Izotopy vodíku: Porovnání verzí

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Smazaný obsah Přidaný obsah
PK2014 (diskuse | příspěvky)
m oprava významu předpony yocto
Robot: Opravuji 2 zdrojů and označuji 0 zdrojů jako nefunkční #IABot (v2.0beta8)
Řádek 66: Řádek 66:
|volume=610 |pages=920
|volume=610 |pages=920
|doi=10.1063/1.1470062
|doi=10.1063/1.1470062
|display-authors=etal}}</ref> V&nbsp;tomto experimentu tritiové jádro zachytilo neutron z&nbsp;rychlého deuteronu. Přítomnost vodíku-4 byla odvozena z&nbsp;detekce zbylého protonu.<ref>{{cite journal |author1=M.&nbsp;Wang |author2=G.&nbsp;Audi |author3=A.&nbsp;H.&nbsp;Wapstra |author4=F.&nbsp;G.&nbsp;Kondev |author5=M.&nbsp;MacCormick |author6=X.&nbsp;Xu |author7=B.&nbsp;Pfeiffer |year=2012 |title=The Ame2012 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references |url=http://amdc.impcas.ac.cn/evaluation/data2012/paper/AME2012-2.pdf |journal=Chinese Physics&nbsp;C |volume=36 |issue=12 |pages=7 |doi=10.1088/1674-1137/36/12/003 |bibcode=}}</ref>
|display-authors=etal}}</ref> V&nbsp;tomto experimentu tritiové jádro zachytilo neutron z&nbsp;rychlého deuteronu. Přítomnost vodíku-4 byla odvozena z&nbsp;detekce zbylého protonu.<ref>{{cite journal |author1=M.&nbsp;Wang |author2=G.&nbsp;Audi |author3=A.&nbsp;H.&nbsp;Wapstra |author4=F.&nbsp;G.&nbsp;Kondev |author5=M.&nbsp;MacCormick |author6=X.&nbsp;Xu |author7=B.&nbsp;Pfeiffer |year=2012 |title=The Ame2012 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references |url=http://amdc.impcas.ac.cn/evaluation/data2012/paper/AME2012-2.pdf |journal=Chinese Physics&nbsp;C |volume=36 |issue=12 |pages=7 |doi=10.1088/1674-1137/36/12/003 |bibcode= |accessdate=2017-02-26 }}</ref>


<sup>4</sup>H se rozpadá [[vyzáření neutronu|vyzářením neutronu]] za vzniku tritia, s&nbsp;poločasem 1,39±0,10&times;10<sup>-22</sup>&nbsp;s.<ref name=nubase2003>{{cite journal
<sup>4</sup>H se rozpadá [[vyzáření neutronu|vyzářením neutronu]] za vzniku tritia, s&nbsp;poločasem 1,39±0,10&times;10<sup>-22</sup>&nbsp;s.<ref name=nubase2003>{{cite journal |author1=G. Audi |author2=A. H. Wapstra |author3=C. Thibault |author4=J. Blachot |author5=O. Bersillon |year=2003 |title=The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties |url=http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2003.pdf |journal=Nuclear Physics A |volume=729 |issue= |pages=3–128 |doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 |bibcode=2003NuPhA.729....3A |accessdate=2017-02-26 }}</ref>
|author1=G. Audi |author2=A. H. Wapstra |author3=C. Thibault |author4=J. Blachot |author5=O. Bersillon |year=2003
|title=The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties
|url=http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2003.pdf
|journal=Nuclear Physics A
|volume=729 |issue= |pages=3–128
|doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
|bibcode=2003NuPhA.729....3A
}}</ref>


== Vodík-5 ==
== Vodík-5 ==

Verze z 28. 8. 2018, 03:32

Vodík (H) má tři přírodní izotopy označované 1H, 2H a 3H. První dva jsou stabilní, 3H má poločas přeměny 12,32 let. Všechny těžší izotopy byly připraveny uměle a mají poločas kratší než 1 zeptosekunda (10-21 s). Z nich je nejstabilnější 5H a nejméně stabilní 7H.[1][2]

Vodík je jediný prvek, jehož izotopy mají „triviální“ názvy, které jsou stále běžně používány. 2H je často nazýván deuterium nebo těžký vodík a 3H má pojmenování tritium nebo velmi těžký vodík. Nejjednodušší izotop vodíku, který nemá v jádru neutrony, se nazývá protium.

Vodík-1 (protium)

1H (hmotnost atomu 1,007 825 04(7) u) je nejběžnější izotop vodíku, zaujímá více než 99,98 % vodíkových atomů v přírodě. Protože se jeho jádro skládá pouze z protonu, nazývá se také protium.

Rozpad protonu nebyl nikdy pozorován a vodík-1 je tedy považován za stabilní nuklid. Podle některých teorií velkého sjednocení navržených v 70. letech 20 století by se měl rozpadat s poločasem 1031 až 1036 let. Pokud je tato předpověď pravdivá, pak by byl vodík-1 (a všechna další atomová jádra) pouze pozorovatelně stabilní.

Vodík-2 (deuterium)

Související informace naleznete také v článku deuterium.

Model atomu deuteria

2H (hmotnost atomu 2,013 553 212 724(78) u), další stabilní izotop, je známý jako deuterium a v jádru má jeden proton a jeden neutron. Jádro deuteria se nazývá deuteron. Deuterium zaujímá 0,002 6 až 0,018 4 procent přírodního vodíku (podle počtu atomů), největší výskyt bývá obvykle v mořské vodě. Toto zastoupení je větší, než je ve vesmíru obvyklé (kolem 27 ppm). Jeho vyšší koncentrace ve vnitřní sluneční soustavě je způsobena nižší těkavostí 2H a jeho sloučenin oproti 1H; kvůli vyšší molární hmotnosti se totiž pomaleji vypařovaly působením slunečního záření.

Pro tento izotop se někdy používá chemická značka D.

Deuterium není radioaktivní ani toxické. Voda obohacená o molekuly s deuteriem místo protia se nazývá těžká voda (D2O). Existuje rovněž polotěžká voda (HDO), jejíž molekula má deuteriem nahrazený jen jeden atom protia. Sloučeniny deuteria se používají jako rozpouštědla v NMR spektroskopii. Těžká voda slouží jako moderátor neutronů a chladivo jaderných reaktorů. Deuterium je také možným zdrojem energie v komerční jaderné fúzi.

Vodík-3 (tritium)

Související informace naleznete také v článku tritium.

Model atomu tritia

3H (hmotnost atomu 3,016 049 2  u) se také nazývá tritium a v jeho jádru (nazývaném triton) se nachází proton a dva neutrony. Někdy se pro něj používá značka T. Je radioaktivní, podléhá beta minus přeměněpoločasem 12,32 let.[3]

V malém množství se vyskytuje v přírodě, neboť vzniká reakcí kosmického záření s plyny v atmosféře. Tritium bylo rovněž uvolněno při testech jaderných zbraní. Použití nalézá v izotopové geochemii, termonukleárních zbraních a jako trvalý zdroj světla. S kyslíkem vytváří tritiovou (supertěžkou) vodu.

Nejčastěji se tritium vyrábí z přírodního izotopu lithia, lithia-6 reakcí s neutrony v jaderném reaktoru.

deuterium-tritiové fúzi se tritium společně s deuteriem využívá k získávání energie skrz úbytek hmotnosti při srážce a následné fúzi za vysoké teploty.

Vodík-4

4H (hmotnost atomu 4,026 43(11) u) má v jádru tři neutrony. Jedná se o velmi nestabilní izotop, který byl připraven v laboratoři bombardováním tritia rychlými jádry deuteria.[4] V tomto experimentu tritiové jádro zachytilo neutron z rychlého deuteronu. Přítomnost vodíku-4 byla odvozena z detekce zbylého protonu.[5]

4H se rozpadá vyzářením neutronu za vzniku tritia, s poločasem 1,39±0,10×10-22 s.[6]

Vodík-5

5H je vysoce nestabilní izotop vodíku, jeho jádro obsahuje 4 neutrony. Byl připraven v laboratoři bombardováním tritia rychlými jádry tritia.[4][7] V tomto experimentu tritiové jádro zachytilo dva neutrony z rychlého tritonu. Přítomnost vodíku-5 byla odvozena z detekce zbylého protonu.

5H se rozpadá dvojitým vyzářením neutronu za vzniku tritia, s poločasem nejméně 9,1×10-22 s.[6]

Vodík-6

6H se rozpadá trojitým vyzářením neutronu na tritium nebo čtyřnásobným na deuterium s poločasem 2,9×10-22 s.[6]

Vodík-7

7H se skládá z protonu a šesti neutronů. Poprvé byl syntetizován roku 2003 skupinou ruských, japonských a francouzských vědců v laboratořích RIKEN bombardováním vodíku atomy helia-8, kdy všech 6 neutronů bylo předáno vodíku.[2] Vodík-7 má poločas přeměny 2,3×10-23 s.[6]

Rozpadové řady

Většina radioizotopů vodíku se přeměňuje přímo na tritium, jež se následně mění na stabilní helium-3.

Poločas přeměny 3H je vyjádřen v rocích, u ostatních izotopů v yoctosekundách (10-24 s).

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Isotopes of hydrogen na anglické Wikipedii.

  1. Y. B. Gurov. Spectroscopy of superheavy hydrogen isotopes in stopped-pion absorption by nuclei. Physics of Atomic Nuclei. 2004, s. 491–497. DOI 10.1134/1.1891200. Bibcode 2005PAN....68..491G. (anglicky) 
  2. a b A. A. Korsheninnikov. Experimental Evidence for the Existence of 7H and for a Specific Structure of 8He. Physical Review Letters. 2003, s. 082501. DOI 10.1103/PhysRevLett.90.082501. Bibcode 2003PhRvL..90h2501K. (anglicky) 
  3. G. L. Miessler; D. A. TARR. Inorganic Chemistry. 3rd. vyd. [s.l.]: Pearson Prentice Hall, 2004. ISBN 978-0-13-035471-6. (anglicky) 
  4. a b G. M. Ter-Akopian. Hydrogen-4 and Hydrogen-5 from t+t and t+d transfer reactions studied with a 57.5-MeV triton beam. AIP Conference Proceedings. 2002, s. 920. DOI 10.1063/1.1470062. (anglicky) 
  5. M. Wang; G.&NBSP;AUDI; A.&NBSP;H.&NBSP;WAPSTRA; F.&NBSP;G.&NBSP;KONDEV; M.&NBSP;MACCORMICK; X.&NBSP;XU; B.&NBSP;PFEIFFER. The Ame2012 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references. Chinese Physics C. 2012, s. 7. Dostupné online [cit. 2017-02-26]. DOI 10.1088/1674-1137/36/12/003. (anglicky) 
  6. a b c d G. Audi; A. H. WAPSTRA; C. THIBAULT; J. BLACHOT; O. BERSILLON. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics A. 2003, s. 3–128. Dostupné online [cit. 2017-02-26]. DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Bibcode 2003NuPhA.729....3A. (anglicky) 
  7. A. A. Korsheninnikov. Superheavy Hydrogen 5H. Physical Review Letters. 2001, s. 92501. DOI 10.1103/PhysRevLett.87.092501. Bibcode 2001PhRvL..87i2501K. (anglicky)