수소 동위 원소

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수소동위 원소에는 두 가지의 안정적인 동위 원소와 다섯 가지의 불안정한 동위 원소가 있다.

동위원소[편집]

수소-1 (경수소;1H)[편집]

수소-2 (중수소;2H)[편집]

수소-3 (삼중수소;3H)[편집]

삼중수소는 두개의 중성자와 한개의 양성자로 이루어져있으며, 항성의 핵융합현상의 중요한 역할을 한다. 그러나 지구에는 삼중수소가 매우 희귀하다.

수소-4 (4H)[편집]

수소-5 (5H)[편집]

수소-5는 굉장히 불안정하다. 핵은 한 개의 양성자와 네 개의 중성자로 이루어져있다. 수소-5는 연구소에서 합성되었으며, 삼중수소에 고속으로 움직이는 삼중수소의 핵이 충돌해서 생겨났다. 이러한 것을 통해, 삼중수소 핵이 두 개의 중성자를 다른 삼중수소 핵에서 끌어당긴다는 것을 알았고, 이가 곧 한 개의 양성자와 네 개의 중성자를 가지는 핵이 된다는 것을 알아냈다. 남은 양성자가 검출될 것이며, 수소-5의 존재를 추론할 수 있을 것이다. 이것은 이중 중성자 방출을 통해 10−21 초의 반감기를 가지며 붕괴한다.

수소-6(6H)[편집]

수소-6은 삼중 중성자 방출을 통해 3×10−22 초의 반감기를 가지며 붕괴한다.

수소-7(7H)[편집]

수소-7은 한 개의 양성자와 여섯 개의 중성자로 구성되어있다. 이것은 2003년 처음으로 RIKEN's RI Beam Science Laboratory에서 러시아인, 일본인, 프랑스인 과학자들의 단체에 의해, 수소헬륨-8이 충돌하면서 합성되었다. 이 반응의 결과로, 헬륨-8의 중성자들이 수소의 핵에 전달되었다. 두개의 남은 양성자들은 RIKEN telescope에 의해 발견되었다.

[편집]

핵종
기호
Z(p) N(n) 동위 원소 질량 (u) 반감기 붕괴
방식[1]
붕괴 생성물[n 1]
스핀
전형적
동위 원소
구성비
(몰 분율)[n 2]
자연적
구성비
변동 범위
(몰 분율)
1H 1 0 1.00782503207(10) 안정[n 3][n 4] 1/2+ 0.999885(70) 0.999816-0.999974
2H 1 1 2.0141017778(4) 안정 1+ 0.000115(70) 0.000026-0.000184
3H 1 2 3.0160492777(25) 12.32(2)y β- 3He 1/2+ 미량[n 5]
4H 1 3 4.02781(11) 1.39(10)×10-22 s
[4.6(9) MeV]
n 3H 2
5H 1 4 5.03531(11) >9.1×10-22 s ? 2n 3H (1/2+)
6H 1 5 6.04494(28) 2.90(70)×10-22 s
[1.6(4) MeV]
3n 3H 2#
4n 2H
7H 1 6 7.05275(108)# 2.3(6)×10-23s # 4n 3H 1/2+#
  1. 굵은 글꼴은 안정 동위 원소
  2. 물에서의 존재비.
  3. 6.6×10^33년 이상. 양성자 붕괴 참고.
  4. 1H과 3He 만이 양성자가 중성자보다 많은 안정 핵종이다.
  5. 우주선

참고[편집]

  • 동위 원소의 혼합 비율은 (H2O)의 혼합 비율이 기준임.
  • 원자 질량과 동위 원소의 대부분은 오차 내에서 한정되어 있음. 주어진 범위는 자연계상의 평범한 물질에도 적용될 수 있음.
  • 상업적으로 유통되는 물질은 부정확하거나 동위 원소 혼합비에 대한 자료가 없을 수 있음. 실제로 주어진 원자 질량과 혼합비는 오차가 있을 수 있음.
  • 수소 탱크에는 2H 가 적어도 3.2×10-5 (몰수비) 정도 혼합되어 있음.
  • # 표시가 된 값은 순수하게 실험에서 얻어낸 값이 아니라 부분적으로 자연계의 법칙에서 나온 것임. 약세 표시된 스핀 항목은 괄호에 싸여 있음.
  • 각각의 값의 마지막 자리에 있는 괄호 안의 값은 불확실한 값이다. 불확실한 값은 표준편차를 의미하나, 동위 원소의 구성 비율과 표준 원자량은 IUPAC의 기준을 따랐다.
  1. http://www.nucleonica.net/unc.aspx