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].

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] (T_1/2)	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−#
⁶H		1	5	6,04496(27)	2,94⋅10⁻²² с	n	⁵H	2−#
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.