Ogled vira Izotopi vodika

{{Infopolje Izotopi vodika}}

Trenutno je poznanih 7 '''vodikovih izotopov''', od <sup>1</sup>H do <sup>7</sup>H. [[Protij|<sup>1</sup>H]] in [[Devterij|<sup>2</sup>H]] sta edina stabilna izotopa. <sup>1</sup>H je v bistvu le [[proton]] in [[elektron]] in je tako najenostavnejša oblika atoma.{{Efn|<sup>1</sup>H je najenostavnejša oblika atoma, če ne upoštevamo [[nevtronij]]a; če ga, je <sup>1</sup>Nt najenostavnejši atom, saj je le en nevtron. <sup>1</sup>H ni enostavnejši, saj ima tudi elektron, ki ga nevtronij nima.}} Je eden izmed dveh stabilnih izotopov z manj [[nevtron]]i kot protoni (drugi je [[Izotopi helija|<sup>3</sup>He]]) in edini stabilen izotop brez nevtronov. <sup>2</sup>H je drugi stabilni [[vodik]]ov izotop in ima v jedru en proton in en nevtron. Je eden izmed štirih izotopov, ki so stabilni ter imajo liho število tako protonov kot nevtronov. [[Tritij|<sup>3</sup>H]] je še sorazmerno stabilen z razpolovno dobo dobrih 12 let. V temi se zaradi [[Jedrski razpad|razpada]] sveti. Izotopi od <sup>4</sup>H do <sup>7</sup>H so izredno nestabilni. Njihovi razpolovni časi so veliko krajši od sekunde; najstabilnejši izmed njih, <sup>5</sup>H ima razpolovno dobo najbrž okoli 1·10<sup>−21</sup> s oz. 1 zs. Ostali imajo vsi razpolovne dobe nekaj sto joktosekund. Za nadaljnjo proizvodnjo izotopov ni velikega zanimanja, je pa blizu izotop <sup>9</sup>H, ki ima 8 nevtronov, kar je [[Magično število (fizika)|magično število]].<ref>{{Navedi splet|title=The Magic Numbers for Nuclear Isotope Stability|url=https://www.sjsu.edu/faculty/watkins/magicnumber.htm|website=www.sjsu.edu|accessdate=2021-02-02|archive-date=2021-04-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20210421234815/https://www.sjsu.edu/faculty/watkins/magicnumber.htm|url-status=dead}}</ref>

V naravi se pojavljajo trije izotopi – <sup>1</sup>H, <sup>2</sup>H in <sup>3</sup>H. Velika večina vodika v vesolju je <sup>1</sup>H, ki predstavlja kar 99,9885% vsega vodika. Drugi najpogostejši izotop je <sup>2</sup>H, ki predtsavlja dobro stotino odstotka. Tretji, radioaktivni izotop vodika, se pojavlja v zelo majhnih količinah, ki jih ne moremo natančno določiti – torej se pojavlja le v sledovih. V vodi je približno 10<sup>−16</sup>% atomov vodika radioaktivnega.<ref name=":0">{{Navedi splet|title=Tritium {{!}} chemical isotope|url=https://www.britannica.com/science/tritium|website=Encyclopedia Britannica|accessdate=2021-02-02|language=en}}</ref>

Izotopi vodika so edinstveni v tem, da so vsi trije naravni izotopi poimenovani in imajo svoje kemične simbole. <sup>2</sup>H se pogosto imenuje ''[[devterij]]'' in ima simbol D. Lahko se ga imenuje tudi težki vodik, saj je približno dvakrat težji od večine vodika. Njegov oksid (D<sub>2</sub>O) imenujemo [[težka voda]]. <sup>3</sup>H se imenuje ''[[tritij]]'' in ima oznako T. <sup>1</sup>H se imenuje [[protij]], vendar se to ime redkeje uporablja, saj že ob besedi vodik pomislimo na ta izotop. Ima tudi svojo oznako (P), ki pa se jo še redkeje uporablja. Trend poimenovanja bi lahko nadaljevali tudi na težje izotope in tako bi <sup>4</sup>H bil poimenovan tetrij, vendar se tega imena in ostalih nadaljnjih imen ne uporablja v znanstvenih publikacijah. Čeprav je kar pogosto, da se uporabljata simbola D in T, ju [[IUPAC]] odsvetuje.

== Uvod ==
{{:Uvod v izotope}}

== Seznam ==
{{Tabela izotopi|Simbol elementa=H|Ar=[1,007 84, 1,008 11]}}
{{Tabela izotopi stabilen|Izotop=<sup>1</sup>H ([[protij|P]])|Z=1|N=0|Ar=1,00782503224 ± 0,00000000009|Energija vezanja na nukleon=0|Spin=½+|Leto=1920|Pojavljanje v naravi=99,9885 ± 70|CIAAW=[0,99972, 0,99999]}}

{{Tabela izotopi stabilen|Izotop=<sup>2</sup>H ([[devterij|D]])|Z=1|N=1|Ar=2,01410177811 ±  0,00000000012|Energija vezanja na nukleon=1112,283|Spin=1+|Leto=1932|Pojavljanje v naravi=0,0115 ± 70|CIAAW=[0,00001, 0,00028]}}

{{Tabela izotopi nestabilen1|Izotop=<sup>3</sup>H ([[tritij|T]])|Z=1|N=2|Ar=3,01604928199 ± 0,00000000023|Energija vezanja=2827,265|Spin=½+|Leto=1934|Razpolovna doba=12,32 ± 0,02 let|Razpad=[[razpad beta|β<sup>−</sup>]]|Takojšnji produkti='''<sup>3</sup>He'''|Končni produkti='''<sup>3</sup>He'''|Pojavljanje v naravi=v sledovih|CIAAW=}}

{{Tabela izotopi nestabilen1|Izotop=<sup>4</sup>H|Z=1|N=3|Ar=4,026430 ± 0,00011|Energija vezanja=1720 ± 25|Spin=2−|Leto=1981|Razpolovna doba=139 ± 10 ys|Razpad=[[emisija nevtrona|n]]|Takojšnji produkti=<sup>3</sup>H, <sup>1</sup>Nt|Končni produkti='''<sup>3</sup>He''', '''<sup>1</sup>H'''|Pojavljanje v naravi=sintetičen|CIAAW=}}

{{Tabela izotopi nestabilen1|Izotop=<sup>5</sup>H|Z=1|N=4|Ar=5,035310 ± 0,0001|Energija vezanja=1336 ± 18|Spin=(½+)|Leto=1987|Razpolovna doba=> 910 ys|Razpad=2n|Takojšnji produkti=<sup>3</sup>H, <sup>1</sup>Nt|Končni produkti='''<sup>3</sup>He''', '''<sup>1</sup>H'''|Pojavljanje v naravi=sintetičen|CIAAW=}}

{{Tabela izotopi nestabilen2|Končni produkti2='''<sup>3</sup>He''', '''<sup>1</sup>H'''|Razpolovna doba=290 ± 70 ys|Razpad2=''3n''|CIAAW=|Pojavljanje v naravi=sintetičen|Takojšnji produkti1=<sup>5</sup>H, <sup>1</sup>Nt|% Razpada1=?|Razpad1=''n''|Leto=1984|Takojšnji produkti2=<sup>3</sup>H, <sup>1</sup>Nt|Spin=''2−''|Energija vezanja=960 ± 40|Ar=6,044960 ± 0,00027|N=5|Z=1|Izotop=<sup>6</sup>H|Končni produkti1='''<sup>3</sup>He''', '''<sup>1</sup>H'''|% Razpada2=?}}

{{Tabela izotopi nestabilen1|Izotop=<sup>7</sup>H|Z=1|N=6|Ar=''7,052750 ± 0,00108''|Energija vezanja=''940 ± 140''|Spin=''½+''|Leto=2003|Razpolovna doba=''500 ys''|Razpad=''2n''|Takojšnji produkti=<sup>5</sup>H, <sup>1</sup>Nt|Končni produkti='''<sup>3</sup>He''', '''<sup>1</sup>H|Pojavljanje v naravi=sintetičen|CIAAW=}}
{{Tabela izotopi konec}}

== Stabilni izotopi ==
V naravi se pojavljajo trije izotopi vodika, to so [[Protij|<sup>1</sup>H]], [[Devterij|<sup>2</sup>H]] in [[Tritij|<sup>3</sup>H]], od tega je večina vodika protij, tritij pa se pojavlja le v sledovih. Vsi imajo en proton in en elektron, zato so kemične lastnosti večinoma enake. Večinoma se razlikujejo v fizikalnih lastnostih; najbolj opazna je razlika v [[Atomska teža|atomskih masah]]. Devterij je dvakrat težji od protija, tritij celo trikrat, kar je edinstveno za vodik. Pri nobenem drugem elementu se ne pojavljajo tako velike razlike v atomski masi pri naravnih izotopih.

=== Protij ===
[[Slika:Hydrogen.svg|levo|sličica|156x156_pik|Protij ima v jedru le en proton in je edini stabilni izotop brez nevtronov.]]
<sup>1</sup>H, znan tudi kot protij, v jedrski fiziki tudi kot monoproton oz. le proton, še posebej če nastane kot produkt razpada in je brez elektronov. Je najenostavnejši atom, sestavljen le iz protona in elektrona. Je edini stabilni izotop brez nevtronov in eden izmed dveh stabilnih izotopov, ki ima več protonov kot nevtronov. Je najbolj pogost izotop v [[Vesolje|vesolju]] – to izvira iz njegove preprostosti. Večina ga je nastala pri velikem poku; vsi protoni, ki niso naleteli na nevtron, so postali protij. Njegova atomska masa je približno 1,0078, kar je izredno blizu atomske mase elementa. Ker predstavlja veliko večino vodika so običajno podatki navedeni pod vodikom navedeni za protij in protij je običajno prvi izotop, na katerega pomislimo. Na primer, vrelišče H<sub>2</sub> je 20,271, vrelišče P<sub>2</sub> pa 20,39.<ref name=":0" /> Elektron v protijevem atomu kroži s hitrostjo 1/137 [[Hitrost svetlobe|svetlobne hitrosti]].<ref>{{Navedi splet|title=The ratio of the speed of the electron in the ground state of hydrogen atom to the speed of light is|url=https://byjus.com/questions/the-ratio-of-the-speed-of-the-electron-in-the-ground-state-of-hydrogen-atom-to-the-speed-of-light-is/|website=BYJUS|accessdate=2021-02-02|language=en}}</ref>

Večina protija danes je nastalo pri velikem poku. V manjših količinah na [[Zemlja|Zemljo]] pride tudi s [[Kozmični žarki|kozmičnimi žarki]]. 87% kozmičnih žarkov predstavlja protij.<ref>{{Navedi knjigo|title=Understanding Cosmic-Ray Isotopic Abundances|last=Zöller|first=Andreas|publisher=|year=2008|isbn=|location=|page=|cobiss=|url=https://wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/lectures/ADSEM/WS0809_Zoeller.pdf|language=en|accessdate=2. 2. 2021|archive-date=2021-02-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20210206224506/https://wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/lectures/ADSEM/WS0809_Zoeller.pdf|url-status=dead}}</ref> Nekaj malega ga nastane tudi kot produkt [[Jedrsko zlivanje|fuzije]] in [[Jedrska cepitev|fisije]]. Nastane tudi pri [[emisiji protona]] – kot že ime samo pove, nestabilno jedro izvrže proton, ki je jedro protija. Količina protija se v vesolju zmanjšuje, saj se v [[zvezda]]h porablja za fuzijo devterija in težjih nuklidov.<ref name=":1">{{Navedi splet|title=The Sun's Energy Doesn't Come From Fusing Hydrogen Into Helium (Mostly)|url=https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2017/09/05/the-suns-energy-doesnt-come-from-fusing-hydrogen-into-helium-mostly/|website=Forbes|accessdate=2021-02-02|language=en|first=Ethan|last=Siegel}}</ref> Pri fuziji se manjša količina proizvaja pri fuziji [[Izotopi helija|helija-3]] v [[Izotopi helija|helij-4]], kjer sta proizvedena 2 atoma protija. V [[Litosfera|litosferi]] je protija približno približno 1400 delcev na milijon.{{Efn|Pojavljanje vodika v litosferi je približno 1400 ppm. Če se to pomnoži z deležem protija, dobimo 1399,839, kar, če zaokrožimo na zanesljiva mesta prvega podatka, še vedno 1400 ppm.}}<ref>{{Navedi splet|title=Reading: Abundance of Elements in Earth’s Crust {{!}} Geology|url=https://courses.lumenlearning.com/geology/chapter/reading-abundance-of-elements-in-earths-crust/|website=courses.lumenlearning.com|accessdate=2021-02-02}}</ref>

Protij je prvi odkriti izotop vodika. Atomska masa protija je bila določena leta 1920, ko je [[Ernest Rutherford]] ugotovil, da vsi ostali izotopi vsebujejo jedro vodika.{{Efn|Takrat še niso bili odkriti nevtroni, zato tudi [[nevtronij]], skupno ime za izotope brez protonov, ni bil poznan.}} V poskusu, ko je zlil skupaj jedro [[Izotopi helija|helija-4]] in [[dušik]]a, kar je naredilo [[kisik]], je opazil, da so nastali tudi vodikovi atomi in tako je prišel do zaključka, da mora biti sestavni del vsakega izotopa vodik (takrat edini znani izotop vodika). Rutherford je poimenoval jedro vodika [[proton]], po [[protil]]u, teoretičnem delcu, ki ga je predvidil [[William Prout]], ki naj bi bil osnovni gradnik vseh [[Kemični element|elementov]].<ref>{{Navedi splet|title=Is all matter made of just one element?|url=https://www.chemistryworld.com/features/is-all-matter-made-of-just-one-element/8424.article|website=Chemistry World|accessdate=2021-02-03|language=en|first=Mike|last=Sutton2015-04-02T00:00:00+01:00}}</ref> Kasneje se je [[Atomska teža|atomska masa]] elementa določala po masi protija, saj je masa vseh težjih izotopov (približno) večkratnik protijeve atomske mase. Masa protija je v sedanjih enotah po [[Izotopi ogljika|ogljiku-12]] približno 1,0078, ne daleč od takratne lestvice.

Protij se kot izotop uporablja za ustvarjanje novih delcev. Protoni se lahko zdužijo z drugimi delci in tvorijo nove izotope. Uporablja se tudi v [[Obsevanje s hitrimi protoni|protonski terapiji]], kjer protone z veliko hitrostjo iztrelijo v [[Rakava celica|rakaste]] celice ali [[Benigni tumor|benigdne]] tumorje, da jih tako pobije. Prednost te pred navadno radiokativno terapijo je ta, da se lahko protone bolje usmeri in tako se ne poškoduje toliko zdravih celic. Kljub temu se protonska terapija ne uporablja pogosto, predvsem zaradi tega, ker še ni dobro raziskana.<ref>{{Navedi splet|title=Proton therapy - Mayo Clinic|url=https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/proton-therapy/about/pac-20384758|website=www.mayoclinic.org|accessdate=2021-02-03}}</ref> Najnižja cena protija leta 2002 je bila 0,70[[Ameriški dolar|$]]/kg.<ref name="VTP">{{navedi splet|url=http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/facts/favorites/fcvt_fotw205.html|title=Vehicle Technologies Program: Fact #205: February 25, 2002 Hydrogen Cost and Worldwide Production|publisher=.eere.energy.gov|access-date=2009-09-19}}</ref>

=== Devterij ===
{{Glavni članek|Devterij}}
[[Slika:H-2 atom.png|sličica|156x156_pik|Jedro devterija sestavlja en proton in en nevtron.]]
<sup>2</sup>H, znan tudi kot devterij, v jedrski fiziki tudi devteron, še posebej če nima [[elektron]]ov je atom, sestavljen iz protona, [[nevtron]]a in elektrona. Je eden izmed štirih stabilnih izotopov z lihim številom tako protonov kot nevtronov. Ima najnižjo [[Energija vezanja|energijo vezanja]] na [[nukleon]] izmed vseh izotopov (poleg protija, seveda, ki ima energijo vezanja 0, saj proton ni vezan z drugim delcem), ki je le 1112,283 [[Elektronvolt|eV]]. Njegova masa je približno 2, kar je dvakrat težje od najpogstejšega izotopa vodika – protija. To je edinstveno za vodik, saj niti pri naslednjem elementu, [[Izotopi helija|heliju]], se ne pojavlja dvakrat težji izotop v naravi.{{Efn|V naravi naj bi se v sledovih pojavljal <sup>2</sup>He, katerega dvakrat težji izotop je <sup>4</sup>He, vendar diproton še ni potrjen in bi se pojavljal le v zelo majhnih količinah in dejansko ne bi mogli imeti dveh skupkov helija, pri katerih bi bila gostota enega dvakrat večja od drugega.}} Je eden izmed najpogostejših izotopov v vesolju, kar izvira iz njegove preprostosti. Nastal je lahko že pri velikem poku, kjer ga je tudi največ nastalo. Kljub temu, da je drugi najpreprostejši stabilni izotop, ga je nastalo bistveno manj kot protija. V prvih minutah po nastalem vesolju, pri nekaj milijardah stopinjah celzija, je nastal z združevanjem protona in nevtrona. Takrat je nastalo več devterija, kot ga je sedaj, saj se je ob ohlajanju zdužil v didevteron, <sup>4</sup>He.<ref>{{Navedi splet|title=Deuterium: a precious gift from the Big Bang|url=http://www.iter.org/newsline/167/631|website=ITER|accessdate=2021-02-03|language=en}}</ref><ref>{{Navedi splet|title=Big Bang wins in new study of cosmic isotopes|url=https://newatlas.com/big-bang-nucleosynthesis-cosmic-isotopes-keck/27874/|website=New Atlas|date=2013-06-11|accessdate=2021-02-03|language=en-US}}</ref> Fizikalne količine devterija se rahlo razlikujejo od običajno navedenih vrednosti, saj so te napisane za protij, oz. naravno razmerje izotopov. Kemijske značilnosti so bolj ali manj enake, vendar je malce manj reaktiven kot njegov lažji sorodnik.

Veliko devterija je nastalo pri velikem poku. Ostali devterij je nastal predvsem v [[zvezda]]h pri fuziji protija v devterij oz. natančneje pri redkem razpadu [[Izotopi helija|diprotona]] (<sup>2</sup>He), pri katerem namesto protija nastane devterij. <sup>2</sup>H se nato naprej zlije v <sup>3</sup>He. Nekateri sintetični izotopi tudi izvržejo devteron pri razpadu. Devetrija je na zemlji v majhni količini v primerjavi s protijem; razlog za to je veliko bolj zapletena formacija kot je pri protiju. V litosferi se pojavlja približno 161 delcev na milijardo drugih.
[[Slika:Hydrogen discharge tube.jpg|sličica|149x149_pik|Vodik v visokonapetnostnem polju.]]
[[Slika:Deuterium discharge tube.jpg|sličica|150x150_pik|Devterij v visokonapetostnem polju.]]
Protij je drugi odkriti izotop vodika. Leta 1932 ga je odkril ameriški kemik [[Harold Clayton Urey|Harold C. Urey]], za kar je tudi leta 1934 dobil [[Nobelova nagrada|Nobelovo nagrado]], ter [[Ferdinand G. Brickwede]] in [[George M. Murphy]]. Urey je izkoristil razliko v [[Parni tlak|parnem tlaku]] diprotija (P<sub>2</sub>) in protijevega devterida (PD) ter je lahko tako destiliral tekoči P<sub>2</sub>. PD ni izhlapel in ga je Urey lahko zaznal z [[Spektroskopija|spektroskopijo]] atomov. Čisti devterij je prvič ustvaril Gilbert N. Lewis leta 1933 z [[Elektroliza|elektrolizo]] vode. Protijeva voda je hitreje razpadla in tako se je skoncentriral devterij v vodi. Ko se je količina voda znižala na približno eno stotisočino osnovnega volumna, je dobil čisti devterijev(I) oksid (D<sub>2</sub>O).<ref>{{Navedi splet|title=deuterium {{!}} Definition, Symbol, Production, & Facts|url=https://www.britannica.com/science/deuterium|website=Encyclopedia Britannica|accessdate=2021-02-03|language=en}}</ref> To je najbolj poznana devterijeva molekula. Znana je tudi kot [[težka voda]], saj ima gostoto 1,10538 g/ml in je težja od navadne (protijeve) vode.<ref>{{Navedi revijo|last=Chang|first=Tsing-Lien|last2=Tung|first2=Lü-Ho|date=1949-05-01|title=Density of Heavy Water|url=https://www.nature.com/articles/163737a0|magazine=Nature|language=en|volume=163|issue=4149|pages=737–737|doi=10.1038/163737a0|issn=1476-4687}}</ref> Za razliko od navadne vode ima sladek okus, vendar znanstveniki še niso ugotovili zakaj.<ref>{{Navedi splet|title=Heavy Water Has Sweet Taste, New Study Confirms {{!}} Biology, Chemistry {{!}} Sci-News.com|url=http://www.sci-news.com/biology/heavy-water-sweet-taste-08486.html|website=Breaking Science News {{!}} Sci-News.com|accessdate=2021-02-03|language=en-US}}</ref> Kljub temu je strupena; ob zastupitvi se pokažejo isti znaki kot pri zastrupitvi z radiacijo. Nevarna je v koncentracijah nad 50%; nad to mejo se sme popiti le nekaj mililitrov.<ref>{{Navedi splet|title=Can You Drink Heavy Water? Is It Safe?|url=https://sciencenotes.org/can-you-drink-heavy-water-is-it-safe/|website=Science Notes and Projects|date=2020-07-15|accessdate=2021-02-03|language=en-US|first=Anne|last=Helmenstine}}</ref> Težka voda je imela pomembno vlogo v [[Druga svetovna vojna|2. svetovni vojni]]. Norvežani, takrat največji proizvajalci težke vode, so jo raje popili in se z njo zastrupili kot pa predali nemcem.<ref name=":2">{{Navedi splet|title=NOVA {{!}} Hitler's Sunken Secret {{!}} Dangerous Water {{!}} PBS|url=https://www.pbs.org/wgbh/nova/hydro/water.html|website=www.pbs.org|accessdate=2021-02-03}}</ref>

Devterij se v maloprodaji prodaja predvsem kot devterijev(I) oksid zaradi saldkega okusa. Veliko zbirateljev kupi tudi devterij zaradi bolj rožnatega žarjenja v visokonapetostnem polju. Drugače se devterij v obliki oksida uporablja v jedrskih reaktorjih, saj nevtrone upočasni, vendar ne absorbira, kar je idealno za potek fisije.<ref name=":2" /> Nevtrone lahko tako upočasni, da se [[Izotopi urana|<sup>238</sup>U]] ne cepi, temveč sprejme nevtron ter spremeni v [[Izotopi plutonija|<sup>239</sup>Pu]], ki se uporablja v jedrskem orožju. Uporablja se tudi v protonski [[NMR spektroskopija|NMR spektroskopiji]]. Ker ni dominanten izotop se lahko uporablja kot sledilec v organizmih. Ima tudi velik potencial za uporabo v fuzijskih reaktorjih, kjer bi lahko bil začetno gorivo. Je veliko bolj zaželen kot protij, saj je prehod med protonijem in devterijem težaven in dolgotrajen.<ref name=":1" />

=== Ločevanje izotopov ===
Ločevanje izotopov še vedno poteka z elektrolizo. Skozi vodo teče [[električni tok]], kar povzroči, da se vodikovi [[ion]]i (H<sup>+</sup>) ločijo od kisika in izhlapijo. To  se hitreje dogaja za protij kot za devterij, zato devterij večinoma ostaja v vodi, protij pa izhaja kot plin. Vodik, ki izhaja lahko ujamemo in tako dobimo čisti protij. Ko se loči ena stotisočina volumna vode, dobimo čisti devterijev(I) oksid. Devterij lahko iz vode dobimo z nadaljnjo elektrolizo. Protij se večinoma uporabi pri stvareh, pri katerih izotop ni tako pomemben, saj ni tako velikega zanimanja za čisti protij. Devterij, po drugi strani, se uporablja skoraj izključno za zgoraj navedene uporabe.<ref>{{Navedi splet|title=Electrolysis of Water - an overview {{!}} ScienceDirect Topics|url=https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/electrolysis-of-water|website=www.sciencedirect.com|accessdate=2021-02-03}}</ref> Prva tovarna, ki je ločevala izotopa vodika, je bila ustanovljena leta 1934 na [[Norveška|Norveškem]], sedaj pa sta največji izvoznici devterija [[Kanada]] in [[Indija]], sledijo pa jima [[Argentina]], [[Iran]], [[Romunija]] in [[Rusija]].<ref name=":2" />

=== Vodikovi izotopi v naravi ===
Razmerje med protijem in devterijem niha glede na vir; devterij se lahko pojavlja v količinah med 0,001 do 0,028 odstotka. Naravni vodik, ki ni v zraku, ima najnižjo koncentracijo devterija, sledita mu vodik v prodaji in vodik v izpušnih plinih. Največ devterija se pojavlja v sintetičnih organskih spojinah in v vodiku v zraku. Zaradi take velike negotovosti (0,07%) ne moremo vodiku določiti enotne atomske mase, bolj natančne od 1,008, zato se zapiše najnižjo in najvišjo možno vrednost. To je značilno le za 12 elementov; vodik je izmed vseh na drugem mestu po razponu, večjega ima le litij [6,938; 6,997].<ref>{{Navedi splet|title=Atomic Weight of Lithium {{!}} Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights|url=https://www.ciaaw.org/lithium.htm|website=www.ciaaw.org|accessdate=2021-02-03}}</ref>

== Tritij ==
{{Glavni članek|Tritij}}
[[Slika:H-3 atom.png|levo|sličica|165x165_pik|Tritijevo jedro je sestavljeno iz enega protona ter dveh nevtronov.]]
<sup>3</sup>H, znan tudi kot tritij ali triton, je najlažji radioaktivni izotop vodika, vendar še vedno približno trikrat težji od protija. Je najstabilnejši radioaktivni izotop vodika z razpolovno dobo 12,32 leta in edini ki se pojavlja v naravi. Njegova energija vezanja na nukleon je 2827,265 eV, višje od njegovega stabilnega [[izobar]]a <sup>3</sup>He. V naravi se pojavlja v zelo majhnih količinah, ki jih ne moremo natančno izmeriti. Na [[Zemlja|Zemlji]] je zelo redek, zato ni velike skrbi njegove radiacije. Fizikalne količine tritija se rahlo razlikujejo od drugih izotopov, vendar je merjenje le-teh oteženo zaradi radioaktivnosti. Zaradi radiacije se tritij v temi sveti, razpade pa na [[Izotopi helija|<sup>3</sup>He]].

Za razliko od lažjih dveh izotopov, tritij ni del glavne fuziske verige v [[Proton-proton fuzija|proton-proton fuziji]]. Nastane lahko le, če že tako redek [[Izotopi litija|litij-7]] naleti na prost nevtron ter tako razpade na tritij in helij-4.<ref>{{Navedi splet|title=Fuelling the Fusion Reaction|url=http://www.iter.org/sci/fusionfuels|website=ITER|accessdate=2021-02-04|language=en}}</ref> Na Zemlji obstaja le v sledovih; razlog za to je tritijeva kratka razpolovna doba, namreč ves tritij, ki je nastal na enak način kot ostali elementi na Zemlji, je že dolgo nazaj razpadel. Tritij je tako na Zemlji stalno na novo proizveden. Nastane, ko [[kozmični žarki]] trčijo v [[plin]]e v ozračju. Predvideno je, da je naravno prisotnega tritija na zemlji okoli 7,3&nbsp;kg. Petkrat več ga je nastalo v poskusih z jedrskim orožjem, tako da je na Zemlji skupno dobrih 35&nbsp;kg. Majhna količina ga nastane tudi v jedrskih reaktorjih, ko v povprečju nastane en atom na deset tisoč fisij. Ta donos se lahko poveča v posebnih reaktorjih, v katerih se tritij tudi prideluje.<ref name=":3">{{Navedi knjigo|title=Tritium (Hydrogen-3)|last=|first=|publisher=ANL|year=2001|isbn=|location=Human Health Fact Sheet|page=|cobiss=|url=http://hpschapters.org/northcarolina/NSDS/tritium.pdf|accessdate=4. 2. 2021|language=en}}</ref> Tritij se v pospeševalnikih lahko proizvede tudi z obstreljevanjem devterija z nevtroni, vendar se ta proces ne uporablja za masovno proizvodnjo. V vodi je približno 10<sup>−18</sup>% atomov tritija. Večina tritija na zemlji ni v obliki oksida (T<sub>2</sub>O), saj je majhna verjetnost, da se dva tritijeva atoma vežeta v isto molekulo; bolj pogost je tritijev hidroksid (TOH).

Tritij so leta 1934 odkrili fiziki [[Ernest Rutherford]], [[M. L. Oliphant]] in [[Paul Hartech]]. Devterij so bombardirali z drugimi jedri devterija in tako je nastala naslednja reakcija:

<chem>^2 D + ^2D -> ^3T + ^1P</chem>

[[William Frank Libby]] in [[Astrid V. Grosse]] sta ugotovila, da je tritij tudi v naravni vodi in predvidila, da nastane zaradi trka dušika v atmosferi s kozmičnimi žarki. To ostaja neznaka še do današnjega časa.<ref name=":0" />

Tritij ima zaradi radioaktivnosti omejeno uporabo, vendar ga lahko navadna oseba še vedno v majhnih količinah kupi. Dodaja se ga ([[Jedrska cepitev|fisijskemu]] in [[Jedrsko zlivanje|fuzijskemu]]) [[Jedrsko orožje|jedrskemu orožju]], saj ima tako večji učinek. Ker ni dominanten izotop, se ga uporablja kot sledilca v različnih sistemih. Zaradi tega, ker se sveti v temi, je priljubljen med zbiratelji, implementira pa se tudi v različne svetleče označbe (npr. znake za izhod), luči na [[Vzletno-pristajalna steza|pristajalnih stezah]] in svetleče kazalce na urah.<ref name=":3" />

== Težji sintetični izotopi ==
<sup>4</sup>H do <sup>7</sup>H so bili vsi ustvarjeni umetno in se ne pojavljajo v naravi. Njihove razpolovne dobe so izredno kratke, le nekaj joktosekund. Opazi se lahko večjo stabilnost pri izotopih s [[Soda in liha števila|sodim]] številom nevtronov; na primer razpolovna doba vodika-7 je okoli 500 ys, medtem ko je razpolovna doba vodika-6 slabih 300 ys. Vsi izmed njih ob razpadu izvržejo enega ali več nevtronov ter tako razpadejo na <sup>3</sup>H in <sup>1</sup>H. Zadnji odkriti izotop, <sup>7</sup>H, je bil odkrit leta 2003. Njihova energija vezanja na nukleon se z večjo [[Atomska teža|atomsko maso]] znatno zmanjša, vodik-7 jo ima le še okoli 940 [[Elektronvolt|keV]].

== Eksotične različice vodika ==
Ustvarjen je že bil [[Antivodik|antiprotij]].<ref>{{Navedi revijo|last=Ahmadi|first=M.|last2=Alves|first2=B. X. R.|last3=Baker|first3=C. J.|last4=Bertsche|first4=W.|last5=Capra|first5=A.|last6=Carruth|first6=C.|last7=Cesar|first7=C. L.|last8=Charlton|first8=M.|last9=Cohen|first9=S.|date=februar 2020|title=Investigation of the fine structure of antihydrogen|url=https://www.nature.com/articles/s41586-020-2006-5|magazine=Nature|language=en|volume=578|issue=7795|pages=375–380|doi=10.1038/s41586-020-2006-5|issn=1476-4687}}</ref> Poznamo tudi vodikove atome, kjer je bil [[elektron]] zamenjan z njegovim težjim sorodnikom, [[Lepton|muonom]],<ref>{{Navedi splet|title=A Comparison of the Properties of a Muonic Hydrogen Atom and an Electronic One|url=https://www.sjsu.edu/faculty/watkins/muonicH2.htm|website=www.sjsu.edu|accessdate=2021-02-05|archive-date=2020-07-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20200704112520/https://www.sjsu.edu/faculty/watkins/muonicH2.htm|url-status=dead}}</ref> predvidena pa je tudi možnost, ko elektron zamenjamo s [[Lepton tau|tau]]. Oba težja leptona krožita bližje jedru, zato bi jih lahko obravnavali kot del jedra. Ker imata negativen naboj, bi izničila naboj protona in tako bi bila [[Izotopi nevtronija|izotopa nevtronija]]. Po taki logiki bi potem moral imeti vodikov atom z muonom jedro [[helij]]a. Tako poznamo vodik-4 z muonom, kar je le jedro [[Izotopi helija|helija-4]] z muonom. Njegovo ime je [[vodik-4.1]], saj ima zaradi mase muona maso okoli 4,1 [[Enota atomske mase|amu]].<ref>{{Navedi splet|title=Atomic disguise makes helium look like hydrogen|url=https://www.newscientist.com/article/dn20049-atomic-disguise-makes-helium-look-like-hydrogen/|website=New Scientist|accessdate=2021-02-05|language=en-US|first=Kate|last=Mcalpine}}</ref> Teoretično bi lahko bil vodik iz katergakoli pozitivno nabitega [[barion]]a, vendar razen protona ni nobeden izmed njih stabilen.

== Prihodnost raziskovanja vodikovih izotopov ==
Za odkrivanje novih vodikovih izotopov ni velikega zanimanja. Izotopi z magičnimi števili nevtronov so že znani <sup>3</sup>H, <sup>9</sup>H, <sup>21</sup>H, <sup>29</sup>H, <sup>51</sup>H, <sup>83</sup>H in <sup>127</sup>H, vendar v bližnji prihodnosti bi lahko proizvedli le <sup>9</sup>H. Večji poudarek iskanja izotopov je trenutno na iskanju [[Eksotični atom|eksotičnih različic]], saj je protijev atom najpreprostejši atom in je zato prvi cilj pri poskusih z eksotičnimi atomi.

== Glej tudi ==

* [[Vodik]]
* [[Vodik 4.1]]
* [[Izotopi helija]]
* [[Radioaktivnost]]
* [[Emisija nevtrona]]

== Opombe ==
{{sklici|group=lower-alpha}}

== Sklici ==
<references />

== Viri ==

* {{Navedi splet|url=https://www.ciaaw.org/hydrogen.htm|title=HYDROGEN|date=2003|accessdate=3. 2. 2021|website=|publisher=CIAAW|last=|first=|language=en}}
* {{Navedi splet|url=http://nuclearmasses.org/resources_folder/Wang_2017_Chinese_Phys_C_41_030003.pdf|title=The AME2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references|date=17. 5. 2017|accessdate=3. 2. 2021|website=|publisher=Iop Science|last=|first=|language=en}}
* {{Navedi splet|url=http://amdc.in2p3.fr/nubase/nubase2012/b-mfldq164.pdf|title=Table I. The NUBASE 2012 table of nuclear and decay properties|date=2012|accessdate=3. 2. 2021|website=|publisher=Chinese Physics C (HEP & NP)|last=|first=|pages=1176 – 1286|language=en}}

== Zunanje povezave ==
{{Wikislovar|protij|devterij|tritij}}{{navpolje periodni sistem}}
{{normativna kontrola}}

[[Kategorija:Izotopi vodika|*]]
[[Kategorija:Seznam izotopov po elementu|Vodik]]