Izotopy wodoru, deuteru oraz trytu (proporcje: 1 :1,5-10-4:10-18). Jądro deuteru składa się z protonu i neutronu, natomiast tryt posiada oprócz protonu także dwa neutrony. W roku 1973 radzieckim naukowcom udało się uzyskać metaliczny, stały wodór przy ciśnieniu 2,8 Mbar. Substancja ta wykazuje właściwości nadprzewodzące.
Deuter
Stabilny, nieradioaktywny izotop wodoru o masie atomowej 2. Oznaczany czasem symbolem O i często nazywany ciężkim wodorem. Występujący w naturze wodór zawiera około 0,02% deuteru. Woda zawierająca deuter nazywana jest ciężką wodą, a jej właściwości fizycznochemiczne różnią się od odpowiednich własności zwykłej wody. Wrze ona w temperaturze 101,42C, a zamarza w 3,81 C. Jej gęstość w temperaturze pokojowej jest około 10% większa od gęstości zwykłej wody. Deuter został odkryty przez zespół amerykańskich uczonych kierowanych przez Harolda Urey'a w 1932. Był on pierwszym w historii izotopem, który udało się całkowicie odizolować w czystej postaci.
Jądra deuteru (deuterony) wykorzystywane są często w fizyce atomowej jako tzw. atomowe pociski. W akceleratorach bombarduje się nimi różne pierwiastki w celu ich promieniotwórczej przemiany. Znalazł zastosowanie również jako substancja oznaczająca w biologii metabolizm. W czasie drugiej wojny światowej ciężka woda używana była jako moderator w pierwszych stosach atomowych. Później została wyparta przez inne substancje (m.in. przez grafit). Deuter jest obok trytu podstawowym składnikiem bomby wodorowej.
Tryt
Radioaktywny, nietrwały izotop wodom o masie atomowej równej 3. izotop ten samorzutnie ulega promieniotwórczej przemianie beta, której produktem są atomu helu. Połowiczny czas rozpadu wynosi około 12,26 roku. Tryt można wytwarzać wieloma rabami; min, poprzez bombardowanie związków deuteru deuteronami lub pochłonięcie neutronów przez jądra izotopu litu J). Niewielkie ilości trytu powstają w sposób naturalny w górnych warstwach atmosfery jako produkt bombardowania neutronami promieniowania kosmicznego.
Izotop ten wykorzystuje się przede wszystkim jako składnik bomb wodorowych, a także jako znacznik w naukach biologicznych.
Występowanie
Na Ziemi wolny wodór można spotkać tylko w małych ilościach w atmosferze. Związki wodoru pełnią ważną rołę w wielu procesach chemicznych, woda i substancje organiczne są jednym z podstawowych budulców matem ożywionej. We wszechświecie jest on najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem, stanowi podstawowy budulec gwiazd. W wierzchniej warstwie skorupy ziemskiej (litosfera, hydrosfera, atmosfera) zajmuje pod względem występowania 10 miejsce (procenty wagowe).
Otrzymywanie
Na skałę przemysłową wodór otrzymywany jest głównie z ropy naftowej, gazu ziemnego, lub dzięki rozkładowi wody w reakcji z rozżarzonym koksem. Stosuje się również metody elektrolityczne (elektroliza chlorku sodowego) lub proces rozkładu wody za pomocą energii słonecznej.
Laboratoryjnie produkuje się go w procesie elektrolizy wody, lub poprzez działanie kwasów na metale (np. cynk).
Reaktywność
Wodór jest bardzo reaktywnym pierwiastkiem, reaguje z wieloma niemetalami. Z azotem tworzy amoniak przy obecności katalizatora, w reakcji z starką i chlorem powstaje siarko- i chlorowodór. Wraz z węglem tworzy on wielką rodzinę związków organicznych. Zmieszany z powietrzem lub tlenem daje mieszaninę, która zainicjowana iskrą lub płomieniem wybucha, tworząc wodę. Wodór wchodzi także w reakcje z metalami. Na tlenki metali działa często jako czynnik redukujący usuwając tlen i pozostawiając metal w czystej postaci.
Zastosowanie
Duże ilości wodoru wykorzystuje się do produkcji amoniaku oraz w procesie syntezy alkoholu metylowego. Wodór jest także często stosowany do uszlachetniania różnego rodzaju paliw. Używa się go również do utwardzania tłuszczów oraz jako paliwo dla wysokotemperaturowych palników. Jako najlżejszy z gazów wykorzystywany był dawniej do wypełniania batonów. Jednakże niebezpieczeństwo wybuchu takiego balonu spowodowało wyparcie wodoru przez hel. Coraz większe nadzieje wiąże się z tym pierwiastkiem jako potencjalnym paliwem przyszłości. Będzie się je wytwarzać dzięki rozkładowi wody przy wykorzystaniu energii słonecznej. Główną wadą tego rozwiązania jest wyjątkowa wybuchowość wodoru.
