Изотопы водорода

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Три наиболее распространённых изотопа водорода

Изото́пы водоро́да — разновидности атомовядер) 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.

Таблица изотопов водорода[править | править код]

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 0,999720,99999
2H Дейтерий 1 1 2,014101777844(15) Стабилен 1+ 0,00016 0,000010,00028
3H Тритий 1 2 3,016049281320(81) 12,32(2) лет β 3He 1/2+ Следовые количества
4H 1 3 4,02643(11) 1,39⋅10−22 с n 3H 2−
5H 1 4 5,03531(10) 8,6⋅10−23 с 2n 3H (1/2+)
6H 1 5 6,04496(27) 2,94⋅10−22 с 3n 3H 2−#
4n 2H
7H 1 6 7,05275(108)# 6,52⋅10−22 с 4n 3H 1/2+#

Пояснения к таблице[править | править код]

  • 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.

Источники[править | править код]

  1. Atomic disguise makes helium look like hydrogen (англ.) ?. New Scientist. Дата обращения: 7 марта 2022.
  2. 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.
  3. 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. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ