Termos

• diatomicConsisting of two atoms.
• isotopiformes de um elemento em que os átomos têm um número diferente de neutrões dentro dos seus núcleos., Como consequência, átomos do mesmo isótopo terão o mesmo número atômico, mas um número de massa diferente.

propriedades dos isótopos do hidrogénio

o hidrogénio tem três isótopos de ocorrência natural: 1H (protium), 2H (deutério) e 3H (trítio). Outros núcleos altamente instáveis (4H a 7H) foram sintetizados em laboratório, mas não ocorrem na natureza. O radioisótopo mais estável do hidrogênio é o trítio, com uma semi-vida de 12,32 anos. Todos os isótopos mais pesados são sintéticos e têm uma semi-vida inferior a um zeptossegundo (10-21 seg)., Destes, 5H é o mais estável, e o isótopo menos estável é 7H .

Protium

1H é o isótopo de hidrogênio mais comum com uma abundância de mais de 99.98%. O núcleo deste isótopo consiste de apenas um próton (número atômico = número de massa = 1) e sua massa é 1,007825 amu., Hidrogênio é geralmente encontrado como hidrogênio diatômico H2, ou se combina com outros átomos em compostos—hidrogênio monoatômico é raro. A ligação H-H é uma das ligações mais fortes da natureza, com uma entalpia de dissociação de ligação de 435,88 kJ/mol a 298 K. Como consequência, H2 dissocia-se em apenas uma pequena extensão até que as temperaturas mais altas sejam alcançadas. A 3000K, o grau de dissociação é de apenas 7,85%. Os átomos de hidrogênio são tão reativos que se combinam com quase todos os elementos.

Deutério

2H, ou deutério (D), é o outro isótopo estável do hidrogénio. Tem uma abundância natural de ~ 156.,25 ppm nos oceanos, e é responsável por aproximadamente 0,0156% de todo o hidrogênio encontrado na terra. O núcleo do deutério, chamado de Deutério, contém um próton e um nêutron (número de massa = 2), enquanto o isótopo de hidrogênio muito mais comum, o protium, não tem nêutrons no núcleo. Devido ao nêutron extra presente no núcleo, deutério é aproximadamente o dobro da massa de protium (deutério tem uma massa de 2.014102 amu, comparado com a massa atômica média de hidrogênio de 1.007947 amu)., Deutério ocorre em quantidades vestigiais naturalmente como deutério gasoso, escrito 2H2 ou D2, mas é mais comumente encontrado no universo ligado a um átomo de protium 1H, formando um gás chamado deutereto de hidrogênio (HD ou 1H2H).quimicamente, o deutério comporta-se de forma semelhante ao hidrogénio (protium) comum, mas existem diferenças na energia de ligação e no comprimento dos compostos de isótopos pesados de hidrogénio, que são maiores do que as diferenças isotópicas em qualquer outro elemento., Ligações envolvendo deutério e trítio são um pouco mais fortes do que as ligações correspondentes no protium, e essas diferenças são suficientes para fazer mudanças significativas nas reações biológicas. Deutério pode substituir o hidrogênio normal em moléculas de água para formar água pesada (D2O), que é cerca de 10,6% mais densa do que a água normal. A água pesada é ligeiramente tóxica em animais eucarióticos, com 25% de substituição da água corporal causando problemas de divisão celular e esterilidade, e 50% de substituição causando morte por síndrome citotóxica (insuficiência da medula óssea e insuficiência do revestimento gastrointestinal)., O consumo de água pesada não constitui uma ameaça para a saúde humana. Estima-se que uma pessoa de 70 kg possa beber 4, 8 litros de água pesada sem consequências graves.

a utilização mais comum para o deutério é na espectroscopia de ressonância nuclear. Uma vez que a ressonância magnética nuclear (RMN) requer a dissolução de compostos de interesse em solução, o sinal da solução não deve ser registado na análise., À medida que o NMR analisa as espiras nucleares dos átomos de hidrogénio, a diferente propriedade do deutério no spin nuclear não é “vista” pelo instrumento NMR, tornando os solventes diluídos altamente desejáveis devido à falta de interferência do sinal do solvente.

Trítio

3H é conhecido como trítio e contém um protão e dois neutrões no seu núcleo (número de massa = 3)., É radioativo, decompondo-se em hélio-3 através do decaimento beta acompanhado por uma liberação de 18,6 keV de energia. Tem uma semi-vida de 12,32 anos. O trítio natural é extremamente raro na terra, onde as quantidades residuais são formadas pela interação da atmosfera com os raios cósmicos.

isótopos sintéticos mais pesados

4H contém um protão e três neutrões no seu núcleo. É um isótopo altamente instável do hidrogênio. Foi sintetizado em laboratório bombardeando trítio com núcleos de deutério em movimento rápido., Neste experimento, o núcleo de trítio capturou nêutrons do núcleo de deutério em movimento rápido. A presença do hidrogênio-4 foi deduzida pela detecção dos prótons emitidos. Sua massa atômica é de 4,2781 ± 0,00011 amu. Decai através da emissão de neutrões com uma semi-vida de 1,39 ×10-22 segundos.

5H é outro isótopo pesado altamente instável do hidrogénio. O núcleo consiste de um próton e quatro nêutrons. Foi sintetizado num laboratório bombardeando trítio com núcleos de trítio em movimento rápido., Um núcleo de trítio captura dois nêutrons do outro, tornando-se um núcleo com um próton e quatro nêutrons. O próton restante pode ser detectado e a existência de hidrogênio-5 deduzido. Decai através da emissão de neutrões duplos e tem uma semi-vida de, pelo menos, 9.1 × 10-22 segundos.

6H decai através da emissão de neutrões triplos e tem uma semi-vida de 2,90×10-22 segundos. Consiste de um próton e cinco nêutrons.

7H é constituído por um protão e seis neutrões., Foi sintetizado pela primeira vez em 2003 por um grupo de cientistas russos, japoneses e franceses no RIKEN’s RI Beam Science Laboratory, bombardeando hidrogênio com átomos de hélio-8. Os neutrões do hélio-8 foram doados ao núcleo do hidrogênio. Os dois protões restantes foram detectados pelo” telescópio RIKEN”, um dispositivo composto por várias camadas de sensores, posicionados atrás do alvo do ciclotrão do feixe RI.