Den brint til symbolet H og atommasse standard 1.00782504 (7) u , har tre isotoper naturlig, betegnet 1 H, 2 H og 3 H. Andre (af 4 H 7 H), især ustabil, er blevet syntetiseret i laboratoriet, men aldrig observeret i naturen.
Brint er det eneste element med forskellige navne og symboler for dets forskellige isotoper, der stadig er i brug i dag. 2 H (eller H-2) isotopen kaldes således “ deuterium ” (symbol D), og 3 H (eller H-3) isotopen “ tritium ” (symbol T). Selvom IUPAC anerkender brugen, anbefaler den det dog ikke. Den mest almindelige isotop af brint uden en neutron kaldes undertiden " protium " . Under de første undersøgelser af radioaktivitet blev navne også givet til de tunge isotoper af brint, men disse navne er ikke længere i brug.
Muonium, Mu , består af en elektron og en antimuon . Muonium har kemiske egenskaber, der nærmer et hydrogenatom og kan betragtes som den letteste isotop af hydrogen, betegnet 0,11 H .
1 H er den mest almindelige isotop af brint med en overflod på 99,98%. Da dets kerne består af en enkelt proton , kaldes den undertiden, men temmelig sjældent, et "protium". På den anden sidekaldesdenH + ion, der opnås ved tabet af den enkelte elektron på 1 H, og derfor kun formelt udgøres af en proton, meget "proton" og giver sit navn til reaktioner ( protonering / deprotonering ) eller karakteristika ( protisk opløsningsmiddel ), der involverer en H + ion.
2 H , den anden stabile isotop af hydrogen, kendt som Deuterium, har en kerne bestående af en proton og en neutron . Denatomare overflod på Jorden af deuterium er mellem 0,0026 og 0,0184%, det laveste antal svarende til antallet fundet i hydrogen gas, det højeste i et beriget miljø (0,015% eller 150 ppm), såsom havvand. Deuterium ikke er radioaktiv og ikke udgør en betydelig fare med hensyn til toksicitet. Vand beriget med molekyler indeholdende deuterium i stedet for "normale" brintatomer kaldes tungt vand . Deuterium og dets forbindelser anvendes som ikke-radioaktive mærker i kemieksperimenter og som opløsningsmidler tilproton- NMR-spektroskopi . Tungt vand bruges som en neutronmoderator og kølemiddel i atomreaktorer. Deuterium er også et muligt brændstof i kernefusion .
3 H- kendt under navnet tritium har en kerne bestående af en proton og to neutroner. Det er et radioaktivt element, der henfalder til helium 3 ved β-henfald - med en halveringstid på 12,32 år. Små mængder tritium er naturligt til stede på grund af interaktionen mellem kosmiske stråler og atmosfæriske gasser. Tritium er også blevet frigivet under atomvåbenprøver . Tritium bruges i termonukleære våben , som sporstof i isotopisk geologi og i nogle selvdrevne belysningsenheder .
Den mest almindelige metode til fremstilling af tritium er at bombardere en naturligt forekommende isotop af lithium , lithium 6 , med neutroner i en atomreaktor .
Tritium blev engang meget brugt som en markør inden for kemi og biologi (men dets anvendelse er blevet mindre almindelig). Den nukleare fusion DT tritium anvendt som det primære reagens med deuterium og frigiver energi ved tab af masse, når de to kerner smelter sammen til meget høje temperaturer.
4 H undertiden kaldet kvadrium har en kerne, der består af en proton og tre neutroner. Det er en yderst ustabil isotop af brint, der blev syntetiseret i laboratoriet ved at bombardere tritium med hurtige kerner af deuterium . I dette eksperiment fanger tritiumkernen en neutron fra den hurtige deuteriumkerne. Tilstedeværelsen af hydrogen 4 blev udledt ved påvisning af emissionen af protoner. Dens atommasse er 4,02781 ± 0,00011. Det henfalder ved neutronemission med en halveringstid på (1,39 ± 0,10) × 10-22 sekunder.
Muonic helium ( 4.1 H ) blev skabt ved at erstatte en elektron i helium 4 med en muon , hvor muonen kredsede tættere på kernen end elektronen. Muonic helium kan således ses som en isotop af hydrogen, hvis kerne består af to neutroner, to protoner og en muon, med en enkelt elektron, der kredser om kernen. Brint 4.1 kan binde sig til andre atomer og fungerer derfor mere som et hydrogenatom end et inert heliumatom.
5 H er et meget ustabilt isotop af hydrogen. Dens kerne består af en proton og fire neutroner. Det blev syntetiseret i laboratoriet ved at bombardere tritium med hurtige kerner af tritium. I dette eksperiment fanger en tritiumkerne to neutroner fra en anden kerne og bliver derfor en fire neutronkerne. Den resterende proton kan detekteres, hvilket beviser ved fradrag eksistensen af brint 5. Det henfalder ved dobbelt neutronemission, og dets halveringstid er mindst 9,1 × 10-22 sekunder.
6 H er en meget ustabil isotop af hydrogen. Dens kerne består af en proton og fem neutroner. Det henfalder ved tredobbelt neutronemission, og dets halveringstid er 2,90 × 10-22 sekunder
7 H er den kendte isotop med det højeste forhold mellem neutron- og protontal ( N / Z = 6). Det er også nuklidet med den mindste kendte halveringstid, (2,3 ± 0,6) × 10-27 s . Det nedbrydes i 3 H tritium og fire neutroner.
Det blev først syntetiseret i 2003 af en gruppe russiske, japanske og franske forskere ved RIKEN ved at bombardere brint med 8 heliumatomer . Ved denne reaktion gives de seks neutroner fra helium 8 til hydrogenkernen. Dette er de to tilbageværende protoner, der blev opdaget af "RIKEN-teleskopet", en enhed, der består af flere lag sensorer placeret mellem målet og RI-radius for cyclotronen.
Virkeligheden af eksistensen, selv om den er ekstremt flygtig, af brint 7 blev bekræftet i 2007 ved observation af en nuklear resonans. Dette eksperiment blev udført ved GANIL , Frankrig, ved at bombardere et mål på carbon 12 gennem carbon 13 , hvorved der frembringes en stråle af atomer af helium 8 , hvoraf nogle har reageret med carbonatomet 12 i den omgivende gas (den butan C 4 H 10ifølge reaktionen 8
2Han + 12
6C → 7
1H + 13
7IKKE.
Symbol | Z | IKKE | Atommasse ( u ) |
Halvt liv | Forfaldstilstand (er) | Isotop (er) -son | Nukleart spin | Repræsentativ isotopisk sammensætning ( molfraktion ) |
Område af naturlig variation ( molfraktion ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0,11 H | 0 | 0 | 0,113 | ||||||
1 time | 1 | 0 | 1.00782503207 (10) | Stabil | 1 ⁄ 2 + | 0,999885 (70) | 0,999816–0,999974 | ||
2 timer | 1 | 1 | 2.0141017778 (4) | Stabil | 1 + | 0,000115 (70) | 0,000026–0,000184 | ||
3 timer | 1 | 2 | 3.0160492777 (25) | 12,32 (2) år | β - | 3 Han | 1 ⁄ 2 + | Spor | |
4 timer | 1 | 3 | 4.02781 (11) |
1,39 (10) × 10-22 s [ 4,6 (9) MeV ] |
ikke | 3 timer | 2 - | ||
4,1 H | 2 | 2 | 4.116 | ||||||
5 timer | 1 | 4 | 5.03531 (11) | > 9,1 × 10-22 s ? | ikke | 4 timer | ( 1 ⁄ 2 + ) | ||
6 timer | 1 | 5 | 6.04494 (28) |
2,90 (70) × 10-22 s [ 1,6 (4) MeV ] |
3n | 3 timer | 2 - # | ||
4n | 2 timer | ||||||||
7 a.m. | 1 | 6 | 7.05275 (108) # |
2.3 (6) × 10-27 s # [ 20 (5) MeV ] # |
4n | 3 timer | 1/2 + # |
Masse af isotoper fra:
Isotopiske sammensætninger og standard atommasser:
Data om halveringstid, spin og isomer:
1 | H | Hej | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | ||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
4 | K | Det | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Det | Det her | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Dit | W | Re | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |