thumb|350px|Budowa protu, deuteru i trytu (p –proton, n – neutron, e – elektron).
Izotopy wodoru – izotopy pierwiastka chemicznego wodoru (symbol H), z których trzy występują na Ziemi naturalnie. Ze względu na duże względne różnice w masach atomowych najlżejszych izotopów, różnią się one wyraźnie właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Z tej przyczyny wodór jest jedynym pierwiastkiem, którego izotopy (naturalne) mają swoje własne nazwy: prot (1H), deuter (2H) i tryt (3H). Prot i deuter są stabilnymi izotopami, tryt i masywniejsze izotopy wodoru są radioaktywne.
Wodór występuje naturalnie na Ziemi jako mieszanina trzech izotopów: 1H (>99,98%), 2H (ok. 0,015%), i 3H (ślady). Średnia masa atomowa tej mieszaniny wynosi 1,00794 u. Pozostałe izotopy wodoru (4H–7H) zostały wytworzone sztucznie.
Wodór-1 (prot) 1H stanowi ponad 99,98% wszystkich atomów wodoru. Jego jądro zawiera jedynie proton, a masa atomowa wynosi 1,00782503207(10) u. Opisywane właściwości chemiczne wodoru i jego związków w praktyce odnoszą się zazwyczaj do tego izotopu. Nazwa prot jest obecnie rzadko używana.
Wodór-2 (deuter) 2H jest drugim stabilnym izotopem wodoru; zawiera proton i neutron w jądrze. Stanowi 0,0026–0,0184% wodoru występującego na Ziemi. Deuter nie jest radioaktywny ani toksyczny. Woda zawierająca atomy deuteru zamiast protu to woda ciężka.
Wodór-3 (tryt) 3H znany również jako tryt zawiera w jądrze proton i dwa neutrony. Jest radioaktywny, rozpada się w hel-3 poprzez rozpad beta minus z okresem połowicznego rozpadu 12,32 lat. Niewielkie ilości trytu występują na Ziemi z powodu oddziaływania promieniowania kosmicznego z gazami atmosferycznymi; tryt jest także produktem reakcji nuklearnych.
Wodór-4 4H jest wysoko niestabilnym izotopem wodoru. Jądro składa się z protonu i trzech neutronów. Został sztucznie wytworzony w laboratorium w wyniku bombardowania trytu rozpędzonymi do dużej prędkości jądrami deuteru. Obecność wodoru-4 została stwierdzona przez wykrycie emitowanych protonów. Jego masa atomowa wynosi 4,02781±0,00011 u. Ulega rozpadowi poprzez emisję neutronu i ma okres połowicznego rozpadu (1,39±0,10) sekundy.
Wodór-5 5H jest kolejnym wysoko niestabilnym izotopem wodoru. Jądro składa się z protonu i czterech neutronów. Został uzyskany razem z wodorem-4 podczas bombardowania trytu rozpędzonymi jądrami trytu. Ulega rozpadowi poprzez podwójną emisję neutronu, a okres jego połowicznego rozpadu co najmniej 9,1 sekundy.
Wodór-6 6H ulega potrójnej emisji neutronów, okres połowicznego rozpadu 3 sekundy. Składa się z protonu i pięciu neutronów.
Wodór-7 7H składa się z protonu i sześciu neutronów. Został otrzymany po raz pierwszy w 2003 roku przez grupę rosyjskich, japońskich i francuskich fizyków w wyniku bombardowania tarczy z zestalonego wodoru wysokoenergetycznymi atomami 8He.
+ Zestawienie podstawowych właściwości jądrowych izotopów wodoruW nawiasach podano niepewność pomiaru. symbolnuklidu Z (p) N (n) masaizotopu (u) czas półtrwania trybrozpadu izotopypotomneIzotopy stabilne pogrubione. spin jądrowy typowy udziałizotopu w wodzie(ułamek molowy) zakres naturalnegozróżnicowania(ułamek molowy) 1H 1 0 1,00782503207(10) stabilny >6,6 lat. Zob. rozpad protonu. ½+ 0,999885(70) 0,999816–0,999974 2H 1 1 2,01410177785(36) stabilny 1+ 0,000115(70) 0,000026–0,000184 3H 1 2 3,0160492777(25) 12,32(2) a β− 3He ½+ śladyZ oddziaływania promieniowania kosmicznego. 4H 1 3 4,02781(11) 1,39(10) s[4,6(9) MeV] n 3H 2− 5H 1 4 5,03531(11) >9,1 s (?) n 4H (½+) 6H 1 5 6,04494(28) 2,90(70) s[1,6(4) MeV] 3n 3H 2−Oparte przynajmniej częściowo na przewidywaniach. 4n 2H 7H 1 6 7,05275(108) 2,3(6) s[20(5) MeV] ½+ Uwagi
Przypisy Universal Nuclide Chart. Nucleonica.
Bibliografia
Składy izotopowe za: oraz Niektóre informacje o izotopach pochodzą z następujących źródeł:
Kategoria:Wodór Wodoru