Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Éléments et isotopes
- Utilisations pour l'hydrogène
- Utilisations du deutérium
- Utilisations pour le tritium
Dans la nature, la grande majorité des atomes d’hydrogène n’a pas de neutrons; ces atomes sont constitués d'un électron et d'un proton seulement, et sont les atomes les plus légers possibles. Cependant, les isotopes rares de l'hydrogène, appelés deutérium et tritium, ont des neutrons. Le deutérium a un neutron et le tritium, instable et introuvable dans la nature, en a deux.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
La plupart des atomes d'hydrogène n'ont pas de neutron. Cependant, les isotopes rares de l'hydrogène, appelés deutérium et tritium, ont respectivement un et deux neutrons.
Éléments et isotopes
La plupart des éléments du tableau périodique ont plusieurs isotopes - les «cousins» de l'élément qui ont le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons. Les isotopes semblent très similaires les uns aux autres et ont des propriétés chimiques similaires. Par exemple, à côté de l'abondant isotope de carbone 12, vous pouvez trouver de très petites quantités de carbone 14 radioactif dans pratiquement tous les êtres vivants. Cependant, comme les neutrons ont une masse, les isotopes ont un poids légèrement différent. Les scientifiques peuvent détecter la différence à l'aide d'un spectromètre de masse et d'autres équipements spécialisés.
Utilisations pour l'hydrogène
L'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers. Sur Terre, vous trouverez rarement de l’hydrogène seul; beaucoup plus souvent, il est combiné avec de l'oxygène, du carbone et d'autres éléments dans des composés chimiques. L'eau, par exemple, est de l'hydrogène associé à de l'oxygène. L'hydrogène joue un rôle important dans les hydrocarbures, tels que les huiles, les sucres, les alcools et autres substances organiques. L'hydrogène sert également de source d'énergie «verte»; quand brûlé dans l'air; il dégage de la chaleur et de l'eau pure sans produire de CO2 ou d'autres émissions nocives.
Utilisations du deutérium
Bien que le deutérium, également appelé «hydrogène lourd», existe naturellement, il est moins abondant et représente un atome d'hydrogène sur 6 420. Comme l'hydrogène, il se combine avec l'oxygène pour produire de «l'eau lourde», une substance qui ressemble beaucoup à l'eau ordinaire et se comporte bien, mais qui est légèrement plus lourde et a un point de congélation plus élevé, 3,8 degrés Celsius (38,4 degrés Fahrenheit), par rapport à 0 degré Celsius (32 degrés Fahrenheit). Les neutrons supplémentaires rendent l’eau lourde utile pour la protection contre les rayonnements et d’autres applications de la recherche scientifique. Étant rare, l'eau lourde est également beaucoup plus chère que le type ordinaire. Son poids supplémentaire le rend chimiquement quelque peu étrange comparé à l'eau. À des concentrations normales, il n’ya pas de quoi s’inquiéter; Cependant, des quantités supérieures à 25% endommagent le sang, les nerfs et le foie, et des concentrations très élevées peuvent être mortelles.
Utilisations pour le tritium
Les deux neutrons supplémentaires contenus dans le tritium le rendent radioactif, avec une demi-vie de 12,28 ans. Sans approvisionnement naturel en tritium, il doit être fabriqué dans des réacteurs nucléaires. Bien que son rayonnement soit quelque peu dangereux, en petites quantités et avec une manipulation et un stockage soignés, le tritium peut être bénéfique. Les panneaux de sortie en tritium produisent une lueur douce qui reste visible jusqu'à 20 ans; comme ils n’ont pas besoin d’électricité, ils fournissent un éclairage de sécurité pendant les pannes de courant et autres urgences. Le tritium a d’autres utilisations en recherche, telles que la traçabilité du débit d’eau; il joue également un rôle dans certaines armes nucléaires.