A deutérium a hidrogénatom izotópja, amelyet D vagy 2H-nak ábrázolnak. Ezenkívül nehéz hidrogénnevet kaptak, mivel tömege kétszerese a protonnak. Az izotóp olyan faj, amely ugyanabból a kémiai elemből származik, de tömegszáma ettől eltér.
Ez a megkülönböztetés annak köszönhető, hogy eltér a neutronok számában. A deutériumot stabil izotópnak tekintik, és megtalálható a természetben előforduló hidrogénvegyületekben, bár igen kis arányban (kevesebb mint 0,02%).
Tulajdonságai miatt, nagyon hasonló a közönséges hidrogénhez, helyettesítheti a hidrogént minden olyan reakcióban, amelyben részt vesz, ekvivalens anyagokká válva.
Ennek és más okokból ez az izotóp számos alkalmazást alkalmaz a tudomány különböző területein, és az egyik legfontosabbá válik.
Szerkezet
A deutérium szerkezetét elsősorban egy olyanmag alkotja, amely protonnal és egy neutronnal rendelkezik, atomtömegük vagy tömegük körülbelül 2,014 g.
Hasonlóképpen, ez az izotóp a felfedezésének köszönhető Harold C. Urey-nak, az Egyesült Államok vegyészének, valamint munkatársainak, Ferdinand Brickweddenek és George Murphy-nek 1931-ben.
A fenti képen látható a hidrogén-izotópok szerkezetének összehasonlítása, amely balról jobbra van elrendezve: protum (legszélesebb izotópja), deutérium és trícium formájában.
A tiszta állapotban lévő deutérium előállítását első alkalommal 1933-ban hajtották végre sikeresen, ám az 1950-es évektől szilárd fázisú anyagot alkalmaztak, és a lítium-deuterid (LiD) nevű stabilitást bizonyította. cserélje ki a deutériumot és a tríciumot számos kémiai reakció során.
Ebben az értelemben tanulmányozták ennek az izotópnak a bőségét, és megfigyelték, hogy vízben való aránya kissé változhat, attól függően, hogy melyik forrásból származik a minta.
Ezenkívül spektroszkópiás vizsgálatok meghatározták ennek az izotópnak a létezését ezen galaxis más bolygóin.
Néhány tény a deutériumról
Mint fentebb kijelentettük, az alapvető különbség a hidrogén izotópok között (amelyek egyedül különbözõ módon nevezték el) szerkezetükben rejlik, mivel a fajban lévõ protonok és neutronok száma megadja annak kémiai tulajdonságait.
Másrészről, a csillagtestben lévõ deutérium nagyobb sebességgel kerül eltávolításra, mint az eredetileg keletkezett.
Ezen túlmenően úgy vélik, hogy a természet egyéb jelenségei csak nagyon kis részét képezik annak, ezért előállítása továbbra is érdeklődik.
Hasonlóképpen, egy sorozat kutatás feltárta, hogy az ebből a fajból képződött atomok túlnyomó többsége a Nagyrobbanásból származik; ez az oka annak, hogy jelenlétét észlelik olyan nagy bolygókon, mint a Jupiter.
Mivel ennek a fajnak a természetben való elsajátításának leggyakoribb módja az, ha protum formájában hidrogénnel kombinálják, a tudomány különböző területein a két faj aránya között kialakult kapcsolat továbbra is felkelti a tudományos közösség érdeklődését., például a csillagászat vagy a klimatológia.
Tulajdonságok
- Izotóp, amely nem tartalmaz radioaktív jellemzőket; vagyis meglehetősen stabil természetű.
- Használható a hidrogénatom helyettesítésére kémiai reakciók során.
- Ez a faj a biokémiai reakciókban eltérő viselkedést mutat, mint a szokásos hidrogén.
- Amikor a két hidrogénatomot vízben helyettesítik, D 2 O- t kapnak, amely nehézvíz nevet kap.
- Az óceánban jelen lévő, deutérium formájában lévő hidrogén 0,016% arányban létezik a protummal szemben.
- A csillagokban ez az izotóp hajlamos gyorsan összeolvadni, hogy hélium jöjjön létre.
- A D 2 O mérgező faj, bár kémiai tulajdonságai nagyon hasonlóak a H 2 -hez
- Ha a deutérium-atomok magas hőmérsékleten nukleáris fúziós folyamatnak vannak kitéve, nagy mennyiségű energia szabadul fel.
- A fizikai tulajdonságok, mint például forráspont, sűrűség, párolgási hő, hármas pont, többek között, nagyobb deutérium (D 2) molekulákban, mint hidrogén (H 2) molekulákban.
- A leggyakoribb forma, amelyben megtalálható, egy hidrogénatomhoz kapcsolódik, amely hidrogén-deuteridből származik (HD).
Alkalmazások
Tulajdonságai miatt a deutériumot számos olyan alkalmazásban használják, ahol hidrogén van jelen. Ezen felhasználások némelyikét alább ismertetjük:
- A biokémia területén izotópos jelölésben alkalmazzák, amely a minta "megjelölésével" a kiválasztott izotóppal megmutatja annak egy meghatározott rendszeren keresztüli áthaladását.
- A fúziós reakciókat végrehajtó nukleáris reaktorokban csökkentik azt a sebességet, amellyel a neutronok mozognak, anélkül, hogy a normál hidrogén jelen lenne.
- A nukleáris mágneses rezonancia (NMR) területén a deutérium alapú oldószereket használják az ilyen típusú spektroszkópiához minták nyerésére anélkül, hogy a hidrogénezett oldószerek használata során fellépő interferenciák lennének jelen.
- A biológia területén a makromolekulákat neutronszórási technikákkal vizsgálják, ahol a deutériummal ellátott mintákat használják a zaj jelentősen csökkentésére ezen kontraszttulajdonságokban.
- A farmakológia területén a hidrogén helyettesítését a deutériummal alkalmazzák a kialakult kinetikus izotopikus hatás miatt, és ezeknek a gyógyszereknek a felezési ideje hosszabb.
Irodalom
- Britannica, E. (második). Deutérium. Helyreállítva a britannica.com webhelyről
- Wikipedia. (Sf). Deutérium. Vissza a (z) en.wikipedia.org oldalról
- Chang, R. (2007). Kémia, kilencedik kiadás. Mexikó: McGraw-Hill.
- Hyperphysics. (Sf). Deutérium bőség. Helyreállítva a hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (Sf). Deutérium tények. Visszakeresve a gondolat.hu webhelyről