Το υδρογόνο
Το υδρογόνο έχει τρία κύρια ισότοπα: το πρωτόνιο (1H), το δευτέριο (2H) και το τρίτιο (3H). Αυτά τα ισότοπα σχηματίζονται φυσικά στη φύση. Το πρίτιο και το δευτέριο είναι σταθερά. Το τρίτιο είναι ραδιενεργό και έχει χρόνο ημιζωής περίπου 12 χρόνια. Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει άλλα τέσσερα ισότοπα υδρογόνου (4H to7 H), αλλά αυτά τα ισότοπα είναι πολύ ασταθή και δεν υπάρχουν στη φύση.
Τα κύρια ισότοπα του υδρογόνου είναι μοναδικά επειδή είναι τα μόνα ισότοπα που έχουν όνομα. Τα ονόματα αυτά χρησιμοποιούνται ακόμη και σήμερα. Το δευτέριο και το τρίτιο αποκτούν μερικές φορές τα δικά τους σύμβολα, D και T. Ωστόσο, η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας δεν συμπαθεί ιδιαίτερα αυτά τα ονόματα, παρόλο που χρησιμοποιούνται συχνά. Υπάρχουν και άλλα ισότοπα που είχαν τα δικά τους ονόματα όταν οι επιστήμονες μελετούσαν τη ραδιενέργεια. Όμως, τα ονόματά τους δεν χρησιμοποιούνται πλέον σήμερα.
Τα τρία πιο σταθερά ισότοπα του υδρογόνου
Πρώτιο (υδρογόνο-1)
Το πρωτόνιο είναι το πιο κοινό ισότοπο του υδρογόνου. Αποτελεί πάνω από το 99,98% του συνόλου του υδρογόνου στο σύμπαν. Ονομάζεται πρίτιο επειδή ο πυρήνας του έχει μόνο ένα πρωτόνιο. Το πρωτόνιο έχει ατομική μάζα 1,00782504(7) u. Το σύμβολο του πρωτίου είναι 1H.Το πρωτόνιο του πρωτίου δεν έχει διασπαστεί ποτέ σε μια παρατήρηση, οπότε οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το πρωτόνιο είναι ένα σταθερό ισότοπο. Οι νέες θεωρίες της σωματιδιακής φυσικής προβλέπουν ότι ένα πρωτόνιο μπορεί να διασπαστεί, αλλά η διάσπαση αυτή είναι πολύ αργή. Λέγεται ότι το πρωτόνιο έχει χρόνο ημιζωής 1036 ετών. Αν η διάσπαση του πρωτονίου είναι αληθινή, τότε όλοι οι άλλοι πυρήνες που λέγεται ότι είναι σταθεροί είναι στην πραγματικότητα μόνο παρατηρησιακά σταθεροί, δηλαδή φαίνονται σαν να είναι σταθεροί. Πρόσφατα πειράματα έδειξαν ότι αν όντως συμβαίνει διάσπαση πρωτονίου, θα έχει χρόνο ημιζωής 6,6 × 1033 χρόνια.
Πρώτιο, το πιο κοινό ισότοπο του υδρογόνου. Είναι ιδιαίτερο επειδή είναι το μόνο ισότοπο που δεν έχει νετρόνιο.
Δευτέριο (υδρογόνο-2)
Το δευτέριο, ή 2H ή μερικές φορές D, είναι ένα άλλο σταθερό ισότοπο του υδρογόνου. Το ισότοπο έχει ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο. Αποτελεί περίπου το 0,0026-0,0184% όλων των ατόμων υδρογόνου στη Γη. Το δευτέριο περιέχεται λιγότερο στο αέριο υδρογόνο στη Γη και περισσότερο στο θαλασσινό νερό (0,015% ή 150 ppm). Το δευτέριο δεν είναι ραδιενεργό και δεν βλάπτει τα έμβια όντα. Το δευτέριο μπορεί επίσης να σχηματίσει μόρια νερού. Το νερό που έχει δευτέριο αντί για πρίτιο ονομάζεται βαρύ νερό.
Τρίτιο (υδρογόνο-3)
Το τρίτιο (3H) είναι το πιο σταθερό ραδιοϊσότοπο του υδρογόνου. Δηλαδή, από όλα τα ραδιενεργά ισότοπα του υδρογόνου, το τρίτιο είναι το λιγότερο ραδιενεργό. Έχει ένα πρωτόνιο και 2 νετρόνια στον πυρήνα του. Το τρίτιο διασπάται μέσω β-μείον διάσπασης και μετατρέπεται σε ήλιο-3. Έχει χρόνο ημιζωής 12,32 έτη.Το τρίτιο σχηματίζεται φυσικά από την αλληλεπίδραση μεταξύ των αερίων της ανώτερης ατμόσφαιρας και των κοσμικών ακτίνων. Δημιουργείται επίσης κατά τη διάρκεια δοκιμών πυρηνικών όπλων. Το τρίτιο και το δευτέριο χρησιμοποιούνται στην πυρηνική σύντηξη D-T στα αστέρια για την παραγωγή μεγάλης ποσότητας ενέργειας.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Πόσα κύρια ισότοπα του υδρογόνου υπάρχουν;
A: Υπάρχουν τρία κύρια ισότοπα του υδρογόνου: το πρωτόνιο, το δευτέριο και το τρίτιο.
Ερ: Το πρίτιο και το δευτέριο είναι σταθερά ισότοπα;
Α: Ναι, το πρίτιο και το δευτέριο είναι σταθερά ισότοπα.
Ερ: Ποιος είναι ο χρόνος ημιζωής του τριτίου;
Α: Το τρίτιο είναι ραδιενεργό και έχει χρόνο ημιζωής περίπου 12 χρόνια.
Ερ: Πόσα άλλα ισότοπα υδρογόνου έχουν δημιουργήσει οι επιστήμονες;
Α: Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει τέσσερα άλλα ισότοπα υδρογόνου: 4H έως 7H.
Ερ: Υπάρχουν αυτά τα τέσσερα επιπλέον ισότοπα υδρογόνου στη φύση;
Α: Όχι, αυτά τα ισότοπα είναι πολύ ασταθή και δεν υπάρχουν στη φύση.
Ερ: Τι κάνει τα κύρια ισότοπα του υδρογόνου μοναδικά;
Α: Τα κύρια ισότοπα του υδρογόνου είναι μοναδικά επειδή είναι τα μόνα ισότοπα που έχουν όνομα.
Ερ: Το δευτέριο και το τρίτιο έχουν τα δικά τους σύμβολα;
Α: Ναι, το δευτέριο και το τρίτιο αποκτούν μερικές φορές τα δικά τους σύμβολα: D και T. Ωστόσο, στη Διεθνή Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας δεν αρέσουν πολύ αυτά τα ονόματα, παρόλο που χρησιμοποιούνται συχνά.
