترین پایداری را دارد.[۲][۳]

هیدروژن تنها عنصری است که ایزوتوپ‌های آن نام‌های متفاوتی به صورت عامیانه دارند: ایزوتوپ ۲H (یا هیدروژن-۲) معادل دوتریوم[۴] و ایزوتوپ ۳H (یا هیدروژن-۳) معادل تریتیوم است.[۵] نمادهای D و T گاهی برای اشاره به دوتریوم و تریتیوم استفاده می‌شوند. آیوپاک نمادهای D و T را قبول کرده‌است، اما پیشنهاد کرده‌است که به جای آن از «نمادهای استاندارد» (۲H و ۳H) استفاده شود، به جهت جلوگیری از سردرگمی در طبقه‌بندی حروف در فرمول شیمیایی,[۶] هیدروژن معمولی بدون نوترون گاهی، پروتیوم نامیده می‌شود.[۷] (در طول مطالعات اولیه رادیواکتیو به برخی از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو سنگین نام‌های دیگری داده شد، اما چنین نام‌هایی امروزه به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرد)

جدول ایزوتوپ‌ها[ویرایش]

نماد Z(p) N(n) جرم ایزوتوپ (u) نیمه عمر حالت واپاشی[۸] ایزوتوپ دختر[n ۱] اسپین هسته‌ای representative
isotopic
composition
(mole fraction)[n ۲]
range of natural
variation
(mole fraction)
1H ۱ ۰ ۱٫۰۰۷۸۲۵۰۳۲۰۷(۱۰) پایدار[n ۳][n ۴] 12+ ۰٫۹۹۹۸۸۵(۷۰) ۰٫۹۹۹۸۱۶۰٫۹۹۹۹۷۴
2H[n ۵] ۱ ۱ ۲٫۰۱۴۱۰۱۷۷۷۸(۴) پایدار 1+ ۰٫۰۰۰۱۱۵(۷۰)[n ۶] ۰٫۰۰۰۰۲۶۰٫۰۰۰۱۸۴
3H[n ۷] ۱ ۲ ۳٫۰۱۶۰۴۹۲۷۷۷(۲۵) ۱۲٫۳۲(۲) y β- 3
He
12+ Trace[n ۸]
4
H
۱ ۳ ۴٫۰۲۷۸۱(۱۱) ۱٫۳۹(۱۰)×۱۰−۲۲ s
[۴٫۶(۹) MeV]
n 3
H
2
5
H
۱ ۴ ۵٫۰۳۵۳۱(۱۱) >۹٫۱×۱۰−۲۲ s ? n 4
H
(12+)
6
H
۱ ۵ ۶٫۰۴۴۹۴(۲۸) ۲٫۹۰(۷۰)×۱۰−۲۲ s
[۱٫۶(۴) MeV]
3n 3
H
2#
4n 2
H
7
H
۱ ۶ ۷٫۰۵۲۷۵(۱۰۸)# ۲٫۳(۶)×۱۰−۲۳ s# 4n 3
H
12+#
  1. ایزوتوپ‌های پر رنگ شده پایدار هستند
  2. اشاره به مقدار در آب.
  3. بیشتر از ۶٫۶×۱۰۳۳ yr. فروپاشی پروتون را نگاه کنید.
  4. این و هلیم-۳ تنها هسته‌های پایدار با پروتون بیشتر از نوترون هستند.
  5. تولید شده در طول هسته‌زایی مه‌بانگ
  6. مخزن هیدروژن دارای 2
    H
    با فراوانی ۳٫۲×۱۰−۵ (کسر مول) است.
  7. در طول نئوکلوسنتز بیگ بنگ تولید شده‌است، اما نه اولیه، به این دلیل که همه این اتم‌ها از آن زمان به بعد به هلیم-۳ تجزیه شده‌اند
  8. Cosmogenic

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Y. B. Gurov; et al. (2004). "Spectroscopy of superheavy hydrogen isotopes in stopped-pion absorption by nuclei". Physics of Atomic Nuclei. 68 (3): 491–497. Bibcode:2005PAN....68..491G. doi:10.1134/1.1891200. {{cite journal}}: Cite has empty unknown parameter: |coauthors= (help)
  3. A. A. Korsheninnikov; et al. (2003). "Experimental Evidence for the Existence of 7H and for a Specific Structure of 8He". فیزیکال ریویو لترز. 90 (8): 082501. Bibcode:2003PhRvL..90h2501K. doi:10.1103/PhysRevLett.90.082501. PMID 12633420. {{cite journal}}: Cite has empty unknown parameter: |coauthors= (help)
  4. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "دوتریوم".
  5. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "tritium".
  6. آیوپاک (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005). Cambridge (UK): انجمن سلطنتی شیمیآیوپاک. شابک ‎۰−۸۵۴۰۴−۴۳۸−۸. p. 48. Electronic version.
  7. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "protium".
  8. http://www.nucleonica.net/unc.aspx

پیوند به بیرون[ویرایش]