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).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.Korsheninnikov AA. et al. (2003). Experimental Evidence for the Existence of 7H and for a Specific Structure of 8He. Phys Rev Lett 90, 082501.

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) 

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) 

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) 

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.Miessler GL, Tarr DA. (2004). Inorganic Chemistry 3rd ed. Pearson Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, USA

 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. 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 

5H, hidrojenin yüksek kararsızlıktaki izotopudur. Çekirdeği bir proton ve dört nötrondan oluşur. Laboratuvar ortamında trityum ile trityumun çok hızlı çekirdeklerinin bombardımanı sonucu oluşur. 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.

 Müonyum (Mu veya µ+e-) 

Müonyum parçacığı egzotik atom olan bir antimüon (müonlar artı antiparçacıklardır) ve bir elektron'dan oluşur, 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.Names for muonium and hydrogen atoms and their ions  iupac.org (PDF)

Hidojen 7

 Tablo 
 nüklidsembolü Z(p) N(n)   izotop ağırlığı (u) yarılanma ömrü nükleerdöngü örnekizotopoluşumu(mole fraction) doğal dizilimfarklılıkları(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 

 Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation 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). Pure and Applied Chemistry Vol. 75, No. 6, pp. 683–800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005).
 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 properties, Nuc. Phys. A 729, pp. 3–128 (2003).
 National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database (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 discovery
 Article on hydrogen-4 and hydrogen-5

#