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.

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원소 기호 Z(p) N(n) 원자 질량 (u) 반감기 핵의 스핀 대표적인
동위원소
혼합비율
(몰수비)
자연의
동위원소
혼합비율 범위
(몰수비)
1H 1 0 1.00782503207(10) 안정 [>2.8×1023y] 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 1/2+
4H 1 3 4.02781(11) 1.39(10)×10-22 s [4.6(9) MeV] 2-
5H 1 4 5.03531(11) >9.1×10-22 s ? (1/2+)
6H 1 5 6.04494(28) 2.90(70)×10-22 s [1.6(4) MeV] 2-#
7H 1 6 7.05275(108)# 2.3(6)×10-23# s [20(5)# MeV] 1/2+#

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.
  • Uncertainties are given in concise form in parentheses after the corresponding last digits. Uncertainty values denote one standard deviation, except isotopic composition and standard atomic mass from IUPAC which use expanded uncertainties.