Изотопный состав воды
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ ВОДЫ
Почетаемый Олег! Пишет Вам большая Ваша фанатка. Мне нравятся Ваши пользующиеся популярностью публикации в Вебе по поводу тяжеленной воды и эволюции Вселенной, основанной на распространенности изотопов дейтерия.Не так давно я участвовала в дискуссии по поводу этой самой тяжеленной воды и ее вероятных видах. Дискуссия была на литературном конкурсе умопомрачительных рассказов, где большая часть создателей не мастера, а любители и имеют главные профессии всякие различные. Я тоже участвую там, в качестве писателя-любителя.
Один из рассказов (другого создателя) затронул вопрос о тяжеленной воде. Его обсмеяли, а я неудачно пробовала защитить эту работу. Поначалу мне попалась Ваша пользующаяся популярностью статья с упоминанием вероятного числа молекул тяжеленной воды (476), если изотопов водорода 7, а кислорода 17. Потом я отыскала даже ссылку на научную работу: G. Ауди, O. Bersillon, J. Blachot and A.H. Wapstra, The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties, 2003.
Прочитать ее мне не составило огромного труда. Пристально исследовала табличку с нуклидами, где отыскала в доказательство 7 изотопов водорода и 17 изотопов кислорода. После чего посчитала число молекул воды с учетом сочетаний всех этих изотопов. Если ввести индексы для атомов водорода — первого атома: i={1,7}, второго атома водорода j={1,7} и для атома кислорода k={1,17} в молекуле воды. И расписать эти композиции молекул таким макаром (где индекс i указан очевидно). (И учтесть, что сочетания ij = ji) Тогда имеем : 1H jH kO, 2H jH kO, 3H jH kO, 4H jH kO, 5H jH kO, 6H jH kO, 7H jH kO , где (Слева от знаков хим частей — верхние индексы)И общее число типов молекул воды выходит: 7 17 + 6 17 + 5 17 + 4 17 + 3 17 + 2 17 + 1 17 = 476. Вроде как все совпадает. Может я что-то напутала, не знаю?Но нашлись спецы, которые мои аргументы обсмеяли, сказав, что таких изотопов не может быть, так как их в природе не существует. Может быть, Вы поглядите на этот диалог (мой ник — maya) mirrorshades.ru/blog/Litc/2306.html#cut(исходя из убеждений спеца из области химии, он довольно смешной). Но все мои пробы были растоптаны в пыль. Прошу прощения, но местами ответила оппоненту типа, «он сам таковой», каюсь, это не наилучший выход. Эмоции. Буду Вам благодарна, за Ваш ответ.
С почтением и лучшими пожеланиями, фанатка Ваша и Вашей теории,
Зоя,
_______________
Здрасти, Зоя.
Огромное спасибо за энтузиазм к моим работам по тяжёлой воде. Что все-таки касается изотопного состава воды, признаю, наверняка, мои данные устарели. Мне понятно только 5 изотопных разновидностей водорода, включая 2 размеренных (водород (1Н), дейтерий (2Н)) и 3 радиоактивных (тритий (3Н) и 2 искусственно синтезированных радиоактивных изотопа 4Н и 5Н) и 13 изотопов кислорода, включая 3 размеренных (16O, 17O, 18O) и 10 радиоактивных искусственно синтезированных радиоактивных изотопов кислорода (12O, 13O, 14O, 15O, 19O, 20O, 21O, 22O, 23O, 24O). С учетом этих данных количество изотопных разновидностей воды должно быть 195. Но если учесть ваши данные, что существует 7 изотопов водорода и 17 изотопов кислорода, то количество вероятных вод с разным изотопным составом должно вправду быть 476. Так что вы совсем правы, осуществив такие четкие математические расчеты. Поздравляю Вас! Но исходя из убеждений практики, и это имеет место в природе, распад практически всех радиоактивных изотопов водорода и кислорода происходит за секунды либо толики секунды (иключением является тритий, период полураспада которого составляет более 12 лет). Более тяжёлые, чем тритий, искусственно приобретенные радиоактивные изотопы водорода 4H и 5H живут порядка 10 20 с; за этот период времени никакие хим связи просто не успевают образоваться, и, как следует, молекул воды с такими изотопами в природных критериях не существует. Тяжёлые радиоизотопы кислорода имеют периоды полураспада от нескольких 10-ов секунд до наносекунд. Потому эталоны воды с такими изотопным составом в обычных критериях получить фактически нереально, хотя молекулы таких вод могут быть получены в критериях современных ускорителей изотопов – в синхрофазотронах.
Если подсчитать все вероятные нерадиоактивные соединения, имеющиеся в природе с общей формулой Н2О, то полное количество вероятных изотопных модификаций воды получится всего девять (так как существует два размеренных изотопа водорода и три — кислорода):
Постоянные:
- Н216O легкая вода (вода)
- Н217O
- Н218O тяжёлокислородная вода
- HD16O полутяжёлая вода
- HD17O
- HD18O-полутяжелокислородная вода
- D216O тяжёлая вода
- D217O
- D218O – тяжёлокислородная вода
Радиоактивные:
- T216O – тритиевая вода
- T217O
- T218O
- DT16O – полутритиевая вода
- DT17O
- DT18O
- HT16O
- HT17O
- HT18O
С учётом наличия трития их число растет до 18. Таким макаром, в природе не считая обыкновенной, более распространённой в природе «лёгкой» воды 1H216O, в общей трудности существует 8 нерадиоактивных (размеренных) и 9 нерадиоактивных «тяжёлых вод».
С почтением,
О. В. Мосин