ليست كل ذرات الهيدروجين تحتوي على نيوترونات. النوع الأكثر شيوعا من ذرة الهيدروجين، يسمى البروتيوم، لا يحتوي على نيوترونات. ومع ذلك، هناك نظيران آخران للهيدروجين، الديوتيريوم والتريتيوم، اللذان يحتويان على نيوترون واحد واثنين من النيوترونات، على التوالي.
حسنًا، كانت تلك مجرد إجابة بسيطة. ولكن هناك بعض الأشياء الإضافية التي يجب معرفتها حول هذا الموضوع والتي ستجعل مفهومك واضحًا للغاية.
لذلك دعونا ننتقل مباشرة إلى ذلك.
الوجبات السريعة الرئيسية: هل يحتوي الهيدروجين على نيوترونات؟
- يحتوي الهيدروجين على نظائر بأعداد مختلفة من النيوترونات.
- يحتوي البروتيوم على بروتون واحد ولا يوجد نيوترونات في نواته. وهو النوع الأكثر شيوعا من ذرة الهيدروجين، وهو ما يمثل حوالي 99.98٪ من جميع ذرات الهيدروجين في الكون.
- يحتوي الديوتيريوم على بروتون واحد ونيوترون واحد في نواته. هذا هو نوع أقل شيوعًا من ذرة الهيدروجين، ويشكل حوالي 0.015% من جميع ذرات الهيدروجين في الكون.
- يحتوي التريتيوم على بروتون واحد ونيوترونين في نواته. وهو النوع الأقل شيوعًا من ذرة الهيدروجين، إذ يشكل حوالي 0.00001% من جميع ذرات الهيدروجين الموجودة في الكون.
النيوترونات في البروتيوم
لا يحتوي البروتيوم على نيوترونات في نواته. البروتيوم هو الشكل الأكثر شيوعًا والأبسط للهيدروجين، ويتكون من بروتون واحد وإلكترون. ولأنه يحتوي على بروتون واحد فقط في نواته، فإنه يسمى أيضًا هيدروجين-1 أو 1H.
فيما يلي بعض التفاصيل الإضافية حول البروتيوم:
- يمثل البروتيوم أكثر من 99% من الهيدروجين الطبيعي الموجود على الأرض.
- على الرغم من أنه لا يحتوي على نيوترونات، إلا أنه لا يزال من الممكن أن يخضع البروتيوم لتفاعلات نووية معينة، مثل الاندماج مع نظائر الهيدروجين الأخرى، أو يتحلل إلى عناصر أخرى في ظل ظروف معينة.
- تختلف خصائص وسلوك البروتيوم عن نظائر الهيدروجين الأخرى، مثل الديوتيريوم والتريتيوم، بسبب عدم وجود نيوترونات في نواته. على سبيل المثال، البروتيوم لديه نقطة غليان وانصهار أقل من الديوتيريوم والتريتيوم، وله وزن ذري وكتلة مختلفة عن هذه النظائر الأثقل.
- بالإضافة إلى ذلك، لا يُظهر البروتينيوم الخصائص الكيميائية الفريدة للديوتيريوم والتريتيوم، والتي تم استخدامها في تطبيقات مختلفة في الكيمياء والبيولوجيا.
النيوترونات في الديوتيريوم
الديوتيريوم هو نظير للهيدروجين يحتوي على نيوترون بالإضافة إلى البروتون والإلكترون. يُطلق عليه أيضًا أحيانًا اسم “الهيدروجين الثقيل” بسبب كتلته الذرية الأعلى من الشكل الأكثر شيوعًا للهيدروجين (البروتيوم).
فيما يلي بعض التفاصيل الإضافية حول الديوتيريوم:
- الديوتيريوم هو نظير مهم في الفيزياء النووية والكيمياء لأنه يمكن استخدامه في التفاعلات النووية وكمتتبع في التفاعلات الكيميائية.
- وهو أيضًا أحد مكونات الماء الثقيل (D2O)، ويستخدم كمبرد ومهدئ في بعض المفاعلات النووية.
- بالإضافة إلى تطبيقاته العلمية، للديوتيريوم أيضًا استخدامات صناعية وتجارية. على سبيل المثال، يتم استخدامه في إنتاج الماء الثقيل، وكذلك في صناعة أنواع معينة من أشباه الموصلات وكابلات الألياف الضوئية.
- الديوتيريوم نادر نسبيًا في الطبيعة، إذ يشكل حوالي 0.0156% فقط من جميع ذرات الهيدروجين. ومع ذلك، يمكن استخلاصه من مياه البحر والمصادر الأخرى باستخدام طرق مختلفة، بما في ذلك التحليل الكهربائي والتقطير.
النيوترونات في التريتيوم
التريتيوم هو نظير للهيدروجين يحتوي على نيوترونين بالإضافة إلى بروتون وإلكترون. وهذا يجعله عنصرًا مشعًا وغير مستقر، حيث يمكن للنيوترونات الإضافية أن تسبب اضمحلالًا إشعاعيًا.
فيما يلي بعض التفاصيل الإضافية حول التريتيوم:
- يمكن إنتاج التريتيوم بعدة طرق، بما في ذلك من خلال تفاعل الأشعة الكونية مع الغلاف الجوي للأرض، وفي المفاعلات النووية، ومن خلال تحلل العناصر المشعة الأخرى.
- وغالبا ما يستخدم في الأسلحة النووية، وكذلك في تفاعلات الاندماج كمصدر للوقود.
- يمكن قياس وجود التريتيوم باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات، بما في ذلك قياس الطيف الكتلي وحساب التلألؤ السائل.
- وهو أيضًا عنصر مهم في النفايات المشعة منخفضة المستوى ويجب التعامل معه بحذر بسبب نشاطه الإشعاعي.
قراءة متعمقة
هل الهيليوم قابل للاشتعال؟
لماذا الهيليوم غاز نبيل؟
هل الهيليوم معدن؟
هل الهيليوم ثنائي الذرة؟
هل الهيدروجين غاز نبيل؟