Isótopos de hidrógeno – Wikipedia

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Protium, el isótopo más común de hidrógeno, compuesto por un protón y un electrón. El caso único es el único isótopo estable sin neutrones.

L ‘ hidrógeno , del símbolo H y de la masa atómica estándar 1.00782504 (7) U, tiene tres isótopos Natural, calificado primero H, 2 Mano 3 H. los otros (de 4 H a 7 H), particularmente inestable, se han sintetizado en el laboratorio pero nunca se han observado en la naturaleza [ primero ] , [ 2 ] .

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El hidrógeno es el único elemento con diferentes nombres y símbolos para sus diferentes isótopos, que todavía se usa hoy. Isótopo 2 H (o H-2) se llama así “Deuterio” (símbolo d) e isótopo 3 H (tú H-3) “Tritio” (símbolo t). Sin embargo, el IUPAC, si reconoce su uso, no lo recomienda. El isótopo más común de hidrógeno, sin neutrones, a veces se llama «Protium» . Durante los primeros estudios sobre radioactividad, también se dieron los nombres de los isótopos pesados ​​de hidrógeno, pero estos nombres ya no se usan.

Le Muon Mu , está formado por un electrón y un antimuon. Moonium tiene propiedades químicas que lo acercan a un átomo de hidrógeno y pueden considerarse como el isótopo más ligero de hidrógeno, señalado 0.11 H [ 3 ] , [ 4 ] .

primero H es el isótopo más común de hidrógeno, con una abundancia de 99.98%. Como su núcleo está compuesto por un solo protón, a veces, pero rara vez, se llama “protio”. Por otro lado, el ion h + + obtenido por la pérdida del único electrón de primero H, y por lo tanto formalmente compensado de un protón, se llama muy comúnmente “protón” y da su nombre a las reacciones (protonación/desprotonación) o características (solvente) que involucran un ión h + + .

2 H , el otro isótopo estable de hidrógeno, conocido como deuterio tiene un núcleo compuesto por un protón y un neutrón. La abundancia atómica en la tierra del deuterio está entre 0.0026 y 0.0184%, el número más bajo correspondiente al número encontrado en el dihidrógeno gaseoso, el más alto en un entorno enriquecido (0.015% o 150 ppm) como el ‘agua de mar. Deuterium no es radiactiva y no representa un peligro significativo en términos de toxicidad. El agua enriquecida con moléculas que contienen deuterio en lugar de átomos de hidrógeno “normales” se llama agua pesada. El deuterio y sus compuestos se utilizan como marcadores no radioactivos en experimentos de química y como solventes para la espectroscopía RMN del protón. El agua pesada se usa como moderador de neutrones y refrigerante en reactores nucleares. Deuterium también es un posible combustible en el contexto de la fusión nuclear.

3 H conocido como tritio tiene un núcleo compuesto por un protón y dos neutrones. Es un elemento radiactivo que se desintegra en el helio 3 por desintegración β – Con una vida media de 12.32 años [ 5 ] . Pequeñas cantidades de tritio están naturalmente presentes debido a la interacción entre los rayos cósmicos y los gases atmosféricos. El tritio también se liberó durante las pruebas de armas nucleares.
El tritio se usa en armas termonucleares, como marcador en geología isotópica y en ciertos dispositivos de iluminación autopropulsados.

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El método más común para producir tritio es bombardear un isótopo natural de litio, litio 6, con neutrones en un reactor nuclear.

El tritio una vez se usó comúnmente como un marcador en química y biología (pero su uso se ha vuelto menos común). La fusión nuclear D-T utiliza el tritio como reactivo principal con deuterio, liberando energía por pérdida de masa cuando los dos núcleos se fusionan a una temperatura muy alta.

4 H aveces llamado quadrabán tiene un núcleo compuesto por un protón y tres neutrones. Es un isótopo de hidrógeno altamente inestable que se ha sintetizado en el laboratorio al bombardear el tritio con núcleos de deuterio rápido [ 6 ] . En esta experiencia, el núcleo del tritio captura un neutrón del rápido núcleo de deuterio. La presencia de hidrógeno 4 se dedució por la detección de la emisión de protones. Su masa atómica es 4.02781 ± 0.00011 [ 7 ] . Se desintegra por emisión de neutrones con una vida media de (1.39 ± 0.10) × 10 −22 segundos [ 8 ] .

Helio Muonic ( 4.1 H [ 3 ] ) se creó sustituyendo un electrón de helio 4 con un muón, el muón orbitante más cerca del núcleo que el electrón. Por lo tanto, el helio muónico puede verse como un isótopo de hidrógeno cuyo núcleo consiste en dos neutrones, dos protones y un muón, con un solo electrones en órbita alrededor del núcleo. El hidrógeno 4.1 se puede unir con otros átomos y, por lo tanto, actúa más como un átomo de hidrógeno que como un átomo de helio, inerte [ 3 ] .

5 H es un isótopo altamente inestable de hidrógeno. Su núcleo consiste en un protón y cuatro neutrones. Se sintetizó en el laboratorio al bombardear el tritio por núcleos de tritio rápido [ 6 ] , [ 9 ] . En esta experiencia, un núcleo de tritio captura dos neutrones de otro núcleo y, por lo tanto, se convierte en un núcleo con cuatro neutrones. Se puede detectar el protón restante, lo que demuestra por deducción la existencia de hidrógeno 5. Se desintegra mediante la doble emisión de neutrones y su vida media es al menos 9.1 × 10 −22 segundos [ 8 ] .

6 H es un isótopo altamente inestable de hidrógeno. Su núcleo consiste en un protón y cinco neutrones. Se desintegró por el programa de triple neutrones y su vida media es 2.90 × 10 −22 segundos [ 8 ]

7 H es el isótopo conocido cuya relación de los números de neutrones y protones es el más alto ( norte / CON = 6). También es el núcleo que tiene la vida media más pequeña conocida, (2.3 ± 0.6) × 10 −23 s . Se descompone en tritio 3 H y cuatro neutrones.

Fue sintetizado por primera vez en 2003 por un grupo de científicos rusos, japoneses y franceses en Riken, bombardeando hidrógeno con átomos de helio 8. Por esta reacción, los seis neutrones de helio 8 se dan al núcleo de hidrógeno. Estos son los dos protones restantes que fueron detectados por el “Telescopio Riken”, un dispositivo compuesto por varias capas de sensores colocados entre el objetivo y el RAI del Ciclotrón [ 2 ] .

La realidad de la existencia, aunque extremadamente fugaz, del hidrógeno 7, fue confirmada en 2007 por la observación de una resonancia nuclear [ diez ] . Esta experiencia se llevó a cabo en Ganil, en Francia, al bombardear un objetivo de carbono 12 por el carbono 13, produciendo un arnés de los átomos de helio 8, algunos de los cuales reaccionaron con el carbono 12 del gas ambiental (del butano C 4 H diez ) suivant la réaction 8
2He + 12
6C ⟶ 7
1H + 13
7N.

Símbolo CON norte Masa atomica
(en) 		Media vida Modo (s) de desintegración [ 11 ] Isótopos (s) -ils [ a ] Giro nuclear
y paridad 		Composición isotópica representativa
(fracción molar) 		Rango de variación natural
(fracción molar)
0.11 H 0 0 0.113 [ 3 ]
primero H primero 0 1.00782503207 (10) Estable [ b ] , [ C ] primero ⁄ 2 + + 0.999885 (70) 0.999816–0,999974
2 H [ d ] primero primero 2,014417778 (4) Estable primero + + 0.000115 (70) [ mi ] 0.000026–0,000184
3 H [ Z ] primero 2 3.0160492777 (25) 12.32 (2) un b – 3 Él primero ⁄ 2 + + Rastro [ el ]
4 H primero 3 4,027 81 (11) 1.39 (10) × 10 -22 s
[ 4.6 (9) Mev ] 		norte 3 H 2 –
4.1 H 2 2 4.116 [ 3 ]
5 H primero 4 5.035 31 (11) > 9.1 × 10 -22 s ? norte 4 H ( primero ⁄ 2 + + )
6 H primero 5 6.044 94 (28) 2.90 (70) × 10 -22 s
[ 1.6 (4) Mev ] 		3n 3 H 2 – #
4n 2 H
7 H primero 6 7.052 75 (108) # 2.3 (6) × 10 -23 s #
[ 20 (5) Mev ]# 		4n 3 H primero ⁄ 2 + + #

Observaciones [ modificador | Modificador y código ]

  • Los valores marcados# no se derivan puramente de datos experimentales, sino también al menos en parte de las tendencias sistemáticas. Los giros con bajos argumentos de asignación están entre paréntesis.
  • Las incertidumbres se dan concisamente entre paréntesis después del decimal correspondiente. Los valores de incertidumbre denotan una desviación estándar, con la excepción de la composición isotópica y la masa atómica estándar de UICPA que usan incertidumbres extendidas.
  1. ↑ (en) Y. B. Gurov et al. , ‘ Espectroscopía de isótopos de hidrógeno superheavy en la absorción de presión detenida por núcleos » , Física de los núcleos atómicos , volumen 68, norte O 3, , pag. 491–497 (Doi 10.1134/1.1891200 , Bibcode 2005pan …. 68..491g )
  2. ↑ a et b (en) A. A. Korsheninnikov et al. , ‘ Evidencia experimental de la existencia de 7 H y para una estructura específica de 8 Él » , Cartas de revisión física , volumen 90, norte O 8, , pag. 082501 (Doi 10.1103/Physrevlett.90.082501 , Bibcode 2003phrvl..90h2501k )
  3. ↑ A B C D y E D. G. flamenco , D. J. Arseneau , O. Sukhorukov , J H. Cervecero , S. L. Criar , G. C. Schatz , ANTES DE CRISTO. Garrett , K. Peter y D. G. Carpintero « Efectos de isótopos cinéticos para las reacciones del helio muónico y el muonio con H2 », Ciencia , volumen 331, norte O 6016, , pag. 448–450 (PMID 21273484 , Doi 10.1126/science.1199421 , Bibcode 2011Sci … 331..448f , Leer en línea )
  4. ↑ (en) David C. Walker, ‘ Muonio. Un isótopo ligero de hidrógeno » , El diario de la química física , volumen 85, norte O 26, , pag. 3960-3971 (Doi 10.1021/j150626a003 )
  5. ↑ G. L. Medidor IT D. A. Tarr, Química Inorgánica , Pearson Prentice Hall, , 3 Es ed.
  6. ↑ a et b (en) G. M. Ter-Akopian et al. , ‘ Actas de la conferencia AIP » , Actas de la conferencia AIP , volumen 610, , pag. 920 (Doi 10.1063/1,1470062 )
  7. ↑ (en) ‘ La evaluación de masa atómica de 2003 » [ Archivo du ] , Centro de datos de masa atómica (consultó el )
  8. ↑ A B y C (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot y O. Bersillon, ‘ La evaluación Nubase de las propiedades nucleares y de descomposición » , Física nuclear a , volumen 729, , pag. 3–128 (Doi 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 , Bibcode 2003nupha.729 …. 3a , Leer en línea [ archive du ] )
  9. ↑ (en) A. A. Korsheninnikov et al. , ‘ Hidrógeno superpuesto 5 H » , Cartas de revisión física , volumen ochenta y siete, norte O 9, , pag. 92501 (Doi 10.1103/Physrevlett.87.092501 , Bibcode 2001phrvl..87i2501k )
  10. ↑ (en) M. Caamaño, D. Cortina-Gil, W. Mittig, H. Savajols, M. Chartier et al. , ‘ Estado de resonancia en 7 H » , Cartas de revisión física , volumen 99, , artículo norte O 062502 (Doi 10.1103/Physrevlett.99.062502 ) .
  11. ↑ (en) Gráfico de nucleidos universales

En otros proyectos de Wikimedia:

Fuentes [ modificador | Modificador y código ]

Masa de isótopos desde:

Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar:

  • (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. de Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman y P. Taylor, Taylor, ‘ Pesos atómicos de los elementos. Review 2000 (Informe técnico de IUPAC) » , Química pura y aplicada , volumen 75, norte O 6, , pag. 683–800 (Doi 10.1351/PAC200375060683 , Leer en línea )
  • (en) M. E. Wieser, ‘ Pesos atómicos de los Elementos 2005 (Informe técnico de IUPAC) » , Química pura y aplicada , volumen 78, norte O 11, , pag. 2051–2066 (Doi 10.1351/Pac200678112051 , reanudar , Leer en línea )

Vida media, giro y datos sobre isómeros:

Artículos relacionados [ modificador | Modificador y código ]

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