氫的同位素

備註：畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測，而用括號括起來的數據代表不確定性。

 

氫原子，又稱氕（piē），是氫元素的原子，是構造最簡單的原子。電中性的氫原子含有一個正價的質子與一個負價的電子，被庫侖定律束縛於原子核內。

在大自然中，氫原子是氫元素最普遍的同位素，豐度達99.98%，稱為氫、氫-1或氕，為穩定同位素。氫原子不含任何中子，而別的氫同位素則含有一個或多個中子。

 

氘（dāo），亦稱重氫，為氫的一種穩定同位素，元素符號為D或²H。它的原子核由一顆質子和一顆中子組成。在大自然的含量約為氕的7000分之一，豐度約為0.02%。

 

氚（chuān），亦稱超重氫，是氫的放射性同位素之一，元素符號為T或³H。它的原子核由一顆質子和兩顆中子所組成。氚帶有放射性，會發生β衰變成为氦-3，半衰期為12.43年。氚是氫唯一的天然放射性同位素，在自然界中痕量存在。

氫-4是氫的一種人造放射性同位素，它包含了一個質子和三個中子，半衰期為9.93696×10^-23秒，極為不穩定。

氫-4.1結構上類似氦-4。它包含了2個質子和2個中子，但其中一個電子被緲子取代。由於緲子的軌道特殊，軌道非常接近原子核，而最內側的電子軌道與緲子的軌道相較之下在很外側，因此，該緲子可視為原子核的一部份，所以整個原子可視為:“原子核由1個緲子、2個質子和2個中子組成、外側只有一個電子”，因此可以視為一種氫的同位素，也是一種奇異原子。一個緲子重約0.1U，故名氫- 4.1(^4.1H)。氫-4.1原子可以與其他元素反應，其行為更像一個氫原子不是像惰性的氦原子。

氫-5是氫的一種人造放射性同位素，它包含了一個質子和四個中子，半衰期為8.01930×10^-23秒，極為不穩定。

氫-6是氫的一種人造放射性同位素，它包含了一個質子和五個中子，半衰期為3×10^-22秒，極為不穩定。 制备方法如下：

${\displaystyle {\ce {_3^7Li + _3^7Li -> _1^6H + _5^8B}}}$ 

氫-7是氫的一種人造放射性同位素，它包含了一個質子和六個中子。它是由质子轰击氦-8同位素而成。在以上核反应中，氦-8的六個中子都給了那个質子，并变成2个质子。它的半衰期為2.3×10^-23秒，極為不穩定。

${\displaystyle {\ce {_1^1H + _2^8He -> _1^7H + 2_1^1H}}}$ 

${\displaystyle {\begin{array}{rcl}\\{\ce {^{3}_{1}H}}&{\ce {->[12.32\ {\ce {y}}]}}&{\ce {{^{3}_{2}He}+e^{-}}}\\{\ce {^{4}_{1}H}}&{\ce {->[139\ {\ce {ys}}]}}&{\ce {{^{3}_{1}H}+{^{1}_{0}n}}}\\{\ce {^{5}_{1}H}}&{\ce {->[>\ 910\ {\ce {ys}}]}}&{\ce {{^{3}_{1}H}+{2_{0}^{1}n}}}\\{\ce {^{6}_{1}H}}&{\ce {->[290\ {\ce {ys}}]}}&{\ce {{^{3}_{1}H}+{3_{0}^{1}n}}}\\{\ce {^{6}_{1}H}}&{\ce {->[290\ {\ce {ys}}]}}&{\ce {{^{2}_{1}H}+{4_{0}^{1}n}}}\\{\ce {^{7}_{1}H}}&{\ce {->[23\ {\ce {ys}}]}}&{\ce {{^{3}_{1}H}+{4_{0}^{1}n}}}\\{}\end{array}}}$ 

• 新闻：氢-7的发现 （页面存档备份，存于互联网档案馆） （英文）
• 关于氢-4和氢-5的文章 （页面存档备份，存于互联网档案馆） （英文） （需要登录阅读）