Изотопы водорода
Изото́пы водоро́да — разновидности атомов (и ядер) химического элемента водорода, имеющие разное количество нейтронов в ядре. На данный момент известны 7 обычных изотопов водорода, а также один экзотический атом водород-4.1 (мюоний, 4He-μ)[1].
Наиболее распространённым изотопом водорода в природе является протий 1H (99,984 %). Другой изотоп водорода, дейтерий 2H (или D), несмотря на малую распространённость в природе (0,0156 %) играет чрезвычайно важную роль в химических исследованиях. Например, дейтерийсодержащие соединения используются в спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Особенно важны дейтерированные препараты (соединения с так называемыми дейтериевыми метками) при изучении реакций с участием атомов водорода.
Третий из наиболее распространённых изотопов водорода — тритий, обозначаемый T или 3H, — является радиоактивным с периодом полураспада 12,3 года. Все остальные радиоизотопы имеют короткие периоды полураспада, много меньше миллисекунды.
Таблица изотопов водорода
| Символ нуклида | Название | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[2] (а. е. м.) | Период полураспада[3] (T1/2) | Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[3] | Распространённость изотопа в природе | Диапазон изменения изотопной распространённости в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1H | Протий | 1 | 0 | 1,007825031898(14) | Стабилен | 1/2+ | 0,99984 | 0,99972—0,99999 | ||
| 2H | Дейтерий | 1 | 1 | 2,014101777844(15) | Стабилен | 1+ | 0,00016 | 0,00001—0,00028 | ||
| 3H | Тритий | 1 | 2 | 3,016049281320(81) | 12,32(2) лет | β− | 3He | 1/2+ | Следовые количества | |
| 4H | Квадий | 1 | 3 | 4,02643(11) | 1,39⋅10−22 с | n | 3H | 2− | ||
| 5H | Пентий | 1 | 4 | 5,03531(10) | 8,6⋅10−23 с | 2n | 3H | (1/2+) | ||
| 6H | Гексий | 1 | 5 | 6,04496(27) | 2,94⋅10−22 с | 3n | 3H | 2−# | ||
| n | 5H | |||||||||
| 7H | Септий | 1 | 6 | 7,05275(108)# | 6,52⋅10−22 с | 4n | 3H | 1/2+# | ||
Пояснения к таблице
- Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
- Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбуждённые изомерные состояния нуклида.
- Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не только из экспериментальных данных, но и (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: запись 29 770,6(5) означает 29 770,6 ± 0,5; запись 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; запись −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.
Примечания
- ↑ Atomic disguise makes helium look like hydrogen (амер. англ.). New Scientist. Дата обращения: 7 марта 2022. Архивировано 21 января 2022 года.
- ↑ Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
- ↑ 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
