In natura, la stragrande maggioranza degli atomi di idrogeno non ha neutroni; questi atomi sono costituiti da un solo elettrone e un solo protone e sono gli atomi più leggeri possibili. Tuttavia, rari isotopi dell'idrogeno, chiamati deuterio e trizio, hanno neutroni. Il deuterio ha un neutrone e il trizio, instabile e non visto in natura, ne ha due.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
La maggior parte degli atomi di idrogeno non ha neutroni. Tuttavia, rari isotopi dell'idrogeno, chiamati deuterio e trizio, hanno rispettivamente uno e due neutroni.
Elementi e isotopi
La maggior parte degli elementi nella tavola periodica ha diversi isotopi - "cugini" dell'elemento che hanno lo stesso numero di protoni ma diverso numero di neutroni. Gli isotopi appaiono molto simili tra loro e hanno proprietà chimiche simili. Ad esempio, accanto all'abbondante isotopo del carbonio-12, è possibile trovare piccole quantità di carbonio-14 radioattivo praticamente in tutti gli esseri viventi. Tuttavia, poiché i neutroni hanno massa, i pesi degli isotopi sono leggermente diversi. Gli scienziati possono rilevare la differenza utilizzando uno spettrometro di massa e altre apparecchiature specializzate.
Usi per l'idrogeno
L'idrogeno è l'elemento più abbondante nell'universo. Sulla Terra raramente troverai l'idrogeno da solo; molto più spesso è combinato con ossigeno, carbonio e altri elementi nei composti chimici. L'acqua, per esempio, è idrogeno unito all'ossigeno. L'idrogeno svolge un ruolo importante negli idrocarburi, come oli, zuccheri, alcoli e altre sostanze organiche. L'idrogeno serve anche come fonte di energia “verde”; quando bruciato in aria; emana calore e acqua pura senza produrre CO2 o altre emissioni nocive.
Usi per il deuterio
Sebbene il deuterio, noto anche come "idrogeno pesante", sia presente in natura, è meno abbondante, rappresentando uno su 6.420 atomi di idrogeno. Come l'idrogeno, si combina con l'ossigeno per produrre "acqua pesante", una sostanza che sembra e si comporta molto come l'acqua normale, ma che è leggermente più pesante e ha un punto di congelamento più alto, 3,8 gradi Celsius (38,4 gradi Fahrenheit), rispetto a 0 gradi Celsius (32 gradi Fahrenheit). I neutroni extra rendono l'acqua pesante utile per la schermatura dalle radiazioni e altre applicazioni nella ricerca scientifica. Essendo rara, l'acqua pesante è anche molto più costosa di quella ordinaria. Il suo peso extra lo rende chimicamente un po' strano rispetto all'acqua. A concentrazioni normali, non c'è nulla di cui preoccuparsi; tuttavia, quantità superiori al 25% danneggiano il sangue, i nervi e il fegato e concentrazioni molto elevate possono essere mortali.
Usi per il trizio
I due neutroni in più trovati nel trizio lo rendono radioattivo, decadendo con un'emivita di 12,28 anni. Senza una fornitura naturale di trizio, deve essere prodotto nei reattori nucleari. Sebbene la sua radiazione sia alquanto pericolosa, in piccole quantità e con un'attenta manipolazione e conservazione, il trizio può essere utile. I segnali di "uscita" realizzati con trizio producono un bagliore morbido che rimane visibile fino a 20 anni; poiché non necessitano di elettricità, forniscono illuminazione di sicurezza durante i blackout e altre emergenze. Il trizio ha altri usi nella ricerca, come tracciare il flusso dell'acqua; svolge anche un ruolo in alcune armi nucleari.
