Protium
Cet article concerne l’isotope de l’hydrogène. Pour le genre de plantes, voir Protium (plante).
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[1]. C'est le plus courant et le plus léger des isotopes de l'hydrogène, par son abondance naturelle de 99,988 5 %[2].
Hydrogène 1
| Nom | Protium, hydrogène 1 |
|---|---|
| Symbole |
1 1H 0 |
| Neutrons | 0 |
| Protons | 1 |
| Présence naturelle | 99.9885(70) %[1] |
|---|---|
| Demi-vie | Stable |
| Masse atomique | 1,00782503190(1) u |
| Spin | 1/2+ |
| Excès d'énergie | 7 288,971 06 ± 0,000 01 keV[1] |
| Énergie de liaison par nucléon | 0,0 ± 0 keV[1] |
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[3]), 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[4] et 0,04 mb aux neutrons rapides.
Origine
modifierL'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
modifierEnviron 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 :
- Les quarks se combinent → protons et neutrons.
- Les protons "excédentaires" (ratio ~7:1 protons/neutrons) restent sous forme d'¹H.
- Le reste forme essentiellement de l'hélium ⁴He (~25%).
Ce protium primordial représente plus de 99.9% du protium de l'Univers.
Désintégration β⁻
modifiern → p⁺ + e⁻ + ν̄ₑ
Les neutrons libres sont ont une demi-vie courte (~10 min). Ils réagissent très vite avec les noyaux rencontrés.
Spallation cosmique
modifierLes rayons cosmiques frappent des noyaux lourds et libèrent des protons.
Réactions thermonucléaires stellaires
modifierDans les étoiles, via le cycle pp ou CNO, des protons sont libérés/échangés.
Évaporation de Hawking
modifierElle pourrait créer, en théorie, des paires particule/antiparticule, dont des protons
Notes et références
modifier- 1 2 3 4
(en) « Live Chart of Nuclides: 1
1H
0 », sur www-nds.iaea.org, AIEA, (consulté le ). - ↑ (en) « protium atom », sur European Bioinformatics Institute.
- ↑ (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]).
- ↑ On trouve aussi 332 mb aux neutrons thermiques.
