Condiciones

• diatomicConsisting de dos átomos.
• isotopeformas de un elemento donde los átomos tienen un número diferente de neutrones dentro de sus núcleos., Como consecuencia, los átomos del mismo isótopo tendrán el mismo número atómico, pero un número de masa diferente.

propiedades de los isótopos de hidrógeno

El hidrógeno tiene tres isótopos naturales: 1H (protio), 2H (deuterio) y 3h (tritio). Otros núcleos altamente inestables (4H a 7H) han sido sintetizados en el laboratorio, pero no ocurren en la naturaleza. El radioisótopo más estable del hidrógeno es el tritio, con una vida media de 12,32 años. Todos los isótopos más pesados son sintéticos y tienen una vida media inferior a un zeptosegundo (10-21 seg)., De estos, 5H es el más estable, y el isótopo menos estable es 7H .

Protium

1H es el isótopo de hidrógeno más común con una abundancia de más del 99,98%. El núcleo de este isótopo consiste en un solo protón (número atómico = número de masa = 1) y su masa es 1.007825 amu., El hidrógeno se encuentra generalmente como gas hidrógeno diatómico H2, o se combina con otros átomos en compuestos-el hidrógeno monoatómico es raro. El enlace H–H es uno de los enlaces más fuertes de la naturaleza, con una entalpía de disociación de enlace de 435.88 kJ/mol a 298 K. Como consecuencia, H2 se disocia solo en menor medida hasta que se alcanzan temperaturas más altas. A 3000K, el grado de disociación es solo del 7,85%. Los átomos de hidrógeno son tan reactivos que se combinan con casi todos los elementos.

Deuterio

2H, o deuterio (D), es el otro isótopo estable del hidrógeno. Tiene una abundancia natural de ~156.,25 ppm en los océanos, y representa aproximadamente el 0.0156% de todo el hidrógeno que se encuentra en la tierra. El núcleo del deuterio, llamado deuterón, contiene un protón y un neutrón (número de masa = 2), mientras que el isótopo de hidrógeno mucho más común, el protio, no tiene neutrones en el núcleo. Debido al neutrón extra presente en el núcleo, el deuterio es aproximadamente el doble de la masa del protio (deuterio tiene una masa de 2,014102 uma, en comparación con la masa atómica media de hidrógeno de 1,007947 uma)., El deuterio se encuentra en cantidades traza de forma natural como gas de deuterio, escrito 2H2 o D2, pero se encuentra más comúnmente en el universo Unido con un átomo de protio 1H, formando un gas llamado deuteruro de hidrógeno (HD o 1H2H).

químicamente, el deuterio se comporta de manera similar al hidrógeno ordinario (protium), pero hay diferencias en la energía de enlace y la longitud de los compuestos de isótopos de hidrógeno pesados, que son más grandes que las diferencias isotópicas en cualquier otro elemento., Los enlaces que involucran deuterio y tritio son algo más fuertes que los enlaces correspondientes en protio, y estas diferencias son suficientes para hacer cambios significativos en las reacciones biológicas. El deuterio puede reemplazar el hidrógeno normal en las moléculas de agua para formar agua pesada (D2O), que es aproximadamente 10.6% más densa que el agua normal. El agua pesada es ligeramente tóxica en animales eucariotas, con un 25% de sustitución del agua corporal que causa problemas de división celular y esterilidad, y un 50% de sustitución que causa la muerte por síndrome citotóxico (fallo de la médula ósea y fallo del revestimiento gastrointestinal)., El consumo de agua pesada no representa una amenaza para la salud humana. Se estima que una persona de 70 kg podría beber 4,8 litros de agua pesada sin consecuencias graves.

el uso más común del deuterio es en espectroscopia de resonancia nuclear. Como la resonancia magnética nuclear (RMN) requiere que los compuestos de interés se disuelvan en solución, la señal de solución no debe registrarse en el análisis., A medida que la RMN analiza los espines nucleares de los átomos de hidrógeno, la diferente propiedad de espín nuclear del deuterio no es ‘vista’ por el instrumento de RMN, lo que hace que los disolventes deuterados sean altamente deseables debido a la falta de interferencia de la señal solvente.

tritio

3H se conoce como tritio y contiene un protón y dos neutrones en su núcleo (número de masa = 3)., Es radiactivo, descomponiéndose en helio-3 a través de la desintegración beta acompañada de una liberación de 18,6 keV de energía. Tiene una vida media de 12,32 años. El tritio natural es extremadamente raro en la Tierra, donde las trazas se forman por la interacción de la atmósfera con los rayos cósmicos.

isótopos sintéticos más pesados

4H contiene un protón y tres neutrones en su núcleo. Es un isótopo altamente inestable del hidrógeno. Se ha sintetizado en el laboratorio bombardeando tritio con núcleos de deuterio de rápido movimiento., En este experimento, los núcleos de tritio capturaron neutrones del núcleo de deuterio en rápido movimiento. La presencia del hidrógeno-4 se dedujo detectando los protones emitidos. Su masa atómica es 4.02781 ± 0.00011 amu. Se desintegra a través de la emisión de neutrones con una vida media de 1,39 ×10-22 segundos.

5H es otro isótopo pesado altamente inestable del hidrógeno. El núcleo consta de un protón y cuatro neutrones. Se ha sintetizado en un laboratorio bombardeando tritio con núcleos de tritio de rápido movimiento., Un núcleo de tritio captura dos neutrones del otro, convirtiéndose en un núcleo con un protón y cuatro neutrones. El protón restante puede ser detectado y la existencia de hidrógeno-5 deducida. Se desintegra a través de doble emisión de neutrones y tiene una vida media de al menos 9.1 × 10-22 segundos.

6h decae a través de la emisión de neutrones triples y tiene una vida media de 2.90×10-22 segundos. Consiste en un protón y cinco neutrones.

7H consiste en un protón y seis neutrones., Fue sintetizado por primera vez en 2003 por un grupo de científicos rusos, japoneses y franceses en el Ri Beam Science Laboratory de RIKEN, bombardeando hidrógeno con átomos de helio-8. Los neutrones del helio-8 fueron donados al núcleo del hidrógeno. Los dos protones restantes fueron detectados por el» telescopio RIKEN», un dispositivo compuesto por varias capas de sensores, colocados detrás del objetivo del ciclotrón de haz RI.