Relacione e diferencie os três isótopos do hidrogênio.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente “relacionar e diferenciar os três isótopos do hidrogênio”. Isso cai na parte de química/física nuclear, mais especificamente em isótopos de um elemento. Pra resolver, a gente vai precisar saber:
  • O que é número atômico (Z) e número de massa (A)
  • Como calcular o número de nêutrons (n = A − Z)
  • As características de estabilidade e abundância de cada isótopo

Passo 2

Antes de falar de cada um, define-se isótopo como átomos que têm o mesmo número atômico (mesmo nº de prótons) mas diferentes números de massa (portanto, diferentes nº de nêutrons).
  • Número atômico do H: Z = 1 (1 próton)
  • Número de massa: A = prótons + nêutrons
  • Logo, nêutrons = A − Z

Passo 3

Agora, vamos aos três isótopos do H:
  1. Prótio (¹H)
    • Representação:
    • A = 1 ⇒ nêutrons = 1 − 1 = 0
    • Só tem 1 próton, 0 nêutrons
    • É o mais abundante na natureza (~99,98%)
    • Estável, não radioativo
  2. Deutério (²H ou D)
    • Representação: ou D
    • A = 2 ⇒ nêutrons = 2 − 1 = 1
    • Tem 1 próton, 1 nêutron
    • Abundância natural ~0,02% da água (por isso água pesada D₂O)
    • Estável, não radioativo
    • Uso em reatores e em estudos por causa da diferença de massa
  3. Trítio (³H ou T)
    • Representação: ou T
    • A = 3 ⇒ nêutrons = 3 − 1 = 2
    • Tem 1 próton, 2 nêutrons
    • É radioativo (decai por β⁻, meia-vida ~12,3 anos)
    • Produzido artificialmente em reatores e para iluminação de mostradores

Passo 4

Diferenciando de vez:
  • Todos têm Z = 1 (1 próton)
  • Diferem em A e, portanto, em nêutrons:
    • ¹H: A=1, n=0 • ²H: A=2, n=1 • ³H: A=3, n=2
  • Abundância: ¹H » ²H ≫ ³H
  • Estabilidade: ¹H e ²H estáveis; ³H radioativo (β⁻)
  • Aplicações distintas (água comum, água pesada, iluminação/trítio)

Resposta

Os três isótopos do hidrogênio são:
• Prótio ( ): nêutrons = 0, estável, 99,98%
• Deutério ( ou D): nêutrons = 1, estável, ~0,02%
• Trítio ( ou T): nêutrons = 2, radioativo (β⁻), meia-vida ≈12,3 anos.

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