氢的同位素
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标准原子质量 (Ar, 标准) |
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氢(原子量:1.00794(7))共有7个已知同位素,质量数介于1-7之间,其中有2个是稳定的,其他都具有放射性。天然存在的氢同位素有3个,分别是稳定的
图表[编辑]
同位素 | Z(p) | N(n) | 同位素质量(u) | 半衰期 | 衰变 方式[2] |
衰变 产物[n 1] |
原子核 自旋 |
相对丰度 (摩尔分率)[n 2] |
相对丰度的变化量 (摩尔分率) | |
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1H | 1 | 0 | 82503207(10) 1.007 | 稳定[n 3][n 4] | 1⁄2+ | 885(70) 0.999 | 816– 0.999974 0.999 | |||
2 H , 2 D [n 5] |
1 | 1 | 1017778(4) 2.014 | 稳定[n 6] | 1+ | 115(70) 0.000 | 026– 0.000184 0.000 | |||
3 H , 3 T [n 7] |
1 | 2 | 0492777(25) 3.016 | 12.32(2) y | β− | 3 He |
1⁄2+ | 痕量[n 8] | ||
4 H |
1 | 3 | 81(11) 4.027 | ×10−22 s 1.39(10) [MeV] 4.6(9) |
n | 3 H |
2− | |||
4.1 H |
2 p |
1 μ− |
2 n |
03(2181)# 4.116 | >×10−6 s ? 2 | μ | 4 He , ve, vμ |
0+# | ||
5 H |
1 | 4 | 31(11) 5.035 | >×10−22 s ? 9.1 | 2n | 3 H |
(1⁄2+) | |||
6 H |
1 | 5 | 94(28) 6.044 | ×10−22 s 2.90(70) [MeV] 1.6(4) |
n ?[n 9] | 5 H ? |
2−# | |||
3n ?[n 9] | 3 H ? | |||||||||
7 H |
1 | 6 | 75(108)# 7.052 | ×10−23 s# 2.3(6) | 2n ?[n 9] | 5 H ? |
1⁄2+# |
备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,仅为理论推测,而用括号括起来的数据代表不确定性。
氢-1(氕)[编辑]
氢原子,又称
在大自然中,氢原子是氢元素最普遍的同位素,丰度达99.98%,称为氢、氢-1或氕,为稳定同位素。氢原子不含任何中子,而别的氢同位素则含有一个或多个中子。
氢-2(氘)[编辑]
氢-3(氚)[编辑]
氢-4[编辑]
氢-4是氢的一种人造放射性同位素,它包含了一个质子和三个中子,半衰期为9.93696×10-23秒,极为不稳定。
氢-4.1[编辑]
氢-4.1结构上类似氦-4。它包含了2个质子和2个中子,但其中一个电子被μ子取代。由于μ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μ子的轨道相较之下在很外侧,因此,该μ子可视为原子核的一部分,所以整个原子可视为:“原子核由1个μ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μ子重约0.1U,故名氢- 4.1(4.1H)。氢-4.1原子可以与其他元素反应,其行为更像一个氢原子不是像惰性的氦原子[3]。
氢-5[编辑]
氢-5是氢的一种人造放射性同位素,它包含了一个质子和四个中子,半衰期为8.01930×10-23秒,极为不稳定。
氢-6[编辑]
氢-6是氢的一种人造放射性同位素,它包含了一个质子和五个中子,半衰期为3×10-22秒,极为不稳定。 制备方法如下:[4]
氢-7[编辑]
氢-7是氢的一种人造放射性同位素,它包含了一个质子和六个中子。它是由质子轰击氦-8同位素而成。在以上核反应中,氦-8的六个中子都给了那个质子,并变成2个质子。它的半衰期为2.3×10-23秒,极为不稳定。
放射性氢同位素的衰变链[编辑]
注释[编辑]
- ^ 稳定的衰变产物以粗体表示
- ^ 指的是在水中。
- ^ 半衰期大于×1033 年。参见 6.6质子衰变。
- ^ 此核素和3He是唯一质子数多于中子数的稳定核素。
- ^ 在太初核合成中生成
- ^ 少数稳定的奇奇核之一
- ^ 在太初核合成期间亦有生成,但都已衰变成3He,因此现时地球上的3H原子的皆非原初的原子,而是由宇宙射线作用所产生。
- ^ 天然存在的宇生核素。
- ^ 9.0 9.1 9.2 衰变能量足以使该核素发生此种衰变模式,但尚未借由实验观察到该核素发生此种衰变。
参考资料[编辑]
- ^ Meija, Juris; et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ 存档副本. [2015-09-07]. (原始内容存档于2017-02-19).
- ^ Fleming, D. G.; Arseneau, D. J.; Sukhorukov, O.; Brewer, J. H.; Mielke, S. L.; Schatz, G. C.; Garrett, B. C.; Peterson, K. A.; Truhlar, D. G. Kinetic Isotope Effects for the Reactions of Muonic Helium and Muonium with H2. Science. 28 Jan 2011, 331 (6016): 448–450. PMID 21273484. doi:10.1126/science.1199421. (原始内容存档于2011-11-17).
- ^ Aleksandrov, D.V.; Ganza, D.V.; Glukhov, Yu.A.; Novatskij, B.G.; Ogloblin, A.A.; Stepanov, D.N. Observation of unstable superheavy hydrogen isotope 6H in the 7Li(7Li, 8B) reaction. Yadernaya Fizika. 1984, 39 (3): 513–517.
外部链接[编辑]
维基共享资源中相关的多媒体资源:氢的同位素 |
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