Isótopos de hidrogênio, cátions e nuvens moleculares

Estrelas

 As estrelas são formas comuns no cosmos, elas iluminam constantemente o remanso obscuro do universo, isso pode dura por apenas alguns milhares de anos e podendo ir até trilhões de anos, dependendo de sua massa.

 Todas as estrelas contém algo em comum, sendo a quantidade monstruosa de gás hidrogênio (H). O hidrogênio (H) é o principal elemento químico, ele funciona como um combustível para manter a estrela luminosa e estável com a gravidade. O calor no centro da estrela ultrapassa os dez milhões de graus celsius, dando o processo de choque de partículas, ou seja, a fusão nuclear do hidrogênio (H) em hélio (He).

Típico núcleo estrelar, zonas onde ocorre a fusão dos isótopos de hidrogênio.

Hidrogênio e outros da tabela periódica:

 O elemento químico de número atômico 1 e de massa atômica 1,00794u, é os atributos químicos do hidrogênio (H), sendo, 75% da matéria no universo, o hidrogênio (H) se encontra-se como nuvens de gás, aglomerados de puro hidrogênio molecular ou dihidrogênio (H2), em conjunto com outros elementos químicos como vapor de água (H2O), sulfeto de hidrogênio (H2S), metano (CH4), fosfina (PH3) e dentre outros.

 O hidrogênio (H) possui variações no seu núcleo, como a quantidade de nêutrons, sendo a variação desta quantidade de nêutrons no núcleo atômico de um a dois nêutrons com o único próton. 

O hidrogênio (H) é o único elemento que possui diferentes nomes comuns para cada um de seus isótopos:

 Prótio (1H): É um dos isótopos estáveis do hidrogênio. O núcleo do isótopo prótio é por apenas um único próton e um elétron, ele não possui nêutrons no núcleo.

Estado: gás.
Lugares: Esse isótopo é comum no universo.

Isótopo de Prótio,  um próton e um elétron.

 Deutério (2H): É o segundo tipo de isótopo do hidrogênio, possuindo apenas um próton, um nêutron e um elétron na orbita do núcleo. O deutério é representado com a letra "D", também possui forte presença nas estrela, particularmente no núcleo, onde ocorre a fusão nuclear do hidrogênio. Apesar que o deutério não é radioativo, quando o deutério perde o único elétron que orbita o núcleo, ele passa a ser chamado de dêuteron.

Estado: gás
Lugares: Este isótopo é encontrado na natureza, fissão nuclear, fusão nuclear e no espaço.

Isótopo de Deutério, constituído por um próton, um nêutron e um elétron.

 Trítio (³H): É o terceiro isótopo do hidrogênio, o seu núcleo é composto por, um próton, dois nêutrons e um elétron. Esse isótopo é radioativo, desintegrando-se em ³₂He+, gerando uma emissão beta (β^-). O trítio com o núcleo contendo três partículas, com apenas um próton carregado eletricamente, podendo libera grande quantidade de energia na fusão nuclear. O átomo de trítio é representado pela letra "T".

Estado: gás
Lugares: O isótopo só é encontrado na fissão nuclear, fusão nuclear, próximo das estrelas, na interação de raios cósmicos com os gases da atmosfera da Terra e de outro planetas.

Isótopo radioativo de trítio, constituído por um próton, dois nêutrons e um elétron.

Hidrogênio protonado molecular ou trihidrogênio (H₃⁺): este íon é exótico na Terra, porém abundante no espaço. Este cátion é estável no meio interestelar pelo fator de baixa temperatura e baixa densidade interestelar, sendo no estado químico gasoso, ele é sem paralelos por qualquer tipo de íon molecular. Este cátion é uma molécula triatômica simples (ligação de três centros e dois elétrons), e possui dois elétrons de valência no sistema.

Via de produção de H₃⁺ é pela reação de H₂⁺ com H_2. 

H₂⁺ + H₂ → H₃⁺ + H

 A concentração de H₂⁺ é o que limita a taxa de reação. H₂⁺ só pode ser produzido no espaço interestelar pela ionização de H2 (Dihidrogênio) por um raio cósmico.

H2 + raio cósmico → H₂⁺ + e- + raio cósmico

Emissão de raios cósmicos em uma proto-estrela.

 O raio cósmico possui grande quantidade de energia, que pouquíssima energia é consumida para ionizar a molécula de H₂. Na nuvens moleculares, os raios cósmicos partem da proto-estrela ou da estrela completa, deixando um rastro de H₂⁺, portanto, H₃⁺, ele se encontra em baixa temperatura, sendo de -238°C (35K) e por densidade de 1014/cm².


 As nuvens moleculares no espaço interestelar são riquíssimas de partículas, que capturam umas às outras, em alta temperatura e pressão, no centro da nuvem molecular (núcleo da estrela). Os isótopos comuns na nuvem são os três tipos do hidrogênio (1H, 2H, e 3H), e também, nas emissões de raios cósmicos, sendo os cátions de H₂⁺ e H₃⁺.