¿Por qué un átomo de hidrógeno "típico" no tiene neutrones?

Hay bastantes fuentes (en su mayoría libros de texto de física de la escuela secundaria) que he leído que no dan el descargo de responsabilidad de que el átomo de hidrógeno que están usando en un diagrama es un isótopo (como si tuviera un recuento desigual de neutrones y protones).

¿Por qué el átomo de hidrógeno "típico" (entre comillas debido a la falta de un término más científico o preciso) tiene 1 electrón, 1 protón, pero no un neutrón?

¿Cual es la razón?

Por qué dices eso. ¿El cero no es un número diferente de uno o dos?
Tomado de wiki: "Casi todo el deuterio que se encuentra en la naturaleza se produjo en el Big Bang hace 13.800 millones de años, ya que la proporción básica o primordial de hidrógeno-1 a deuterio (alrededor de 26 átomos de deuterio por millón de átomos de hidrógeno) tiene su origen en ese tiempo."
@dmckee: lo entiendo, pero un "no isótopo sin carga" tiene la misma cantidad de protones, neutrones y electrones, y los libros nunca mencionan que de lo que están hablando es un isótopo.
@jim: ¿entonces los libros solo usan la variante más común de hidrógeno?
Hablando en serio, no está claro cuál es realmente tu pregunta. ¿Por qué el isótopo de hidrógeno con 0 neutrones es más estable o más común que otros isótopos? Si es así, deberías ser más claro. La parte sobre no indicar explícitamente el isótopo cuando se puede inferir parece bastante quisquillosa y la respuesta es obvia. La mayoría de las veces, para la mayoría de los elementos, no nos molestamos en indicar el isótopo a menos que ese sea el problema o no haya un valor predeterminado obvio.
Sí, con 26 átomos de deuterio por millón de átomos de hidrógeno, es lo más obvio de usar.
No puedo decir que haya escuchado o leído la frase "no isótopo sin carga" antes, y ciertamente no creo que describa nada interesante o útil.
@OlinLathrop: no estoy discutiendo las propiedades físicas del hidrógeno. Es más semántica. ¿Por qué los libros no muestran un hidrógeno con 1 neutrón? De lo contrario, lo convierte en un isótopo.
@dmckee: no conozco ningún término mejor. "Estándar"? En cuyo caso, ¿quién lo definió como "estándar"? Es por eso que lo describí como "no isótopo sin carga".
@jim -- ¡Gracias! Supongo que tiene sentido. Puede publicarlo como respuesta, y estaré encantado de "marcarlo".
Un isótopo es cualquier variante de un elemento. Los que considera comunes no están excluidos. En cualquier caso, ahora que tiene claro que esto es quisquilloso con la semántica y su comprensión errónea de "isótopo", no veo el sentido de esta pregunta.
Un hidrógeno sin neutrones es un isótopo de hidrógeno. A veces se le llama H, a veces protium. Un hidrógeno con un neutrón también es un isótopo de hidrógeno. Cuando es necesario distinguirlo de otros isótopos, se llama deuterio o D. Un hidrógeno con dos neutrones también es un isótopo de hidrógeno. Puede llamarse tritio o T. En conjunto, todos estos son hidrógeno, denominados colectivamente H. El contexto es crítico.
@OlinLathrop: supongo que para dejarlo más claro, debería haber preguntado por qué el modelo de hidrógeno que usan no tiene la misma cantidad de protones y neutrones. Asumí que cuando menciono isótopo, quiero decir que hay una cantidad desigual de protones y neutrones (de lo contrario, solo diría "átomo", ¿no?).
Si ha notado que los isótopos más comunes de algunos elementos ligeros (aluminio, carbono, nitrógeno, oxígeno, etc.) tienen la misma cantidad de neutrones que de protones y cree que es una regla de algún tipo, la ha generalizado en exceso. Considere algunos elementos más pesados ​​para empezar.
@JonCuster -- Muy bien, gracias por la limpieza de los términos. Entonces, para usar esos términos... ¿por qué los libros usan protio en lugar de hidrógeno de 1 neutrón?
@dmckee - Supongo que sí. ¡Gracias! Echaré un vistazo a la mesa de Mendeleev.
@SirJony Neon tiene tres isótopos estables: 20 ne (90,48%), 21 Ne (0,27%) y 22 Ne (9,25 %), por lo que, en este caso, podría tener sentido ser explícito sobre qué isótopo está discutiendo.
@jim: supongo que arruiné el término isótopo (¿simplificación excesiva de la física de la escuela secundaria?). Pensé (dmckee me corrigió en esto) que los átomos con un número desigual de neutrones y protones son isótopos.
@SirJony: pareces muy confundido acerca de lo que significa un isótopo. Y, en particular, el isótopo de hidrógeno con un neutrón se llama deuterio. Los isótopos de hidrógeno tienen nombres separados, principalmente porque existen diferencias bastante obvias en las propiedades químicas de los compuestos con los diversos isótopos de hidrógeno.
@JonCuster: consideraba a los isótopos como átomos con una cantidad desigual de neutrones y protones. Supongo que estoy equivocado (considerando que 3-4 personas me bombardean con correcciones :-) ) e iré a buscarlo.
@SirJony: sí, tienes una idea equivocada. Los isótopos tienen el mismo número de protones y diferente número de neutrones. Eso es todo.
@JonCuster: está bien, me alegro de que se solucione mi confusión. :-)

Respuestas (3)

El isótopo más común del hidrógeno no tiene neutrones. Otros isótopos son el deuterio con 1 neutrón y el tritio con 2 neutrones. Dado que prácticamente todo (99.98% según wiki) el hidrógeno natural viene en el isótopo sin neutrones, parece razonable que los libros muestren un esquema de ese cuando ilustran el hidrógeno.

Como motivación secundaria, un electrón + un protón es el átomo más simple que puedas imaginar, por lo que es una buena elección.

En términos de léxico: cada átomo es un isótopo de un determinado elemento. Además, cada elemento viene en diferentes isótopos, que difieren solo por su número de neutrones. Les presenté tres isótopos para el elemento hidrógeno. En este caso, hay un caso abrumadoramente "estándar", en términos de abundancia, por lo que nos sentimos seguros llamando a un isótopo en particular con el nombre del elemento. En otros casos, esta elección no será tan evidente.

Esto es lo que estaba buscando. ¡Gracias! Necesito una aclaración... Si "isótopo" abarca las variaciones del conteo de neutrones, y "átomo" podría significar lo mismo, ¿cuál es el punto de tener una definición idéntica?
El isótopo siempre se refiere a un elemento en particular, y parece que entiendo que puede pensar en él más como una clase que como un objeto. Átomo es un término más general, que se refiere a un sistema físico más que a una clase de sistemas físicos. Dirías: "un átomo de cierto isótopo de H" o "un átomo de H". @SirJony Pero tenga en cuenta que esto es realmente una elección ordenada y tal vez otros lo piensen de manera diferente.
Sí, he recibido muchas críticas por terminología incorrecta de los comentarios debajo de mi pregunta :-). Entonces, ¿qué término usaría para el isótopo que se muestra en las tablas de Mendeleev (es decir, normalmente, pero no siempre, un número igual de neutrones y protones)?
Por "tablas de Mendeleev", ¿se refiere a un conjunto particular de tablas, o simplemente a la tabla periódica? En las tablas periódicas generales, el número de neutrones N generalmente se omite. A veces citan un peso atómico efectivo A que resulta de medir el peso de una muestra de ese elemento, que generalmente contiene varios isótopos. Nunca encontré un nombre para un isótopo con N=Z. Es cierto que en la mayoría de los isótopos estables, N está cerca de Z debido a la física nuclear.
Por ejemplo: [enlace](www.chemicalelements.com). Si selecciona un elemento de la tabla, en la estadística, muestran "número de neutrones".
OK, bueno, supongo que no todo tiene un nombre. ¡De todas maneras, gracias por la ayuda!
En este universo, la respuesta es que poco después del Big Bang, casi todo el deuterio se convierte en helio.

Es posible imaginar vivir en un universo diferente donde la mayoría de los núcleos del elemento con carga 1 eran deuterio , y el protio más liviano era el raro valor atípico.

Sin embargo, no vivimos en ese universo. La mayor parte de la materia ordinaria del universo es hidrógeno (75 % en masa) y helio (25 % en masa) que no ha sido procesada desde el Big Bang . El deuterio es un núcleo especialmente frágil: no tiene estados excitados, pero se fisiona en un protón y un neutrón cuando es golpeado por un fotón con una energía superior a 2 MeV. Una vez que se produce esta fisión, el neutrón tiene solo unos quince minutos antes de desintegrarse en un protón, un electrón y un antineutrino.

Entonces, incluso si hubiera habido un período temprano en la historia del Universo cuando la mayor parte de la materia era deuterio, el deuterio se habría disociado en protones y neutrones libres a menos que la temperatura ya estuviera por debajo de 2 MeV.

(Ni siquiera estoy considerando el tritio, que tiene una vida media de unos 12 años).

Esto es casi correcto. BBN tiene lugar a T bastante baja (debido a las fotodisociaciones del deuterio), pero a estas temperaturas la d + d ↔ H mi la reacción favorece mucho a He y casi no deja deuterio.
Sí, hay varias cosas que tendrían que ser diferentes para que vivamos en un universo pesado en deuterio; Elegí solo uno.

Las propiedades químicas de un elemento siempre están determinadas por el número atómico, es decir, el número de protones en el núcleo. Todos los átomos de carbono tienen seis protones, todos los átomos de hierro tienen 26, etc. Es el número atómico el que ocupa un lugar destacado en la tabla periódica, por ejemplo.

Hasta que se descubrió el neutrón en 1932, esto estaba bien. Después de que se descubrió que el neutrón ocupaba el núcleo atómico junto con los protones, hubo que acuñar otro nombre para los átomos que tenían el mismo número de protones pero diferente número de neutrones en el núcleo. Este término era "isótopo", que significa "en el mismo lugar" (en la tabla periódica, es decir, que tiene el mismo número atómico).

Algunos isótopos tienen menos neutrones que protones, algunos tienen la misma cantidad de protones y neutrones, y algunos isótopos tienen más neutrones que protones, pero mientras una colección de átomos tenga la misma cantidad de protones, entonces todos los átomos en esa muestra Están formados por diferentes isótopos de un mismo elemento.

En todos los casos, el número de protones + el número de neutrones = número de masa atómica de un átomo. El carbono-14, por ejemplo, contiene 6 protones + 8 neutrones para hacer que el número de masa atómica sea 14. El U-238 tiene 92 protones y 146 neutrones, mientras que el U-235 tiene 92 protones y 143 neutrones. Químicamente, ambos isótopos de uranio se comportan de manera idéntica, pero el U-235 puede sostener una reacción en cadena de fisión mientras que el U-238 no. Esos tres neutrones adicionales hacen una diferencia en la escala atómica.

Esto no es exactamente lo que estaba buscando. Sin embargo, fue educativo, no obstante. ¡Gracias!
¿Por qué un átomo de hidrógeno "típico" no tiene neutrones?
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