正氢和仲氢:氢气的自旋异构体在高压下的研究发现

氢气是由两个氢原子组成的气体,这个谁都知道,但是如果说到正氢仲氢,很多人可能就是一脸懵逼了。其实正氢和仲氢都是氢气的一部分,正常情况下,普通的氢气中会含有四分之三的正氢和四分之一的仲氢。

那么什么是正氢,什么是仲氢呢?

其实这是氢气分子自旋异构体,在正氢中的两个氢原子核的自旋是相同的,而仲氢中的两个原子核的自旋方向相反。所以正氢的自旋量子数 J相当于奇数值,仲氢的 J 则相当于偶数值。仲氢分子的磁矩为零,正氢分子的磁矩为质子磁矩的两倍。

正氢和仲氢:氢气的自旋异构体在高压下的研究发现

虽然正氢和仲氢的分子式是一样的,但是就因为原子核自旋方向的差异,也导致两者在一些物理和化学性质方面产生了差异,比如两者的电导率和导热率都不一样。

最近科学家就在研究正氢和仲氢在高压条件下的物理和化学特性。经过研究发现,在高压条件(大约70GPa)下,不管是正氢还是仲氢,都会变得不稳定,而且两者之间的差异性将会消失,变得不分彼此。

正氢和仲氢:氢气的自旋异构体在高压下的研究发现

对于正氢和仲氢在高压条件下的研究非常具有现实意义,因为木星这样的气态巨行星中就含有大量的氢气,而且也具备高压。通过对正氢和仲氢的研究,我们了解到木星的磁场稳定性的相关信息。

目前来说,对于正氢和仲氢的研究还处于初步阶段,随着科学家进一步的研究,后续还会有更多的发现。

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