ไฮโดรเจนมีกี่นิวตรอน?

โดยธรรมชาติแล้ว อะตอมไฮโดรเจนส่วนใหญ่ไม่มีนิวตรอน อะตอมเหล่านี้ประกอบด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวและโปรตอนหนึ่งตัวเท่านั้น และเป็นอะตอมที่เบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม ไอโซโทปที่หายากของไฮโดรเจนที่เรียกว่าดิวเทอเรียมและทริเทียมนั้นมีนิวตรอน ดิวเทอเรียมมีหนึ่งนิวตรอน และทริเทียม ที่ไม่เสถียรและไม่เห็นในธรรมชาติ มีสองตัว

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

อะตอมไฮโดรเจนส่วนใหญ่ไม่มีนิวตรอน อย่างไรก็ตาม ไอโซโทปที่หายากของไฮโดรเจนที่เรียกว่าดิวเทอเรียมและทริเทียม มีหนึ่งและสองนิวตรอนตามลำดับ

องค์ประกอบส่วนใหญ่ในตารางธาตุมีไอโซโทปหลายตัว – “ลูกพี่ลูกน้อง” ของธาตุที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากันแต่จำนวนนิวตรอนต่างกัน ไอโซโทปมีความคล้ายคลึงกันมากและมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่น ข้างๆ ไอโซโทปคาร์บอน-12 ที่มีอยู่มากมาย คุณสามารถหาคาร์บอนกัมมันตภาพรังสี-14 จำนวนเล็กน้อยในสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากนิวตรอนมีมวล น้ำหนักของไอโซโทปจึงแตกต่างกันเล็กน้อย นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับความแตกต่างได้โดยใช้แมสสเปกโตรมิเตอร์และอุปกรณ์พิเศษอื่นๆ

ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาล บนโลกนี้คุณแทบจะไม่พบไฮโดรเจนในตัวเอง บ่อยครั้งที่มันถูกรวมเข้ากับออกซิเจน คาร์บอน และองค์ประกอบอื่น ๆ ในสารประกอบทางเคมี น้ำ เช่น ไฮโดรเจนที่เชื่อมกับออกซิเจน ไฮโดรเจนมีบทบาทสำคัญในไฮโดรคาร์บอน เช่น น้ำมัน น้ำตาล แอลกอฮอล์ และสารอินทรีย์อื่นๆ ไฮโดรเจนยังทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน "สีเขียว"; เมื่อเผาในอากาศ ให้ความร้อนและน้ำบริสุทธิ์โดยไม่ทำให้เกิด CO

แม้ว่าดิวเทอเรียมหรือที่เรียกว่า "ไฮโดรเจนหนัก" จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่ก็มีปริมาณน้อยกว่า โดยคิดเป็น 1 ใน 6,420 อะตอมของไฮโดรเจน เช่นเดียวกับไฮโดรเจนที่รวมตัวกับออกซิเจนเพื่อผลิต “น้ำที่มีน้ำหนักมาก” ซึ่งเป็นสารที่มีลักษณะและพฤติกรรมเหมือนน้ำธรรมดามาก หนักกว่าเล็กน้อยและมีจุดเยือกแข็งสูงกว่า 3.8 องศาเซลเซียส (38.4 องศาฟาเรนไฮต์) เทียบกับ 0 องศาเซลเซียส (32 องศา) ฟาเรนไฮต์). นิวตรอนพิเศษทำให้น้ำที่มีน้ำหนักมากมีประโยชน์ในการป้องกันรังสีและการใช้งานอื่นๆ ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เนื่องจากน้ำที่มีน้ำหนักหายากจึงมีราคาแพงกว่าน้ำทั่วไปมาก น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นทำให้สารเคมีค่อนข้างแปลกเมื่อเทียบกับน้ำ ที่ความเข้มข้นปกติ ไม่มีอะไรต้องกังวล อย่างไรก็ตาม ปริมาณที่มากกว่าร้อยละ 25 จะทำลายเลือด เส้นประสาท และตับ และความเข้มข้นที่สูงมากอาจถึงตายได้

นิวตรอนสองนิวตรอนที่พบในไอโซโทปทำให้กัมมันตภาพรังสีสลายตัวด้วยครึ่งชีวิต 12.28 ปี หากไม่มีแหล่งไอโซโทปตามธรรมชาติ จะต้องผลิตในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แม้ว่าการแผ่รังสีของไอโซโทปจะค่อนข้างอันตราย แต่หากใช้ในปริมาณเล็กน้อยและจัดการและจัดเก็บอย่างระมัดระวัง ไอโซโทปก็มีประโยชน์ ป้าย "ทางออก" ที่ทำด้วยไอโซโทปทำให้เกิดแสงที่นุ่มนวลซึ่งมองเห็นได้ยาวนานถึง 20 ปี เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้า จึงให้แสงสว่างเพื่อความปลอดภัยระหว่างไฟฟ้าดับและเหตุฉุกเฉินอื่นๆ Tritium มีประโยชน์อย่างอื่นในการวิจัย เช่น การติดตามการไหลของน้ำ มันยังมีบทบาทในอาวุธนิวเคลียร์บางชนิด