ไอโซโทปของไฮโดรเจน

ไฮโดรเจน (H) มีไอโซโทปที่รู้จักกันดีอยู่ 3 ไอโซโทป คือ H¹ H²และ H³ แต่ไฮโดรเจนมีไอโซโทปอื่นๆอีก 4 ไอโซโทป ในบรรดาไอโซโทปทั้งหมดของไฮโดรเจน ทริเทียม (H³) เป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีที่เสถียรที่สุด ด้วยครึ่งชีวิต 12.32 ปี ส่วนไอโซโทปหนักอื่นๆมีครึ่งชีวิตไม่ถึง เซปโตวินาที (10^-21 วินาที) ส่วนไอโซโทปที่เสถียรน้อยที่สุดคือ H⁷

สามไอโซโทปที่เสถียรที่สุดของไฮโดรเจน: โปรเทียม (A = 1), ดิวเทอเรียม (A = 2), และ ทริเทียม (A = 3).

ไฮโดรเจนเป็นเพียงธาตุเดียวที่มีชื่อของไอโซโทปโดยเฉพาะและใช้มาจนปัจจุบัน ได้แก่ H² เรียกว่า ดิวเทอเรียม H³ เรียกว่า ทริเทียม โดยทั้งสองมีสัญลักษณ์คือ D และ T ตามลำดับ

ไฮโดรเจน-1 (โปรเทียม)

 

โปรเทียม, ไอโซโทปที่เก่าแก่ที่สุดของไฮโดรเจน, ประกอบด้วย 1 โปรตอน และ 1 อิเล็กตรอน. ซึ่งเป็นเอกลักษณ์กว่าไอโซโทปอื่นๆ, เพราะไอโซโทปนี้ไม่มีนิวตรอน. (ดู ไดโปรตอน)

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ โปรดดู อะตอมไฮโดรเจน

H¹ (มวลอะตอม 1.00782504(7) u) เป็นไอโซโทปที่เก่าแก่ที่สุดของไฮโดรเจน มีในธรรมชาติมากถึง 99.98% เพราะนิวเคลียสของไอโซโทปนี้มีแต่โปรตอน และเป็นสาเหตุที่ให้ชื่อไอโซโทปนี้ว่า โปรเทียม

โปรตอนของไอโซโทปนี้ไม่เคยถูกตั้งข้อสังเกตว่าจะมีการสลายตัวของไฮโดรเจน-1 ไปยังไอโซโทปที่เสถียรกว่านี้ แต่มีบางครั้งที่กล่าวถึงการสลายตัวของโปรตอนในฟิสิกส์สสาร ซึ่งมีการคาดเดาว่ากระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นด้วยครึ่งชีวิตที่มากกว่า 10³⁶ ปี และการคาดเดานี้ก็ถูกต้องด้วยการสลายตัวของโปรตอนต้องใช้เวลาที่มากกว่า 6.6 × 10³³ ปี

ไฮโดรเจน-2 (ดิวเทอเรียม)

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ โปรดดู ดิวเทอเรียม

H² เป็นไอโซโทปหนึ่งที่มีความเสถียร ซึ่งรู้จักกันในชื่อ ดิวเทอเรียม และประกอบด้วย 1 นิวตรอน และ 1 โปรตอน ในนิวเคลียสของมัน ดิวเทอเรียมมีในธรรมชาติอยู่ 0.0026 – 0.0184% (โดยจำนวน, ไม่ใช่โดยมวล) ซึ่งไอโซโทปนี้มีสารประกอบอยู่ตัวหนึ่งคือ ดิวเทอเรียมไดออกไซด์

ไฮโดรเจน-3 (ทริเทียม)

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ โปรดดู ทริเทียม

H³ ซึ่งรู้จักกันในชื่อ ทริเทียม ประกอบด้วย 1 โปรตอนและ 2 นิวตรอน ในนิวเคลียสของมัน ไอโซโทปนี้สามารถสลายด้วยการสลายตัวเบต้าไปเป็น ฮีเลียม-3 ด้วยครึ่งชีวิต 12.32 ปี ทริเทียมในธรรมชาติมีอยู่น้อยมากและนำไปใช้ในการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ และสามารถพบได้ในรังสีคอสมิก

ทริเทียม สามารถได้มาจากการระดมยิงนิวเคลียสของลิเทียม-6 ด้วยนิวตรอน ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ไฮโดรเจน-4

H⁴ ประกอบด้วย 1 โปรตอน และ 3 นิวตรอน ใน นิวเคลียส ไอโซโทปนี้ได้จากการระดมยิงทริเทียม ด้วย ดิวเทอเรียมเคลื่อนที่เร็ว ไอโซโทปนี้มีครึ่งชีวิต (1.39 ± 0.10) × 10^-21 วินาที

เมื่อปี ค.ศ. 1995 ไอโซโทปนี้เคยได้รับชื่อว่าควอเดียม ในหนังสือ The Mouse That Roared

ไฮโดรเจน-5

H⁵ ประกอบด้วย 1 โปรตอน และ 4 นิวตรอน ใน นิวเคลียส ไอโซโทปนี้ได้จากการระดมยิงทริเทียม ด้วย ทริเทียมเคลื่อนที่เร็ว และ ไอโซโทปนี้มีครึ่งชีวิต 9.1 × 10^-21 วินาที

ไฮโดรเจน-6

H⁶ ประกอบด้วย 1 โปรตอน และ 5 นิวตรอน และมีครึ่งชีวิต 2.90 × 10⁻²² วินาที

ไฮโดรเจน-7

H⁷ ประกอบด้วย 1 โปรตอน และ 6 นิวตรอน ไอโซโทปนี้ได้จากการระดมยิงไฮโดรเจน ด้วย ฮีเลียม-8

รายการอ้างอิง

1. Y. B. Gurov; และคณะ (2004). "Spectroscopy of superheavy hydrogen isotopes in stopped-pion absorption by nuclei". Physics of Atomic Nuclei. 68 (3): 491–497. Bibcode:2005PAN....68..491G. doi:10.1134/1.1891200. Explicit use of et al. in: |author= (help)
2. A. A. Korsheninnikov; และคณะ (2003). "Experimental Evidence for the Existence of ⁷H and for a Specific Structure of ⁸He". Physical Review Letters. 90 (8): 082501. Bibcode:2003PhRvL..90h2501K. doi:10.1103/PhysRevLett.90.082501. Explicit use of et al. in: |author= (help)
3. G. L. Miessler, D. A. Tarr (2004). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-035471-6.
4. G. M. Ter-Akopian; และคณะ (2002). "Hydrogen-4 and Hydrogen-5 from t+t and t+d transfer reactions studied with a 57.5-MeV triton beam". AIP Conference Proceedings. 610: 920. doi:10.1063/1.1470062. Explicit use of et al. in: |author= (help)
5. A. A. Korsheninnikov; และคณะ (2001). "Superheavy Hydrogen ⁵H". Physical Review Letters. 87 (9): 92501. Bibcode:2001PhRvL..87i2501K. doi:10.1103/PhysRevLett.87.092501. Explicit use of et al. in: |author= (help)

ดูเพิ่ม

• ไอโซโทปของฮีเลียม