氢的同位素 H的三种同位素怎么写
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上一篇章咱们聊到了量子力学的神秘面纱,提到了氢原子模型和量子力学的关系。今天咱们来探索一个更为深奥的领域——氢的同位素。
在自然界中,同位素的存在可谓千奇百怪。大家知道,我们每次呼吸都在与同位素打交道。例如,肺里吸入的氧中就有氧-16、氧-17和氧-18这三种同位素。它们的共同点在于原子核中都有相同的质子和电子数,而不同之处则在于中子数的差异。这也导致它们的物理特性各有千秋。
而在最简单元素——氢的大家族中,其同位素的存在可谓是迟迟未能揭晓的谜团。今天我们要讲的,就是这哥俩——氘和氚的故事。
首先得提提哈罗德·尤里这位大佬。他在伯克利的物理学家发现氧的同位素后,就意识到了寻找氢同位素的重要性。他深知,如果氢有同位素,那将是一个重大的发现。
尤里和他的合作伙伴们经历了一番曲折的探索。他们先是尝试从氢气样本中直接检测重氢的存在,但未能如愿。于是,他们设计了一套对氢进行精确分光研究的设备,试图从光谱的变化中捕捉到重氢的踪迹。经过一番努力,他们终于在计算得出的位置上看到了微弱的谱线,这让他们相信找到了重氢存在的证据。
尤里并未止步于此。他意识到实验中可能存在的杂质问题,于是决定寻找一种方法来增加样本中重氢的浓度。他和物理学家费迪南德·布里克韦德合作,通过蒸馏液态氢的方法来浓缩较重的氢原子。他们发现,由于H-H分子比H-X分子轻,所以更容易从液态氢中蒸发掉,而较重的H-X分子则更容易留下来。经过多次实验和改进,他们终于在14K的温度下得到了浓度较高的重氢同位素。
尤里的这一发现并非易事,他为此付出了大量的心血和努力。1932年,他将这一发现以论文形式发表,仅仅两年后便因此荣获化学奖。这一发现对于物理学的发展具有重要意义,因为氘核成为了最简单的复合核之一,为物理学家们提供了研究原子核力的宝贵机会。
氘的命名也颇具趣味。尤里发现氘只用了半年时间,但命名却耗费了两年之久,众多科学大咖都参与了这次论战。最终,尤里一锤定音,将这个新的同位素命名为Deuterium。而在我们,智慧的命名者将氘命名为“氘”,既形象又通俗易懂。