Deuterium je izotop vodíku druhu, který je reprezentován D nebo 2 H. V Kromě toho bylo pojmenování těžkého vodíku, protože jeho hmotnost je dvakrát větší než protonu. Izotop je druh, který pochází ze stejného chemického prvku, ale jehož hmotnostní číslo se od tohoto liší.
Tento rozdíl je způsoben rozdílem v počtu neutronů, které má. Deuterium je považováno za stabilní izotop a lze jej nalézt v přirozeně se vyskytujících vodíkových sloučeninách, i když v poměrně malém podílu (méně než 0,02%).
Vzhledem ke svým vlastnostem velmi podobným vlastnostem běžného vodíku může nahradit vodík ve všech reakcích, kterých se účastní, a stát se rovnocennými látkami.
Z tohoto a dalších důvodů má tento izotop velké množství aplikací v různých oblastech vědy a stává se jedním z nejdůležitějších.
Struktura
Strukturu deuteria tvoří hlavně jádro, které má proton a neutron, s atomovou hmotností nebo hmotností přibližně 2,014 g.
Podobně tento izotop vděčí za objev v roce 1931 Haroldu C. Ureyovi, chemikovi ze Spojených států a jeho spolupracovníkům Ferdinandovi Brickweddeovi a George Murphymu.
Na horním obrázku vidíte srovnání struktur vodíkových izotopů, které existují ve formě protia (jeho nejhojnějšího izotopu), deuteria a tritia, uspořádaných zleva doprava.
Příprava deuteria v jeho čistém stavu byla úspěšně provedena poprvé v roce 1933, ale od padesátých let minulého století se používá látka v pevné fázi, která vykazuje stabilitu, nazývanou deuterid lithný (LiD), aby nahradit velké množství chemických reakcí deuterium a tritium.
V tomto smyslu byla studována hojnost tohoto izotopu a bylo zjištěno, že jeho podíl ve vodě se může mírně lišit v závislosti na zdroji, ze kterého je vzorek odebrán.
Kromě toho spektroskopické studie určily existenci tohoto izotopu na jiných planetách v této galaxii.
Některá fakta o deuteriu
Jak je uvedeno výše, základní rozdíl mezi izotopy vodíku (které jsou jedinými, které byly pojmenovány různými způsoby), spočívá v jejich struktuře, protože počet protonů a neutronů v druhu mu dává jeho chemické vlastnosti.
Na druhé straně je deuterium uvnitř hvězdných tělísek eliminováno větší rychlostí, než je původem.
Kromě toho se má za to, že jiné jevy přírody tvoří jen nepatrné množství, takže její produkce i nadále vyvolává zájem.
Podobně řada výzkumů odhalila, že velká většina atomů, které byly vytvořeny z tohoto druhu, pochází z Velkého třesku; to je důvod, proč je jeho přítomnost pozorována na velkých planetách, jako je Jupiter.
Protože nejběžnějším způsobem získání tohoto druhu v přírodě je, když je kombinován s vodíkem ve formě protia, vzbuzuje vztah vědecké komunity vztah mezi poměrem obou druhů v různých vědních oborech., jako je astronomie nebo klimatologie.
Vlastnosti
- Jedná se o izotop postrádající radioaktivní vlastnosti; to znamená, že je v podstatě docela stabilní.
- Může být použit k nahrazení atomu vodíku při chemických reakcích.
- Tento druh projevuje při reakcích biochemické povahy odlišné chování od běžného vodíku.
- Když jsou dva atomy vodíku nahrazeny ve vodě, D 2 O se získá, získání název těžké vody.
- Vodík přítomný v oceánu ve formě deuteria existuje v poměru 0,016% ve vztahu k protiu.
- U hvězd má tento izotop tendenci rychle se sloučit a vytvořit hélium.
- D 2 O je toxická druh, ačkoli jeho chemické vlastnosti jsou velmi podobné těm, které se z H 2
- Když jsou atomy deuteria vystaveny procesu jaderné fúze při vysokých teplotách, uvolňuje se velké množství energie.
- Fyzikální vlastnosti, jako je bod varu, hustota, výparné teplo, trojného bodu, mimo jiné, mají vyšší veličiny deuteriem (D 2), molekuly, než v prostředí vodíku (H 2) molekuly.
- Nejběžnější forma, ve které se nachází, je spojena s atomem vodíku pocházejícím z deuteridu vodíku (HD).
Aplikace
Díky svým vlastnostem se deuterium používá v široké škále aplikací, ve kterých se podílí vodík. Níže jsou popsána některá z těchto použití:
- V oblasti biochemie se používá v izotopovém značení, které sestává z „značení“ vzorku vybraným izotopem, který jej sleduje jeho průchodem přes specifický systém.
- V jaderných reaktorech, které provádějí fúzní reakce, se používá ke snižování rychlosti, s níž se neutrony pohybují, aniž by docházelo k jejich vysoké absorpci, kterou obyčejný vodík představuje.
- V oblasti jaderné magnetické rezonance (NMR) se rozpouštědla na bázi deuteria používají k získání vzorků tohoto typu spektroskopie bez přítomnosti interference, ke které dochází při používání hydrogenovaných rozpouštědel.
- V oblasti biologie se makromolekuly studují pomocí technik rozptylu neutronů, kde se vzorky opatřené deuteriem používají k významnému snížení šumu v těchto kontrastních vlastnostech.
- Ve farmakologické oblasti se substituce vodíku deuteriem používá kvůli kinetickému izotopickému účinku, který je generován, a umožňuje těmto lékům mít delší poločas.
Reference
- Britannica, E. (nd). Deuterium. Obnoveno z britannica.com
- Wikipedia. (sf). Deuterium. Citováno z en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemie, deváté vydání. Mexiko: McGraw-Hill.
- Hyperphysics. (sf). Hojnost deuteria. Získáno z hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (sf). Fakta o deuteriu. Citováno z thinkco.com