Hidrojen izotopları

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara
Protium, hidrojenin en yaygın izotopu

Hidrojen'in (H) (Standart atom ağırlığı: 1,00794 (7) u) üç doğal izotopu bulunur, bunlar 1H, 2H, ve 3H. Diğerleri, laboratuvar ortamında sentezlenen fakat doğada gözlenemeyen aşırı kararsız çekirdeklere sahiptir (4H arası 7H).[1][2]

Bugün sadece hidrojen elementinin izotopları farklı isimlerle adlandırılır. (Radyo aktivite çalışmaları sırasında, çeşitli radyoaktif izotoplar isimlendirilir; fakat bu gibi adlar uzun süre kullanılmaz). Sembollari D ve T olan izotoplar (2H ve 3H yerine) bazen döteryum ve trityum isimleri kullanılır. IUPAC üye ülkelerde bu kullanım yaygın olarak tercih edilmez.

Hidrojen-1 (protium)[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Hidrojen-1

1H hidrojenin 99,98% oranla en yaygın bulunan izotopudur. Çünkü bu izotopun atom çekirdeği sadece bir protondan oluşmaktadır, bu nedenle nadiren protium olarak adlandırılır.

Hidrojen-2 (döteryum)[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Döteryum

2H, hidrojennin diğer kararlı izotopudur, döteryum olarak bilinir ve çekirdeği bir proton ve bir nötrondan meydana gelir. Dünyadaki hidrojenin 0,0026 – 0,0184% (mole-fraction veya atom-fraction) döteryum olarak bulunmaktadır, düşük miktarda hidrojen gazı olarak ve yüksek oranda (0,015% or 150 ppm) okyanus sularında bulunur. Döteryum radyoaktif değildir, ve önemli bir zehirleme tehlikesi bulunmaz. Normal hidrojen yerine zenginleştirilmiş döteryum molekülleri içeren su ağır su olarak adlandırılır. Döteryum ayrıca nükleer füzyon için potansiyel yakıttır.

Hidrojen-3 (trityum)[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Trityum

3H, trityum olarak bilinir ve çekirdeği bir proton ve iki nötrondan meydana gelir. Radyoaktiftir, β− çözünmesi yaparak helyum-3'e dönüşür ve yarılanma ömrü 12.32 yıldır.[3]

Hidrojen-4[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Hidrojen-4

4H hidrojenin yüksek kararsızlığa sahip izotopudur. Çekirdeği bir proton ve üç nötrondan meydana gelir. Laboratuvar ortamında trityum ile döteryumun çok hızlı çekirdeklerinin bombardımanı sonucu oluşur.[4] Bu deney esnasında, trityum çekirdeği çok hızlı döteryum çekirdeklerinden nötron yakalar. Hidrojen-4'ün varlığı yayılan protonların belirlenmesiyle kanıtlanır. Atom ağırlığı 4,0279121'dir. Nötron emisyonu yolu ile çözünür ve yarılanma ömrü 9.93696x10-23 saniyedir.

Hidrojen-5[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Hidrojen-5

5H, hidrojenin yüksek kararsızlıktaki izotopudur. Çekirdeği bir proton ve dört nötrondan oluşur. Laboratuvar ortamında trityum ile trityumun çok hızlı çekirdeklerinin bombardımanı sonucu oluşur.[4]Deney sırasında, bir trityum çekirdeği diğerinden iki nötron yakalar, bunun sonunda çekirdek bir proton ve dört nötrona sahip olur. Nötron emisyonu yolu ile çözünür ve yarılanma ömrü 8.01930x10-23 saniyedir.

Hidrojen-6[değiştir | kaynağı değiştir]

6H üçlü Nötron emisyonu yoluyla çözününür, ve yarılanma ömrü 3×10-22 saniyedir.

Hidrojen-7[değiştir | kaynağı değiştir]

7H bir proton ve altı nötrondan maydana gelir. İlk kez 2003 yılında Rus, Japon ve Fransız bilim adamları tarafından RIKEN 'de (RI Beam Science Laboratory) hidrojenin Helyum-8 atomlarıyla bombardıman edilmesi sonucu sentezlenmiştir. Reaksiyon sonucunda, helyum-8 hidrojen çekirdeğine nötron verir. İki artakalan proton "RIKEN teleskopu" ile algılanmıştır, cihaz birçok katmandan ve sensörden oluşmaktadır, hedefin arkasında yerleştirilen RI Beam Siklotron'udur.[kaynak belirtilmeli]

Müonyum (Mu veya µ+e-)[değiştir | kaynağı değiştir]

Ana madde: Müonyum

Müonyum parçacığı ekzotik atom olan bir antimüon (müonlar artı antiparçacıklardır) ve bir elektron'dan oluşur, [5] ve Mu veya µ+e ile sembolize edilir. Müon'un yarılanma ömrü 2 µs'dir, müonyum müonyum klorür (MuCl) veya sodyum müonid (NaMu) bileşikleri oluşturabilir.[6]

Tablo[değiştir | kaynağı değiştir]

nüklid
sembolü
Z(p) N(n)
izotop ağırlığı (u)
yarılanma ömrü nükleer
döngü
örnek
izotop
oluşumu
(mole fraction)
doğal dizilim
farklılıkları
(mole fraction)
uyarılma enerjisi
1H 1 0 1.00782503207(10) Kararlı [>2.8×1023 a] 1/2+ 0.999885(70) 0.999816-0.999974
2H 1 1 2.0141017778(4) Kararlı 1+ 0.000115(70) 0.000026-0.000184
3H 1 2 3.0160492777(25) 12.32(2) a 1/2+
4H 1 3 4.02781(11) 1.39(10)×10-22 s [4.6(9) MeV] 2-
5H 1 4 5.03531(11) >9.1×10-22 s ? (1/2+)
6H 1 5 6.04494(28) 2.90(70)×10-22 s [1.6(4) MeV] 2-#
7H 1 6 7.05275(108)# 2.3(6)×10-23# s [20(5)# MeV] 1/2+#

Notlar[değiştir | kaynağı değiştir]

  • Sudaki izotopik birleşimlerdir.
  • İzotop çoğunluğu hassastır ve atom ağırlığı, değişimden geçerek sınırlanır. Belirli alanlarda, herhangi bir normal karasal maddeye uygulanabilir olmalı.
  • Hidrojen tankı 3.2×10-5 (mole fraction) gibi düşük bir oranda 2H içerir.

Bunların hepsi farklılık gösterebilir.

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Gurov YB, Aleshkin DV, Berh MN, Lapushkin SV, Morokhov PV, Pechkurov VA, Poroshin NO, Sandukovsky VG, Tel'kushev MV, Chernyshev BA, Tschurenkova TD. (2004). Spectroscopy of superheavy hydrogen isotopes in stopped-pion absorption by nuclei. Physics of Atomic Nuclei 68(3):491–497.
  2. ^ Korsheninnikov AA. et al. (2003). Experimental Evidence for the Existence of 7H and for a Specific Structure of 8He. Phys Rev Lett 90, 082501.
  3. ^ Miessler GL, Tarr DA. (2004). Inorganic Chemistry 3rd ed. Pearson Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, USA
  4. ^ a b Ter-Akopian. "Hydrogen-4 and Hydrogen-5 from t+t and t+d transfer reactions studied with a 57.5-MeV triton beam". http://content.aip.org/APCPCS/v610/i1/920_1.html. 
  5. ^ [1]
  6. ^ Names for muonium and hydrogen atoms and their ions iupac.org (PDF)

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]


Serbest nötron Hidrojen izotopları Helyum izotopları
İzotop dizini