Hidrojen izotopları

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]

Protium, hidrojenin en yaygın izotopu

Bugün sadece hidrojen elementinin izotopları farklı isimlerle adlandırılır. (Radyoaktivite 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)

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)

Ana madde: Döteryum

²H, hidrojenin 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)

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

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

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

Hidrojen-7

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-)

Ana madde: Müonyum

Müonyum parçacığı egzotik 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]

Hidojen 7

Tablo

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

• 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

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. Ter-Akopian. "Hydrogen-4 and Hydrogen-5 from t+t and t+d transfer reactions studied with a 57.5-MeV triton beam". 15 Ekim 2004 tarihinde kaynağından arşivlendi.
5. "Arşivlenmiş kopya". 13 Mart 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Mart 2008.
6. Names for muonium and hydrogen atoms and their ions 14 Mayıs 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. iupac.org (PDF)

• Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation23 Eylül 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
• Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)24 Mart 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Pure and Applied Chemistry Vol. 75, No. 6, pp. 683–800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005)5 Mart 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
• Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
  • Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties16 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., Nuc. Phys. A 729, pp. 3–128 (2003).
  • National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database14 Temmuz 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (retrieved Sept. 2005).
  • David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.

Dış bağlantılar

• News of hydrogen-7 discovery30 Haziran 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
• Article on hydrogen-4 and hydrogen-5

Serbest nötron	Hidrojen izotopları	Helyum izotopları
İzotop dizini