氢的同位素

氢的同位素

与氢含有相同质子个数的元素
来自自然界中的氢以氕(1H)、氘(2H)、氚(3H)三种同位素的形式存在。
    中文名:氢的同位素 外文名: 适用领域: 所属学科: 天然丰度:99.985% 原子序数:1 原子量:1.007947

氕(1H)通常称为氢,它是氢的主要稳定同位素,其天然丰度为99.985%,按原子百分数计,它是宇宙中最多的元素,在地球上的含量仅次于氧,它主要分布于水及各种碳氢化合物中,在空气中的含量仅为5X10-5%。氕的原子序数为1,原子量为1.007947。在常温下,它是无色无臭的气体。

液氕的沸点为零下252.8℃,固态氕的熔点为-259.2℃。在气体中,它的导热系数最大。氕微溶于水和有机溶剂,易溶于金属钯中。它在高温下,能透过钢等材料。氕的制法主要是贫氘水电解和液氢精馏。用天然水电解、甲烷裂解和水煤气法等秤的氢主要成分也是氕。利用太阳能制氢的方法已获得进展。

氘为氢的一种稳定形态同位素,也被称为重氢,元素符号一般为D或2H。它的原子核由一颗质子和一颗中子组成。在大自然的含量约为一般氢的7000分之一,用于热核反应。

重氢在常温常压下为无色无嗅无毒可燃性气体,是普通氢的一种稳定同位素。它在通常水的氢中含0.0139%~0.0157%。其化学性质与普通氢完全相同。但因质量大,反应速度小一些。

用中子轰击锂可产生氚。

自然界中存在极微,从核反应制得。主要用于热核反应。

元素氢的一种放射性同位素。符号,简写为3H,氚还有其专用符号T。它的原子核由一颗质子和二颗中子组成。氚的拉丁文名为tritium,意为“第三”又称超重氢。氚的质量数为3,在天然氢中,氚的含量为1×10-15%。

1934年,英国E.卢瑟福等人在加速器上用加速的氘核轰击氘靶,通过核反应发现氚,美国W.W.洛齐尔等证实重水中存在氚,1939年美国L.W.阿耳瓦雷等证明氚有放射性。但是由于氚的β衰变只会放出高速移动的电子,不会穿透人体,因此只有大量吸入氚才会对人体有害。氚会发射β射线而衰变成氦3,半衰期为12.5年。

自然界的氚是宇宙射线与上层大气间作用,通过核反应生成的。氚的性质与氢很相似。

利用反应堆的中子,采用氟化锂、碳酸锂或锂镁合金做靶材,能大量生产氚:

Li+n→4He+3H然后利用热扩散法,使氚富集至99%以上。氚主要用于热核武器、科学研究中的标记化合物,制作发光氚管,还可能成为热核聚变反应的原料。

氢-4

氢-4不稳定的氢同位素之一,它包含了一个质子和三个中子,半衰期为9.93696×10秒。

氢-4.1

氢-4.1结构上类似氦,它包含了2个质子和2个中子,但因其中一个电子是渺子,但由于渺子的轨道特殊,轨道非常接近原子核,而最内侧的电子轨道与渺子的轨道相较之下在很外侧,因此,该渺子可视为原子核的一部份,所以整个原子可视为:“原子核由1个渺子、2个质子和2个中子组成、外侧只有一个电子”,因此可以视为一种氢的同位素,也是一种奇异原子。一个渺子重约0.1U,故名氢-4.1(H)。氢-4.1原子可以与其他元素反应,和行为更像一个氢原子不是像惰性的氦原子。

氢-5

氢-5不稳定的氢同位素之一,它包含了一个质子和四个中子,半衰期为8.01930×10秒。

氢-6

氢-6不稳定的氢同位素之一,它包含了一个质子和五个中子,半衰期为3×10秒。

氢-7

氢-7不稳定的氢同位素之一,它包含了一个质子和六个中子。

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