Isótopos do hidrogénio

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Os três isótopos estáveis de hidrogênio:prótio , deutério e tritium.

Os Isótopos do Hidrogénio são variantes do elemento químico Hidrogénio, possuindo um total de sete isótopos. Três desses isótopos ocorrem naturalmente, 1H(Protium), 2H(Deutério) e 3H(Tritium), sendo os dois primeiros estáveis e o terceiro com meia-via de 12,32 anos. Todos os demais isótopos são sintéticos e altamente instáveis, possuindo meia-vida de um zeptosegundo(10-21 segundos)[1][2]

Enquanto que, todos os isótopos do Hidrogénio compartilham o mesmo número de protões, cada isótopo difere-se dos outros pelo seu número de neutrões.


Hidrogênio-1 (prótio)[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: prótio

Prótio, o isótopo mais comum de hidrogénio, composto por um protão e um electrão. Único entre todos os isótopos estáveis, não tem neutrões. 1H Massa atómica de 1,00782504 (7) U o isótopo mais comum de hidrogénio com uma abundância de mais de 99,98%. O protão nunca foi observado a decair e, portanto, é considerado que o hidrogénio-1 é um isótopo estável. Algumas teorias recentes da física de partículas prevêem que o decaimento do protão pode ocorrer com uma meia-vida da ordem de 1036 anos.

Hidrogênio-2 (deutério)[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: deutério

Um átomo de deutério contém um protão, um neutrão e um electrão. 2H Massa atómico de 2,013553212724 (78) U, outro isótopo de hidrogénio estável, é conhecido como deutério e contém apenas um protão e um neutrão no seu núcleo. Deutério com abundância compreendida entre 0,0026 - 0,0184% de amostras de hidrogénio na terra, não é radioactivo, e não representa um perigo de toxicidade significativo. A água com moléculas que incluem deutério em vez de prótio é chamada de água pesada. A água pesada é utilizada como um moderador de neutrões e refrigerante para reactores nucleares. O deutério é também um combustível potencial para a fusão nuclear comercial.

Hidrogênio-3 (trítio)[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: trítio

Um átomo de trítio contém um próton, dois neutrões, e um electrão 3H é conhecido como trítio, é radioactivo, decaindo em hélio-3 através da decomposição com uma meia-vida de 12,32 anos.[3] Pequenas quantidades de trítio são formadas naturalmente devido à interacção dos raios cósmicos com gases atmosféricos. O método mais comum de Sintetização de trítio é bombardeando um isótopo natural do lítio, lítio-6, com neutrões em um reactor nuclear. Fusão nuclear de trítio com deutério, liberta energia através da perda de massa em que os dois núcleos colidem e fundem a temperaturas elevadas.

Hidrogênio-4 (Quadium)[editar | editar código-fonte]

4H contém um protão, três neutrões e um electrão. Ele é um isótopo de hidrogénio altamente instável. Foi sintetizado em laboratório bombardeando trítio com núcleos de deutério em movimento rápido.[4] Nesta experiencia, o núcleo trítio capturou um neutrão do núcleo de deutério. Com uma massa atómica de 4,02781 ± 0,00011,[5] decai por meio de emissão de neutrões em hidrogênio-3 (trítio) com uma meia-vida de cerca de 139 yoctosegundos (1,39 ± 0,10) × 10-22 segundos.

Em 1955, foi dado ao hidrogénio-4 o nome Quadium, pois foi o isótopo que impulsionou o Q-bomba que o ducado de Grand Fenwick capturou aos Estados Unidos.

Hidrogênio-5[editar | editar código-fonte]

5H é um isótopo de hidrogénio altamente instável. O núcleo é composto por um protão e quatro neutrões. Tem sido sintetizado em laboratório, bombardeando trítio com núcleos de trítio em movimento rápido.[4][5]Nesta experiência, um dos núcleos de trítio captura dois neutrões a partir de outro, tornando-se um núcleo com um protão e quatro neutrões. Ele decai por meio de emissão de neutrões duplos em hidrogênio-3 (trítio) e tem uma meia-vida de pelo menos 910 yoctosegundos (9.1 × 10-22 segundos).[6]

Hidrogênio-6[editar | editar código-fonte]

6H decai, quer através de emissão de neutrões triplos em hidrogênio-3 (trítio) ou emissão de neutrões quádruplos em hidrogênio-2 (deutério) e tem uma meia-vida de 290 yoctosegundos (2,90 × 10-22 segundos).[6]5

Hidrogênio-7[editar | editar código-fonte]

7H consiste em um isótopo de hidrogénio com um protão, seis neutrões e um electrão. Foi sintetizado pela primeira vez em 2003 por um grupo de cientistas russos, japoneses e franceses no laboratório de ciência de RIKEN, bombardeando prótio com hélio-8 Na reacção resultante, todos os seis neutrões do hélio-8 foram doados para o núcleo do prótio. Hidrogénio-7 tem uma meia vida de 23 yoctosegundos (2,3 x 10- 23 segundos).

Referências

  1. Y. B. Gurov; et al. (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 
  2. A. A. Korsheninnikov; et al. (2003). «Experimental Evidence for the Existence of 7H and for a Specific Structure of 8He». Physical Review Letters. 90 (8). 082501 páginas. Bibcode:2003PhRvL..90h2501K. doi:10.1103/PhysRevLett.90.082501 
  3. 1- G. L. Miessler, D. A. Tarr (2004). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-035471-6.
  4. a b G. M. Ter-Akopian; et al. (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.
  5. a b "The 2003 Atomic Mass Evaluation". Atomic Mass Data Center. Retrieved 2008-11-15.
  6. a b G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.