Vandenilis
Vandenilis turi tris pagrindinius izotopus: protiumą (1H), deuterį (2H) ir tritį (3H). Šie izotopai natūraliai susidaro gamtoje. Protas ir deuteris yra stabilūs. Tritis yra radioaktyvus ir jo pusėjimo trukmė yra apie 12 metų. Mokslininkai yra sukūrę dar keturis vandenilio izotopus (4H to7 H), tačiau šie izotopai yra labai nestabilūs ir natūraliai neegzistuoja.
Pagrindiniai vandenilio izotopai yra unikalūs, nes jie vieninteliai turi pavadinimą. Šie pavadinimai vartojami ir šiandien. Deuteris ir tritis kartais gauna savo simbolius - D ir T. Tačiau Tarptautinė teorinės ir taikomosios chemijos sąjunga šių pavadinimų labai nemėgsta, nors jie dažnai vartojami. Yra ir kitų izotopų, kurie mokslininkams tyrinėjant radioaktyvumą turėjo savo pavadinimus. Tačiau šiandien jų pavadinimai nebevartojami.
Trys stabiliausi vandenilio izotopai
Protas (vandenilis-1)
Protiumas yra labiausiai paplitęs vandenilio izotopas. Jis sudaro daugiau kaip 99,98 % viso visatoje esančio vandenilio. Jis pavadintas protu, nes jo branduolyje yra tik vienas protonas. Pročio atominė masė yra 1,00782504(7) u. Pročio simbolis yra 1H.Stebint protonas niekada nesuiro, todėl mokslininkai mano, kad protimas yra stabilus izotopas. Naujosios dalelių fizikos teorijos numato, kad protonas gali suirti, tačiau šis skilimas yra labai lėtas. Teigiama, kad protono pusėjimo trukmė yra 1036 metų. Jei protono skilimas yra tiesa, tai visi kiti branduoliai, apie kuriuos sakoma, kad jie yra stabilūs, iš tikrųjų yra stabilūs tik stebimuoju požiūriu, t. y. atrodo, kad jie yra stabilūs. Neseniai atlikti eksperimentai parodė, kad jei protonų skilimas iš tiesų vyksta, jų pusėjimo trukmė būtų 6,6 × 10 33metų.
Protiumas - labiausiai paplitęs vandenilio izotopas. Jis ypatingas tuo, kad yra vienintelis izotopas, neturintis neutrono.
Deuteris (vandenilis-2)
Deuteris, arba 2H, kartais D, yra dar vienas stabilus vandenilio izotopas. Šis izotopas turi vieną protoną ir vieną neutroną. Jis sudaro apie 0,0026-0,0184 % visų Žemėje esančių vandenilio atomų. Vandenilio dujose Žemėje deuterio yra mažiau, daugiau jo yra jūros vandenyje (0,015 % arba 150 ppm). Deuteris nėra radioaktyvus ir nekenkia gyvoms būtybėms. Deuteris taip pat gali sudaryti vandens molekules. Vanduo, turintis deuterio, o ne protio, vadinamas sunkiuoju vandeniu.
Tritis (vandenilis-3)
Tritis (3H) yra stabiliausias vandenilio radioizotopas. Tai reiškia, kad iš visų radioaktyviųjų vandenilio izotopų tritis yra mažiausiai radioaktyvus. Jo branduolyje yra protonas ir 2 neutronai. Tritis skyla beta minus skilimo būdu ir virsta heliu-3. Jo pusėjimo trukmė yra 12,32 metų.Tritis natūraliai susidaro dėl viršutinių atmosferos sluoksnių dujų ir kosminių spindulių sąveikos. Jis taip pat susidaro per branduolinių ginklų bandymus. Tritis ir deuteris naudojami D-T branduolių sintezėje žvaigždėse, kad išsiskirtų daug energijos.
Klausimai ir atsakymai
K: Kiek yra pagrindinių vandenilio izotopų?
Atsakymas: Yra trys pagrindiniai vandenilio izotopai: protas, deuteris ir tricis.
K: Ar protio ir deuterio izotopai yra stabilūs?
A: Taip, protiumas ir deuteris yra stabilūs izotopai.
K: Koks yra tričio pusėjimo laikas?
A: Tritis yra radioaktyvus, jo pusėjimo trukmė yra apie 12 metų.
K: Kiek dar vandenilio izotopų yra sukūrę mokslininkai?
A: Mokslininkai sukūrė keturis kitus vandenilio izotopus: nuo 4H iki 7H.
K: Ar šie keturi papildomi vandenilio izotopai egzistuoja natūraliai?
Atsakymas: Ne, šie izotopai yra labai nestabilūs ir natūraliai neegzistuoja.
K: Kuo unikalūs pagrindiniai vandenilio izotopai?
A: Pagrindiniai vandenilio izotopai yra unikalūs, nes jie vieninteliai turi pavadinimą.
K: Ar deuteris ir tricis turi savo simbolius?
A: Taip, deuteris ir tricis kartais turi savo simbolius: Tačiau Tarptautinė teorinės ir taikomosios chemijos sąjunga nelabai mėgsta šiuos pavadinimus, nors jie dažnai vartojami.
