¿por qué el hidrógeno no tiene neutrones?
¿tiene el oxígeno neutrones?
A menudo es útil estudiar el sistema más simple. Por ello, el hidrógeno, el núcleo más simple, se ha estudiado ampliamente. Los isótopos del hidrógeno muestran muchos de los efectos que se encuentran en los núcleos más complicados. (La palabra isótopo se refiere a un núcleo con la misma Z pero diferente A).
Existen tres isótopos del elemento hidrógeno: el hidrógeno, el deuterio y el tritio. ¿Cómo los distinguimos? Cada uno de ellos tiene un solo protón (Z = 1), pero difieren en el número de sus neutrones. El hidrógeno no tiene neutrones, el deuterio tiene uno y el tritio tiene dos neutrones. Los isótopos del hidrógeno tienen, respectivamente, números másicos de uno, dos y tres. Por tanto, sus símbolos nucleares son 1H, 2H y 3H. Los átomos de estos isótopos tienen un electrón para equilibrar la carga del único protón. Dado que la química depende de las interacciones de los protones con los electrones, las propiedades químicas de los isótopos son prácticamente las mismas.
La energía puede liberarse como un paquete de radiación electromagnética, un fotón. Los fotones creados en los procesos nucleares se denominan rayos gamma (denotados por la letra griega gamma, g. Por ejemplo, cuando un protón y un neutrón se combinan para formar deuterio, la reacción puede escribirse 1n + 1H Æ 2H + g. La energía debe equilibrarse en esta ecuación. La masa puede escribirse en unidades de masa atómica (u) o en las unidades de energía equivalentes de millones de electronvoltios divididos por el cuadrado de la velocidad de la luz (MeV)/c2. (De la ecuación de equivalencia masa-energía de Einstein, E = mc2, u = 931,5 MeV/c2). La masa del núcleo de deuterio (2,01355 u) es menor que la suma de las masas del protón (1,00728 u) y del neutrón (1,00866 u), que es de 2,01594 u. ¿Dónde ha ido a parar la masa que falta (0,00239 u)? La respuesta es que la fuerza nuclear atractiva entre los nucleones ha creado una energía potencial nuclear negativa -la energía de enlace EB- que está relacionada con la masa que falta, D m (la diferencia entre las dos masas). El fotón liberado en la formación del deuterio tiene una energía de 2,225 MeV, equivalente a los 0,00239 u necesarios para separar el protón y el neutrón de nuevo en partículas no ligadas. Los fotones de desintegración nuclear son, en general, de mayor energía que los fotones creados en los procesos atómicos.
¿cuántos neutrones tiene el hidrógeno?
Un ion de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno pierde un electrón y, por tanto, se carga positivamente (tiene una carga de +1). Por ello, a menudo se habla de un átomo de hidrógeno como un simple protón, ya que se queda con un solo protón y sin electrones, ya que un átomo de H sólo tiene uno de cada. El ion hidrógeno también puede escribirse como H+.
El pH es una medida de la capacidad de un átomo para disociarse de un ion hidrógeno. Cuanto más fácilmente lo haga y, por tanto, cuanto mayor sea la concentración de iones de hidrógeno en una solución, menor será el pH. Las sustancias con un pH inferior a 7 se conocen como ácidas. Por consiguiente, los iones de hidrógeno son importantes para cualquier reacción que tenga que ver con ácidos y bases, y como tales son extremadamente importantes para la química.
¿tiene el hidrógeno un electrón?
La respuesta es que sí: hay una breve ventana de tiempo en la que se pueden formar deuterones y el universo es lo suficientemente frío como para que no se rompan inmediatamente. Sin embargo, el sistema está en equilibrio térmico, por lo que trata de minimizar la densidad de energía total; aunque los deuterones son estables, el helio es un núcleo mucho más estable y, como resultado, los deuterones se combinan rápidamente para formar helio y esto absorbe todos los neutrones disponibles en el universo primitivo. Así, la mayor parte del hidrógeno se encuentra en forma de su isótopo sin neutrones.
Los protones pueden convertirse posteriormente en deuterones durante la fusión nuclear en los núcleos estelares. La formación de deuterones es la primera etapa de la cadena pp de reacciones nucleares que convierten el hidrógeno en helio. Así pues, una fracción significativa (quizá un 10-20%) del hidrógeno de la mayoría de las estrellas se transforma (brevemente) en deuterio durante su vida en la secuencia principal, pero de nuevo los deuterones son bastante inestables para las reacciones posteriores que sintetizan rápidamente el helio. Por tanto, el efecto neto de la nucleosíntesis estelar es la destrucción de los deuterones, tanto los producidos en la nucleosíntesis estelar como los producidos en el universo primitivo.
Oxígeno-16
El hidrógeno (1H) tiene tres isótopos naturales, a veces denominados 1H, 2H y 3H. El 1H y el 2H son estables, mientras que el 3H tiene una vida media de 12,32 ± 0,02 años.[3][nb 1] También existen isótopos más pesados, todos ellos sintéticos y con una vida media inferior a un zeptosegundo (10-21 s).[4][5]
El hidrógeno es el único elemento cuyos isótopos tienen nombres diferentes que siguen siendo de uso común en la actualidad: el isótopo 2H (o hidrógeno-2) es el deuterio[6] y el isótopo 3H (o hidrógeno-3) es el tritio[7] Los símbolos D y T se utilizan a veces para el deuterio y el tritio. La IUPAC acepta los símbolos D y T, pero recomienda utilizar en su lugar los símbolos isotópicos estándar (2H y 3H) para evitar confusiones en la ordenación alfabética de las fórmulas químicas.[8] El isótopo 1H, sin neutrones, se denomina a veces protio.[9] (Durante los primeros estudios sobre la radiactividad, se dio nombre a algunos otros isótopos radiactivos pesados, pero esos nombres se utilizan raramente en la actualidad).
El protio, el isótopo más común del hidrógeno, está formado por un protón y un electrón. Único entre todos los isótopos estables, no tiene neutrones. (véase el diprotón para una discusión de por qué no existen otros)
