Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Elemente und Isotope
- Verwendet für Wasserstoff
- Verwendet für Deuterium
- Verwendet für Tritium
In der Natur hat die überwiegende Mehrheit der Wasserstoffatome keine Neutronen. Diese Atome bestehen nur aus einem Elektron und einem Proton und sind die leichtesten möglichen Atome. Seltene Wasserstoffisotope, Deuterium und Tritium genannt, haben jedoch Neutronen. Deuterium hat ein Neutron und Tritium, instabil und in der Natur nicht zu sehen, zwei.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die meisten Wasserstoffatome haben kein Neutron. Seltene Wasserstoffisotope, Deuterium und Tritium genannt, haben jedoch jeweils ein bzw. zwei Neutronen.
Elemente und Isotope
Die meisten Elemente im Periodensystem haben mehrere Isotope - „Cousins“ des Elements, die die gleiche Anzahl von Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen aufweisen. Isotope sehen sich sehr ähnlich und haben ähnliche chemische Eigenschaften. Neben dem reichlich vorhandenen Kohlenstoff-12-Isotop finden sich beispielsweise in nahezu allen Lebewesen winzige Mengen an radioaktivem Kohlenstoff-14. Da Neutronen jedoch Masse haben, unterscheiden sich die Gewichte der Isotope geringfügig. Wissenschaftler können den Unterschied mit einem Massenspektrometer und anderen Spezialgeräten feststellen.
Verwendet für Wasserstoff
Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum. Auf der Erde findet man selten Wasserstoff allein. viel häufiger wird es in chemischen Verbindungen mit Sauerstoff, Kohlenstoff und anderen Elementen kombiniert. Wasser ist beispielsweise Wasserstoff, verbunden mit Sauerstoff. Wasserstoff spielt eine wichtige Rolle in Kohlenwasserstoffen wie Ölen, Zuckern, Alkoholen und anderen organischen Substanzen. Wasserstoff dient auch als „grüne“ Energiequelle. wenn an der Luft verbrannt; es gibt Wärme und reines Wasser ab, ohne CO zu produzieren2 oder andere schädliche Emissionen.
Verwendet für Deuterium
Deuterium, auch als „schwerer Wasserstoff“ bekannt, kommt zwar in der Natur vor, ist aber mit einem Anteil von 6.420 Wasserstoffatomen weniger häufig. Wie Wasserstoff verbindet es sich mit Sauerstoff zu „schwerem Wasser“, einer Substanz, die ähnlich wie normales Wasser aussieht und sich verhält, jedoch etwas schwerer ist und einen höheren Gefrierpunkt von 3,8 Grad Celsius (38,4 Grad Fahrenheit) im Vergleich zu 0 Grad hat Celsius (32 Grad Fahrenheit). Die zusätzlichen Neutronen machen schweres Wasser für die Strahlenabschirmung und andere Anwendungen in der wissenschaftlichen Forschung nützlich. Schweres Wasser ist selten und viel teurer als gewöhnliches. Sein zusätzliches Gewicht macht es chemisch etwas merkwürdiger als Wasser. Bei normalen Konzentrationen besteht kein Grund zur Sorge. Mengen über 25 Prozent schädigen jedoch Blut, Nerven und Leber, und sehr hohe Konzentrationen können tödlich sein.
Verwendet für Tritium
Die zwei zusätzlichen Neutronen in Tritium machen es radioaktiv und zerfallen mit einer Halbwertszeit von 12,28 Jahren. Ohne eine natürliche Versorgung mit Tritium muss es in Kernreaktoren hergestellt werden. Obwohl seine Strahlung etwas gefährlich ist, kann Tritium in kleinen Mengen und bei vorsichtiger Handhabung und Lagerung vorteilhaft sein. „Exit“ -Schilder aus Tritium erzeugen ein weiches Leuchten, das bis zu 20 Jahre sichtbar bleibt. Da sie keinen Strom benötigen, sorgen sie bei Stromausfällen und anderen Notfällen für Sicherheitsbeleuchtung. Tritium wird in der Forschung auch für andere Zwecke eingesetzt, beispielsweise zur Verfolgung des Wasserflusses. es spielt auch eine Rolle in einigen Atomwaffen.