Изотопы водорода

Изото́пы водоро́да — разновидности атомов (и ядер) химического элемента водорода, имеющие разное количество нейтронов в ядре. На данный момент известны 7 обычных изотопов водорода, а также один экзотический атом водород-4.1 (мюоний, ⁴He-μ)^[1].

Три наиболее распространённых изотопа водорода

Наиболее распространённым изотопом водорода в природе является протий ¹H (99,984 %). Другой изотоп водорода, дейтерий ²H (или D), несмотря на малую распространённость в природе (0,0156 %) играет чрезвычайно важную роль в химических исследованиях. Например, дейтерийсодержащие соединения используются в спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Особенно важны дейтерированные препараты (соединения с так называемыми дейтериевыми метками) при изучении реакций с участием атомов водорода.

Третий из наиболее распространённых изотопов водорода — тритий, обозначаемый T или ³H, — является радиоактивным с периодом полураспада 12,3 года. Все остальные радиоизотопы имеют короткие периоды полураспада, много меньше миллисекунды.

Таблица изотопов водорода

Символ нуклида	Название	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[2] (а. е. м.)	Период полураспада[3] (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[3]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
1H	Протий	1	0	1,007825031898(14)	Стабилен			1/2+	0,99984	0,99972—0,99999
2H	Дейтерий	1	1	2,014101777844(15)	Стабилен			1+	0,00016	0,00001—0,00028
3H	Тритий	1	2	3,016049281320(81)	12,32(2) лет	β−	3He	1/2+	Следовые количества
4H	«Квадий»	1	3	4,02643(11)	1,39⋅10−22 с	n	3H	2−
5H		1	4	5,03531(10)	8,6⋅10−23 с	2n	3H	(1/2+)
6H		1	5	6,04496(27)	2,94⋅10−22 с	3n	3H	2−#
						n	5H
7H		1	6	7,05275(108)#	6,52⋅10−22 с	4n	3H	1/2+#

Пояснения к таблице

• Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
• Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбуждённые изомерные состояния нуклида.
• Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада.
• Значения, помеченные решёткой (#), получены не только из экспериментальных данных, но и (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
• Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: запись 29 770,6(5) означает 29 770,6 ± 0,5; запись 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; запись −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.