المحتوى
في الطبيعة ، لا تحتوي الغالبية العظمى من ذرات الهيدروجين على نيوترونات. تتكون هذه الذرات من إلكترون واحد وبروتون واحد فقط ، وهي أخف ذرات ممكنة. ومع ذلك ، فإن نظائر الهيدروجين النادرة ، التي تسمى الديوتيريوم والتريتيوم ، تحتوي على نيوترونات. يحتوي الديوتيريوم على نيوترون واحد ، والتريتيوم ، غير المستقر وغير المرئي في الطبيعة ، يحتوي على اثنين.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
معظم ذرات الهيدروجين ليس لها نيوترون. ومع ذلك ، فإن نظائر الهيدروجين النادرة ، التي تسمى الديوتيريوم والتريتيوم ، تحتوي على نيوترون واحد لكل منهما ، على التوالي.
العناصر والنظائر
تحتوي معظم العناصر في الجدول الدوري على عدة نظائر - "أبناء عمومة" للعنصر الذي له نفس العدد من البروتونات ولكن بأعداد مختلفة من النيوترونات. النظائر تشبه بعضها البعض ولها خصائص كيميائية مماثلة. على سبيل المثال ، إلى جانب نظير الكربون 12 الوفير ، يمكنك العثور على كميات ضئيلة من الكربون المشع 14 في جميع الكائنات الحية تقريبًا. ومع ذلك ، نظرًا لأن النيوترونات لها كتلة ، فإن أوزان النظائر مختلفة قليلاً. يمكن للعلماء اكتشاف الفرق باستخدام مطياف الكتلة وغيرها من المعدات المتخصصة.
يستخدم للهيدروجين
الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون. على الأرض ، نادراً ما تجد الهيدروجين بحد ذاته ؛ في كثير من الأحيان يتم دمجها مع الأكسجين والكربون وعناصر أخرى في المركبات الكيميائية. الماء ، على سبيل المثال ، يرتبط الهيدروجين بالأكسجين. يلعب الهيدروجين دورًا مهمًا في الهيدروكربونات ، مثل الزيوت والسكريات والكحول والمواد العضوية الأخرى. يعمل الهيدروجين أيضًا كمصدر للطاقة "أخضر" ؛ عندما تحترق في الهواء ؛ أنه يعطي قبالة الحرارة والمياه النقية دون إنتاج CO2 أو غيرها من الانبعاثات الضارة.
يستخدم للدوتيريوم
على الرغم من أن الديوتيريوم ، المعروف أيضًا باسم "الهيدروجين الثقيل" ، يحدث بشكل طبيعي ، إلا أنه أقل وفرة ، حيث يمثل واحدًا من كل 6420 ذرة هيدروجين. مثل الهيدروجين ، يتحد مع الأكسجين لإنتاج "ماء ثقيل" ، وهي مادة تبدو وتتصرف كثيرًا مثل الماء العادي ، ولكنها أثقل قليلاً ولديها نقطة تجمد أعلى ، 3.8 درجة مئوية (38.4 درجة فهرنهايت) ، مقارنة بـ 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت). تجعل النيوترونات الإضافية الماء الثقيل مفيدًا للوقاية من الإشعاع والتطبيقات الأخرى في البحث العلمي. كونها نادرة ، الماء الثقيل هو أيضا أغلى بكثير من النوع العادي. وزنها الزائد يجعلها غريبة كيميائيًا مقارنة بالمياه. في التركيزات الطبيعية ، لا شيء يدعو للقلق ؛ ومع ذلك ، فإن الكميات التي تزيد عن 25 في المائة ستلحق الضرر بالدم والأعصاب والكبد ، ويمكن أن تكون التركيزات العالية جداً قاتلة.
يستخدم للتريتيوم
إن النترونين الإضافيين الموجودين في التريتيوم يجعلهما مشعّين ، ويتحللان بنصف عمر يبلغ 12.28 سنة. بدون إمدادات طبيعية من التريتيوم ، يجب صنعه في المفاعلات النووية. على الرغم من أن الإشعاع خطير إلى حد ما ، وبكميات صغيرة ومع معالجة وتخزين دقيقين ، يمكن أن يكون التريتيوم مفيدًا. علامات "الخروج" المصنوعة من التريتيوم تنتج وهجًا ناعمًا لا يزال مرئيًا لمدة تصل إلى 20 عامًا ؛ لأنهم لا يحتاجون إلى الكهرباء ، فإنهم يوفرون إضاءة آمنة أثناء انقطاع التيار الكهربائي وحالات الطوارئ الأخرى. التريتيوم له استخدامات أخرى في البحوث ، مثل تتبع تدفق المياه ؛ كما تلعب دورا في بعض الأسلحة النووية.