Hidrógeno-1 | ||
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Isótopo de hidrógeno | ||
También conocido como protio | ||
Tabla de isótopos | ||
General | ||
Símbolo | 1H | |
Neutrones | 0 | |
Protones | 1 | |
Datos del núclido | ||
Abundancia natural | 99,985 % | |
Período de semidesintegración | no tiene, estable | |
Masa atómica | 1,007825 u | |
Espín | ½+ | |
Exceso de energía | 7288,969 ± 0,001 keV | |
Energía de enlace | 0 ± 0 keV | |
Véase también: Isótopos de hidrógeno | ||
El hidrógeno-1 o protio es el isótopo más abundante del hidrógeno, con un núcleo compuesto únicamente por un protón y un electrón en su órbita. Es el combustible habitual en las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en las estrellas.
Los niveles de energía del hidrógeno, incluyendo su estructura fina están dados por:
E n j = − 13.6 e V n 2 ( 1 + α 2 n 2 ( n j + 1 2 − 3 4 ) ) {\displaystyle E_{nj}={\frac {-13.6\ \mathrm {eV} }{n^{2}}}\left(1+{\frac {\alpha ^{2}}{n^{2}}}\left({\frac {n}{j+{\frac {1}{2}}}}-{\frac {3}{4}}\right)\right)\,} donde α {\displaystyle \alpha } es la constante de estructura fina j es un entero que representa el momento angularEl valor 13,6 eV se deduce del modelo de Bohr, y se relaciona con la masa m y la carga del electrón, q:
− 13.6 e V = − m e q e 4 8 h 2 ϵ 0 2 . {\displaystyle -13.6\ \mathrm {eV} ={\frac {-m_{e}q_{e}^{4}}{8h^{2}\epsilon _{0}^{2}}}.\,}Las posiciones normalizadas de las funciones orbitales, dadas en coordenadas esféricas son:
ψ n l m ( r , θ , ϕ ) = ( 2 n a 0 ) 3 ( n − l − 1 ) ! 2 n e − ρ / 2 ρ l L n − l − 1 2 l + 1 ( ρ ) ⋅ Y l , m ( θ , ϕ ) {\displaystyle \psi _{nlm}(r,\theta ,\phi )={\sqrt {{\left({\frac {2}{na_{0}}}\right)}^{3}{\frac {(n-l-1)!}{2n}}}}e^{-\rho /2}\rho ^{l}L_{n-l-1}^{2l+1}(\rho )\cdot Y_{l,m}(\theta ,\phi )}donde:
ρ = 2 r n a 0 {\displaystyle \rho ={2r \over {na_{0}}}} a 0 {\displaystyle a_{0}} es el radio de Bohr. L n − l − 1 2 l + 1 ( ρ ) {\displaystyle L_{n-l-1}^{2l+1}(\rho )} son los polinomios generales de Laguerre, de grado n-l-1. Y l , m ( θ , ϕ ) {\displaystyle Y_{l,m}(\theta ,\phi )\,} es un armónico esférico.Valor medio del momento angular:
L 2 | n , l , m ⟩ = ℏ 2 l ( l + 1 ) | n , l , m ⟩ {\displaystyle L^{2}|n,l,m\rangle ={\hbar }^{2}l(l+1)|n,l,m\rangle } L z | n , l , m ⟩ = ℏ m | n , l , m ⟩ {\displaystyle L_{z}|n,l,m\rangle =\hbar m|n,l,m\rangle }