Изотопи на хелиумот
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Спектрални линии на хелиумот | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Општи својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Име и симбол | хелиум (He) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изглед | безбоен гас, со црвеникаво-портокалов сјај кога е подложен на високонапонско магнетно поле | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Хелиумот во периодниот систем | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомски број | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Стандардна атомска тежина (±) (Ar) | 4,002602(2)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Категорија | благороден гас | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Група и блок | група 18 (благородни гасови), s-блок | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Периода | I периода | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Електронска конфигурација | 1s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
по обвивка | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Физички својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Фаза | гасна | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Точка на топење | 0,95 K (−272,20 °C) (при 2,5 MPa) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Точка на вриење | 4,222 K (−268,928 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Густина при стп (0 °C и 101,325 kPa) | 0,1786 г/Л | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| кога е течен, при т.т. | 0,145 г/см3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| кога е течен, при т.в. | 0,125 г/см3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Тројна точка | 2,177 K, 5,043 kPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Критична точка | 5,1953 K, 0,22746 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Топлина на топење | 0,0138 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Топлина на испарување | 0,0829 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Моларен топлински капацитет | 20,78[2] J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
парен притисок (определен со ITS-90)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомски својства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Оксидациони степени | 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Електронегативност | Полингова скала: нема податоци | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Енергии на јонизација | I: 2372,3 kJ/mol II: 5250,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ковалентен полупречник | 28 пм | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ван дер Валсов полупречник | 140 пм | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
_NIST_ASD_emission_spectrum.png) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Разни податоци | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Кристална структура | шестаголна збиена (шаз) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Брзина на звукот | 972 м/с | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Топлинска спроводливост | 0,1513 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Магнетно подредување | дијамагнетно[3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-број | 7440-59-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Историја | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Наречен по | Хелиос, старогрчки бог на сонцето | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Откриен | Пјер Жансен, Норман Локјер (1868) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Првпат издвоен | Вилијам Ремзи, Пер Теодор Клеве, Абрахам Ланглет (1895) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Најстабилни изотопи | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| * Атмосферска вредност; застапеноста може да се разликува во други услови | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Хелиум (2He) (стандардна атомска тежина: 4,002602 ± (2)) има девет познати изотопи, но само хелиум-3 (3He) и хелиум-4 (4He) се стабилни.[4] Сите радиоизотопи се краткотрајни; најдолготрајниот е 6He со полураспад 806,92 ± (24). Најмалку стабилен е 10He, со полураспад 260 ± (40) (0 ± (4)), иако 2He може да има уште пократок полуживот.
Во атмосферата на Земјата, односот 3He спрема 4He е 0 ± (13).[5] Сепак, изотопското изобилство на хелиум варира во голема мера во зависност од неговото потекло. Во Месниот Меѓуѕвезден Облак, пропорцијата од 3He до 4He е 0 ± (29),[6] што е ~121 пати повисоко отколку во атмосферата на Земјата. Карпите од Земјината кора имаат сооднос на изотопи кои се разликуваат со фактор од десет; ова се користи во геологијата за да се испита потеклото на карпите и составот на обвивката на Земјата.[7] Различните процеси на формирање на двата стабилни изотопи на хелиум произведуваат различни изобилства на изотопи.
Еднакви мешавини на течност 3He и 4He под 0,8 се делат во две немешаливи фази поради разликите во квантната статистика: 4He атомите се бозони додека 3He атомите се фермиони.[8]
Мешавина од двата изотопи спонтано се дели на региони богати со 3He и региони богати со 4He.[9] Фазно раздвојување постои и во ултраладните гасни системи.[10] Експериментално е прикажано во двокомпонентна ултраладна кутија со Фермиевиот гас.[11][12] Фазното раздвојување може да се натпреварува со други феномени како формирање на вителски решетки или егзотична фаза Фулде-Ферел-Ларкин-Овчиников.[13]
Список на изотопи
[уреди | уреди извор]| Нуклид[14] |
Z | N | Изотопна маса (Da)[15] [б 1] |
Полураспад [резонантен со] |
Распаден облик [б 2] |
Изведен изотоп [б 3] |
Спин и парност [б 4][б 5] |
Природна застапеност (моларен удел) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Нормален сразмер | Варијантен опсег | ||||||||||||||||||
| 2He[n 1] | 2 | 0 | 2,015894 ± (2) | ≪ 10-9 s[16] | p (> 99,99 %) | 1H | 0+# | ||||||||||||
| β+ (< 0,01 %) | 2H | ||||||||||||||||||
| 3He[n 2][n 3] | 2 | 1 | 3,016029321967 ± (60) | Stable | 1/2+ | 0,000002 ± (2)[17] | [4,6⋅10-10, 0,000041][18] | ||||||||||||
| 4He[n 2] | 2 | 2 | 4,002603254130 ± (158) | Stable | 0+ | 0,999998 ± (2)[17] | [0,999959, 1,000000][18] | ||||||||||||
| 5He | 2 | 3 | 5,012057 ± (21) | (6,02 ± (22))⋅10-22 s [758 ± (28) keV] |
n | 4He | 3/2− | ||||||||||||
| 6He[n 4] | 2 | 4 | 6,018885889 ± (57) | 806,92 ± (24) ms | β− (99,999722 ± (18)%) | 6Li | 0+ | ||||||||||||
| β−d[n 5] (0,000278 ± (18)%) | 4He | ||||||||||||||||||
| 7He | 2 | 5 | 7,027991 ± (8) | (2,51 ± (7))⋅10-21 s [182 ± (5) keV] |
n | 6He | (3/2)− | ||||||||||||
| 8He[n 6] | 2 | 6 | 8,033934388 ± (95) | 119,5 ± (1,5) ms | β− (83,1 ± (1,0) %) | 8Li | 0+ | ||||||||||||
| β−n (16 ± (1) %) | 7Li | ||||||||||||||||||
| β−t[n 7] (0,9 ± (1) %) | 5He | ||||||||||||||||||
| 9He | 2 | 7 | 9,043946 ± (50) | (2,5 ± (2,3))⋅10-21 s | n | Елементот Helium не постои. | 1/2(+) | ||||||||||||
| 10He | 2 | 8 | 10,05281531 ± (10) | (2,60 ± (40))⋅10-22 s [1,76 ± (27) MeV] |
2n | 8He | 0+ | ||||||||||||
- ↑ ( ) – Неизвесноста (1σ) е дадена во концизен облик во загради по соодветните последни цифри.
- ↑
Облици на распад:
n: Неутронски распад p: Протонски распад - ↑ Задебелен симбол како изведен – Изведениот производ е стабилен.
- ↑ ( ) спинова вредност – Означува спин со слаби зададени аргументи.
- ↑ # – Вредностите означени со # не се само изведени од опитни податоци, туку барем делумно и од трендови во соседните нуклиди (TNN).
Хелиум-2 (дипротон)
[уреди | уреди извор]Хелиум-2, 2He е крајно нестабилен. Неговото јадро, дипротон, се состои од два протони без неутрони. Според теоретските пресметки, би било многу постабилно (но сепак β + распаѓање до деутериум) доколку силното заемодејство е 2% поголема.[19] Неговата нестабилност се должи на спин-спин взаемните дејства во јадрената сила и принципот на исклучување на Паули, кој вели дека во даден квантен систем две или повеќе идентични честички со исти вртења (т.е. фермиони) не можат истовремено да заземаат иста квантна состојба; така што 2He е два протона имаат спротивно подредени вртења и самиот дипротон има негативна енергија на сврзување.[20]
2He можеби бил забележан. Во 2000 година, физичарите првпат забележале нов тип на радиоактивно распаѓање во кое јадрото емитира два протона одеднаш - можеби 2He.[21]
Тимот предводен од Алфредо Галиндо-Урибари од Националната лабораторија Оук Риџ објавил дека откритието ќе помогне да се разбере силната јадрена сила и да се обезбеди свеж увид во ѕвездената нуклеосинтеза. Галиндо-Урибари и соработниците избрале изотоп на неон со енергетска структура што го спречува да емитува протони еден по еден. Ова значи дека двата протони се исфрлаат истовремено. Тимот испукал зрак од јони на флуор кон цел богата со протон за да произведе18Ne, кои потоа се распаѓаат во кислород и два протони. Сите протони исфрлени од самата цел биле идентификувани според нивните карактеристични енергии. Емисијата од два протони може да продолжи на два начина: неонот може да исфрли дипротон, кој потоа се распаѓа во посебни протони, или протоните може да се емитираат одделно, но истовремено во „демократско распаѓање“. Експериментот не бил доволно чувствителен за да се утврди кој од овие два процеса се случува.
Повеќе докази за 2He бил пронајден во 2008 година во Националниот институт за јадрена физика, во Италија.[16][22] Зрак од 20 Ne јони бил насочен кон цел од берилиумова фолија. Овој судир претворил некои од потешките неонски јадра во зракот во 18 Ne јадра. Овие јадра потоа се судриле со фолија од олово. Вториот судир го возбудил јадрото 18Ne во многу нестабилна состојба. Како и во претходниот експеримент во Оук Риџ, јадрото 18Ne се распаднало во јадро 16O, плус два протони откриени кои излегуваат од иста насока. Новиот експеримент покажал дека двата протони првично биле исфрлени заедно, во соднос во квазиврзана конфигурација S, пред да се распаднат во посебни протони многу помалку од една наносекунда подоцна.
Дополнителни докази доаѓаат од Рикен во Јапонија и Заедничкиот институт за јадрени истражувања во Дубна, Русија, каде што зраците од 6He јадра биле насочени кон криогена водородна цел за да произведат 5H. Откриено е дека 6He може да ги донира сите четири свои неутрони на водородот. Двата преостанати протони може истовремено да се исфрлат од целта како дипротон, кој брзо се распаѓа на два протона. Слична реакција е забележана и од 8He јадра кои се судираат со водород.[23]
Под влијание на електромагнетните заемни дејства, примитивите Јафе-Лоу[24] може да го напуштат унитарниот пресек, создавајќи тесни двонуклеонски резонанции, како дипротонска резонанца со маса од 2000 MeV и ширина од неколку стотици keV.[25] За да се бара оваа резонанца, потребен е зрак од протони со кинетичка енергија 250 MeV и распространета енергија под 100 keV, што е изводливо со оглед на електронското ладење на зракот.
2He е среден во првиот чекор од синџирот протон-протон. Првиот чекор на синџирот протон-протон е процес во две фази: прво, два протони се спојуваат формирајќи дипротон:
- 1H + 1H + 1,25 → 2He;
тогаш дипротонот веднаш бета-плус се распаѓа во деутериум:
со целокупната формула
- 1H + 1H → 2H + e+ + νe + 0,42.
Истражен е хипотетичкиот ефект на врзан дипротон врз Големата експлозија и ѕвездената нуклеосинтеза. Некои модели сугерираат дека варијации во силната сила што дозволува врзан дипротон ќе овозможи замена на целиот исконски водород во хелиум во Големата експлозија, што би било катастрофално за развојот на ѕвездите и животот. Овој поим е пример за антропскиот принцип. Сепак, едно испитување од 2009 година сугерира дека таков заклучок не може да се донесе, бидејќи формираниот дипротон сепак би се распаѓал во деутериум, чијашто енергија на врзување исто така би се зголемила. Во некои сценарија, се претпоставува дека водородот (во форма на 2H) сепак може да преживее во големи количини, побивајќи ги аргументите дека големата сила е наместена во прецизна антропска граница.[26]
Хелиум-3
[уреди | уреди извор]3He е единствениот стабилен изотоп освен 1H со повеќе протони од неутроните. (Има многу такви нестабилни изотопи; најлесните се 7Be и 8B.) Има само трага (~2 ppm) од 3He на Земјата, главно присутна од формирањето на Земјата, иако некои паѓаат на Земјата заробени во космичка прашина. Количините во трагови се произведуваат и со бета распаѓањето на тритиумот[27]. Во ѕвездите, сепак, 3He е пообилен, производ на јадрено соединување. Вонпланетарниот материјал, како што е месечевиот и астероидниот реголит, има траги од 3He од бомбардирањето на сончевиот ветер.
За да стане суперфлуид, 3He мора да се излади до 2,5 мили келвини, ~ 900 пати помалку од 4He ( 2,17). Оваа разлика се објаснува со квантната статистика: 3He атомите се фермиони, додека 4He атомите се бозони, кои полесно се кондензираат во суперфлуид.
Хелиум-4
[уреди | уреди извор]Најчестиот изотоп, 4He, се произведува на Земјата преку алфа распаѓање на потешки елементи; алфа-честичките што се појавуваат се целосно јонизирани 4He јадра. 4He е невообичаено стабилно јадро. Се формирало во огромни количини во нуклеосинтезата на Биг Бенг.
Копнениот хелиум се состои речиси исклучиво (сите освен ~ 2 ppm) од 4He. 4He е точка на вриење од 4,2 е најниската од сите познати супстанции освен 3He. Кога дополнително ќе се излади до 2,17, станува единствен суперфлуид со нула вискозитет. Се зацврстува само при притисок над 25 атмосфери, каде што се топи на 0,95
Потешки изотопи на хелиум
[уреди | уреди извор]Иако сите потешки изотопи на хелиум се распаѓаат со полураспад од <1 секунда, се користат судири на забрзувачи на честички за да се создадат необични јадра на елементи како што се хелиум, литиум и азот. Невообичаените јадрени структури на таквите изотопи може да понудат увид во изолираните својства на неутроните и физиката надвор од Стандардниот модел.[28][29]
Најкраткотрајниот изотоп е 10He со полуживот ~ 260 јоктосекунди. 6He има бета распад со полуживот од 807 милисекунди. Најшироко проучуван тежок изотоп на хелиум е 8He. 8He и 6He смета дека се состојат од нормално јадро 4 He опкружено со неутронски „ореол“ (од два неутрони во 6He и четири неутрони во 8He). Хало-јадрата станале област на интензивно истражување. Потврдени се изотопи до 10He, со два протони и осум неутрони. 10He, и покрај тоа што е двојно магичен изотоп, не е врзан за честички и скоро веднаш испушта два неутрони.[30]
Наводи
[уреди | уреди извор]- ↑ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
- ↑ Shuen-Chen Hwang, Robert D. Lein, Daniel A. Morgan (2005). "Noble Gases". Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. pp. 343–383. doi:10.1002/0471238961.0701190508230114.a01.
- ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
- ↑ „helium-3 | chemical isotope“. britannica.com (англиски). Посетено на 2022-03-20.
- ↑ Sano, Yuji; Wakita, Hiroshi; Sheng, Xu (1988). „Atmospheric helium isotope ratio“. Geochemical Journal. 22 (4): 177–181. Bibcode:1988GeocJ..22..177S. doi:10.2343/geochemj.22.177.
- ↑ Busemann, H.; Bühler, F.; Grimberg, A.; Heber, V. S.; Agafonov, Y. N.; Baur, H.; Bochsler, P.; Eismont, N. A.; Wieler, R. (2006-03-01). „Interstellar Helium Trapped with the COLLISA Experiment on the MiR Space Station—Improved Isotope Analysis by In Vacuo Etching“. The Astrophysical Journal (англиски). 639 (1): 246. Bibcode:2006ApJ...639..246B. doi:10.1086/499223. ISSN 0004-637X.
- ↑ „Helium Fundamentals“.
- ↑ The Encyclopedia of the Chemical Elements. стр. 264.
- ↑ Pobell, Frank (2007). Matter and methods at low temperatures (3rd rev. and expanded. изд.). Berlin: Springer. ISBN 978-3-540-46356-6. OCLC 122268227.
- ↑ Carlson, J.; Reddy, Sanjay (2005-08-02). „Asymmetric Two-Component Fermion Systems in Strong Coupling“. Physical Review Letters. 95 (6): 060401. arXiv:cond-mat/0503256. Bibcode:2005PhRvL..95f0401C. doi:10.1103/PhysRevLett.95.060401. PMID 16090928.
- ↑ Shin, Y.; Zwierlein, M. W.; Schunck, C. H.; Schirotzek, A.; Ketterle, W. (2006-07-18). „Observation of Phase Separation in a Strongly Interacting Imbalanced Fermi Gas“. Physical Review Letters. 97 (3): 030401. arXiv:cond-mat/0606432. Bibcode:2006PhRvL..97c0401S. doi:10.1103/PhysRevLett.97.030401. PMID 16907486.
- ↑ Zwierlein, Martin W.; Schirotzek, André; Schunck, Christian H.; Ketterle, Wolfgang (2006-01-27). „Fermionic Superfluidity with Imbalanced Spin Populations“. Science (англиски). 311 (5760): 492–496. arXiv:cond-mat/0511197. Bibcode:2006Sci...311..492Z. doi:10.1126/science.1122318. ISSN 0036-8075. PMID 16373535.
- ↑ Kopyciński, Jakub; Pudelko, Wojciech R.; Wlazłowski, Gabriel (2021-11-23). „Vortex lattice in spin-imbalanced unitary Fermi gas“. Physical Review A. 104 (5): 053322. arXiv:2109.00427. Bibcode:2021PhRvA.104e3322K. doi:10.1103/PhysRevA.104.053322.
- ↑ Half-life, decay mode, nuclear spin, and isotopic composition is sourced in:
Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). „The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties“ (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae. - ↑ Wang, Meng; Huang, W.J.; Kondev, F.G.; Audi, G.; Naimi, S. (2021). „The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references*“. Chinese Physics C. 45 (3): 030003. doi:10.1088/1674-1137/abddaf.
- 1 2 Schewe, Phil (2008-05-29). „New Form of Artificial Radioactivity“. Physics News Update. Архивирано од изворникот на 2008-10-14.
- 1 2 „Atomic Weight of Helium“. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights. Архивирано од изворникот 4 May 2023. Посетено на 6 October 2021.
- 1 2 Meija, Juris; Coplen, Tyler B.; Berglund, Michael; Brand, Willi A.; Bièvre, Paul De; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Irrgeher, Johanna; Loss, Robert D.; Walczyk, Thomas; Prohaska, Thomas (2016-03-01). „Isotopic compositions of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)“. Pure and Applied Chemistry (англиски). 88 (3): 293–306. doi:10.1515/pac-2015-0503. hdl:11858/00-001M-0000-0029-C408-7. ISSN 1365-3075. S2CID 104472050.
- ↑ Bradford, R. A. W. (27 August 2009). „The effect of hypothetical diproton stability on the universe“ (PDF). Journal of Astrophysics and Astronomy. 30 (2): 119–131. Bibcode:2009JApA...30..119B. CiteSeerX 10.1.1.495.4545. doi:10.1007/s12036-009-0005-x.
- ↑ Nuclear Physics in a Nutshell, C. A. Bertulani, Princeton University Press, Princeton, NJ, 2007, Chapter 1, ISBN 978-0-691-12505-3.
- ↑ J. Gómez del Campo; A. Galindo-Uribarri; и др. „Decay of a Resonance in 18Ne by the Simultaneous Emission of Two Protons“. Physical Review Letters. 86 (2001): 43–46. Bibcode:2001PhRvL..86...43G. doi:10.1103/PhysRevLett.86.43. PMID 11136089.
- ↑ Raciti, G.; Cardella, G.; De Napoli, M.; Rapisarda, E.; Amorini, F.; Sfienti, C. „Experimental Evidence of 2He Decay from 18Ne Excited States“. Phys. Rev. Lett. 100 (19): 192503–192506. Bibcode:2008PhRvL.100s2503R. doi:10.1103/PhysRevLett.100.192503. PMID 18518446.
- ↑ Korsheninnikov A. A.; и др. (2003-02-28). „Experimental Evidence for the Existence of 7H and for a Specific Structure of 8He“ (PDF). Physical Review Letters. 90 (8): 082501. Bibcode:2003PhRvL..90h2501K. doi:10.1103/PhysRevLett.90.082501. PMID 12633420.
- ↑ Jaffe, R. L.; Low, F. E. (1979). „Connection between quark-model eigenstates and low-energy scattering“. Physical Review D. 19 (7): 2105–2118. Bibcode:1979PhRvD..19.2105J. doi:10.1103/PhysRevD.19.2105.
- ↑ Krivoruchenko, M. I. (2011). „Possibility of narrow resonances in nucleon-nucleon channels“. Physical Review C. 84 (1): 015206. arXiv:1102.2718. Bibcode:2011PhRvC..84a5206K. doi:10.1103/PhysRevC.84.015206.
- ↑ MacDonald, J.; Mullan, D.J. (2009). „Big Bang Nucleosynthesis: The strong nuclear force meets the weak anthropic principle“. Physical Review D. 80 (4): 043507. arXiv:0904.1807. Bibcode:2009PhRvD..80d3507M. doi:10.1103/PhysRevD.80.043507.
- ↑ K. L. Barbalace. „Periodic Table of Elements: Li—Lithium“. EnvironmentalChemistry.com. Посетено на 2010-09-13.
- ↑ „Helium-8 study gives insight into nuclear theory, neutron stars“. anl.gov (англиски). Argonne National Laboratory. 2008-01-25. Посетено на 2023-09-10.
- ↑ „Radioactive beams drive physics forward“. CERN Courier (англиски). 1999-11-29. Посетено на 2023-09-10.
- ↑ Clifford A. Hampel (1968). The Encyclopedia of the Chemical Elements. Reinhold Book Corporation. стр. 260. ISBN 978-0278916432.
Надворешни врски
[уреди | уреди извор]- Општи табели — апстракти за хелиум и други егзотични светлосни јадра
| Изотопи на хемиските елементи | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 H |
2 He | ||||||||||||||||
| 3 Li |
4 Be |
5 B |
6 C |
7 N |
8 O |
9 F |
10 Ne | ||||||||||
| 11 Na |
12 Mg |
13 Al |
14 Si |
15 P |
16 S |
17 Cl |
18 Ar | ||||||||||
| 19 K |
20 Ca |
21 Sc |
22 Ti |
23 V |
24 Cr |
25 Mn |
26 Fe |
27 Co |
28 Ni |
29 Cu |
30 Zn |
31 Ga |
32 Ge |
33 As |
34 Se |
35 Br |
36 Kr |
| 37 Rb |
38 Sr |
39 Y |
40 Zr |
41 Nb |
42 Mo |
43 Tc |
44 Ru |
45 Rh |
46 Pd |
47 Ag |
48 Cd |
49 In |
50 Sn |
51 Sb |
52 Te |
53 I |
54 Xe |
| 55 Cs |
56 Ba |
 |
72 Hf |
73 Ta |
74 W |
75 Re |
76 Os |
77 Ir |
78 Pt |
79 Au |
80 Hg |
81 Tl |
82 Pb |
83 Bi |
84 Po |
85 At |
86 Rn |
| 87 Fr |
88 Ra |
 |
104 Rf |
105 Db |
106 Sg |
107 Bh |
108 Hs |
109 Mt |
110 Ds |
111 Rg |
112 Cn |
113 Nh |
114 Fl |
115 Mc |
116 Lv |
117 Ts |
118 Og |
 |
57 La |
58 Ce |
59 Pr |
60 Nd |
61 Pm |
62 Sm |
63 Eu |
64 Gd |
65 Tb |
66 Dy |
67 Ho |
68 Er |
69 Tm |
70 Yb |
71 Lu | ||
|
89 Ac |
90 Th |
91 Pa |
92 U |
93 Np |
94 Pu |
95 Am |
96 Cm |
97 Bk |
98 Cf |
99 Es |
100 Fm |
101 Md |
102 No |
103 Lr | ||
- ↑ Intermediate in the proton–proton chain
- 1 2 Produced in Big Bang nucleosynthesis
- ↑ This and 1H are the only stable nuclei with more protons than neutrons
- ↑ Has 2 halo neutrons
- ↑ d: Deuteron emission
- ↑ Has 4 halo neutrons
- ↑ t: Triton emission
<ref> за група именувана како „n“, но нема соодветна ознака <references group="n"/>.