В природе подавляющее большинство атомов водорода не имеет нейтронов; эти атомы состоят только из одного электрона и одного протона и являются самыми легкими из возможных. Однако у редких изотопов водорода, называемых дейтерий и тритий, есть нейтроны. Дейтерий имеет один нейтрон, а тритий, нестабильный и не встречающийся в природе, имеет два.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Большинство атомов водорода не имеют нейтрона. Однако редкие изотопы водорода, называемые дейтерий и тритий, имеют один и два нейтрона соответственно.
Элементы и изотопы
У большинства элементов периодической таблицы есть несколько изотопов - «двоюродных братьев» элемента, которые имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов. Изотопы очень похожи друг на друга и имеют схожие химические свойства. Например, наряду с обильным изотопом углерода-12, вы можете найти крошечные количества радиоактивного углерода-14 практически во всех живых существах. Однако, поскольку нейтроны имеют массу, веса изотопов немного отличаются. Ученые могут обнаружить разницу с помощью масс-спектрометра и другого специализированного оборудования.
Использование водорода
Водород - самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле редко можно найти водород сам по себе; гораздо чаще он сочетается с кислородом, углеродом и другими элементами в химических соединениях. Например, вода - это водород, соединенный с кислородом. Водород играет важную роль в углеводородах, таких как масла, сахара, спирты и другие органические вещества. Водород также служит «зеленым» источником энергии; при горении на воздухе; выделяет тепло и чистую воду без образования CO2 или другие вредные выбросы.
Использование дейтерия
Хотя дейтерий, также известный как «тяжелый водород», встречается в природе, он менее распространен, составляя один из каждых 6420 атомов водорода. Подобно водороду, он соединяется с кислородом с образованием «тяжелой воды», вещества, которое выглядит и ведет себя так же, как обычная вода, но которое немного тяжелее и имеет более высокую температуру замерзания, 3,8 градуса Цельсия (38,4 градуса по Фаренгейту), по сравнению с 0 градусом Цельсия (32 градуса Фаренгейт). Дополнительные нейтроны делают тяжелую воду полезной для защиты от излучения и других применений в научных исследованиях. Тяжелая вода, будучи редкой, намного дороже обычной. Его дополнительный вес делает его химически несколько необычным по сравнению с водой. При нормальной концентрации беспокоиться не о чем; однако количества, превышающие 25 процентов, могут повредить кровь, нервы и печень, а очень высокие концентрации могут быть смертельными.
Использование трития
Два дополнительных нейтрона, обнаруженных в тритии, делают его радиоактивным, распадаясь с периодом полураспада 12,28 года. Без естественного запаса трития он должен производиться в ядерных реакторах. Хотя его излучение несколько опасно, в небольших количествах и при осторожном обращении и хранении тритий может быть полезным. Знаки «Выход», сделанные из трития, дают мягкое свечение, которое остается видимым до 20 лет; поскольку им не нужно электричество, они обеспечивают безопасное освещение во время отключения электроэнергии и других чрезвычайных ситуаций. Тритий имеет и другие применения в исследованиях, например, отслеживание потока воды; он также играет роль в некоторых ядерных вооружениях.