Protium

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Cet article concerne l’isotope de l’hydrogène. Pour le genre de plantes, voir Protium (plante).

Protium
Hydrogène 1
Description de l'image Hydrogen 1.svg.

table

Général
Nom Protium, hydrogène 1
Symbole 1
1H
0
Neutrons 0
Protons 1
Données physiques
Présence naturelle 99.9885(70) %
Demi-vie Stable
Masse atomique 1,00782503190(1) u
Spin 1/2+
Excès d'énergie 7 288,971 06 ± 0,000 01 keV
Énergie de liaison par nucléon 0,0 ± 0 keV

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Le protium, noté 1H, est l'isotope de l'hydrogène dont le nombre de masse est égal à 1 : son noyau atomique compte 1 proton et aucun neutron, avec un spin 1/2+ pour une masse atomique de 1,007 825 031 9 g/mol. C'est le plus courant et le plus léger des isotopes de l'hydrogène, par son abondance naturelle de 99,988 5 %.

Ce terme, bien que recommandé par l'IUPAC, n'est en usage ni dans la communauté des chimistes francophones ni dans celle des chimistes anglophones ; le terme « hydrogène » est utilisé à la place pour désigner soit l'élément chimique (qui comprend dans la nature les trois isotopes), soit l'isotope léger 1H.

Le cation hydrogène (hydron) de cet isotope est couramment appelé « proton » et se note 1H+.

L'anion hydrogène de cet isotope, noté 1H−, s'appelle « proture » (en anglais protide), mais ce terme est inusité au profit du terme générique « hydrure » (en anglais hydride).

La section efficace du protium est de 200 mb aux neutrons thermiques et 0,04 mb aux neutrons rapides.

Origine

L'essentiel vient du Big Bang. La création nette de nouveaux protons (noyau du protium) est négligeable à l'échelle cosmologique. Elle se fait à partir de neutrons libres, produits dans des contextes spécifiques (fission, spallation, certaines réactions stellaires)

L'hydrogène primordial

Environ 75% de la matière baryonique visible de l'univers est de l'hydrogène, dont la grande majorité est primordiale. Dans les premières minutes après le Big Bang :

Ce protium primordial représente plus de 99.9% du protium de l'Univers.

Désintégration β⁻

   n → p⁺ + e⁻ + ν̄ₑ

Les neutrons libres sont ont une demi-vie courte (~10 min). Ils réagissent très vite avec les noyaux rencontrés.

Spallation cosmique

Les rayons cosmiques frappent des noyaux lourds et libèrent des protons.

Réactions thermonucléaires stellaires

Dans les étoiles, via le cycle pp ou CNO, des protons sont libérés/échangés.

Évaporation de Hawking

Elle pourrait créer, en théorie, des paires particule/antiparticule, dont des protons

Notes et références

  1. 1 2 3 4 (en) « Live Chart of Nuclides: 1
    1    H
    0     », sur www-nds.iaea.org, AIEA, (consulté le )    .
  2. ↑ (en) « protium atom », sur European Bioinformatics Institute.
  3. ↑ (en) W. H. Koppenol, « Names for muonium and hydrogen atoms and their ions(IUPAC Recommendations 2001) », Pure and Applied Chemistry, vol. 73, no 2,‎ , p. 377-380 (DOI 10.1351/pac200173020377, lire en ligne [PDF]).
  4. ↑ On trouve aussi 332 mb aux neutrons thermiques.

Voir aussi

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