Struktura deuteria, vlastnosti a použití



 deuterium je jeden z izotopických druhů vodíku, který je reprezentován jako D nebo 2H. Kromě toho dostal název těžkého vodíku, protože jeho hmotnost je dvakrát vyšší než hmotnost 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 ho nalézt ve sloučeninách tvořených vodíkem přírodního původu, i když v poměrně malém podílu (méně než 0,02%)..

Vzhledem k jeho vlastnostem, velmi podobných těm obyčejného vodíku, moci nahradit vodík ve všech reakcích ve kterém to se účastní, stávat se ekvivalentními látkami.

Z tohoto a dalších důvodů má tento izotop velký počet aplikací v různých oblastech vědy a stává se jedním z nejdůležitějších.

Index

  • 1 Struktura
    • 1.1 Některá fakta o deuteriu
  • 2 Vlastnosti
  • 3 Použití
  • 4 Odkazy

Struktura

Struktura deuteria je tvořena hlavně jádrem, které má proton a neutron, s atomovou hmotností nebo hmotností přibližně 2.014 g..

Stejně tak tento izotop vděčí za svůj objev Haroldovi C. Ureyovi, chemikovi z USA, a jeho spolupracovníkům Ferdinandovi Brickweddeovi a George Murphymu v roce 1931.

Na obrázku nahoře můžete vidět srovnání mezi strukturami izotopů vodíku, které existují ve formě protia (jeho nejhojnějšího izotopu), deuteria a tritia, uspořádané zleva doprava.

Příprava deuteria v jeho čistém stavu byla úspěšně provedena poprvé v roce 1933, ale od padesátých let minulého století byla použita látka v pevné fázi, která prokázala stabilitu, nazývanou deuterid lithia (LiD). nahradit deuterium a tritium ve velkém množství chemických reakcí.

V tomto smyslu bylo množství tohoto izotopu studováno a bylo pozorováno, že jeho podíl ve vodě se může mírně lišit v závislosti na zdroji, ze kterého je vzorek odebrán..

Studie spektroskopie navíc určily existenci tohoto izotopu na jiných planetách této galaxie.

Některá fakta o deuteriu

Jak již bylo řečeno, základní rozdíl mezi izotopy vodíku (které jsou jedinými, které byly pojmenovány různými způsoby) spočívá v jeho struktuře, protože množství protonů a neutronů druhu dává jeho chemické vlastnosti.

Na druhé straně, deuterium existující uvnitř hvězdných těl je eliminováno s větší rychlostí než to vzniklo.

Kromě toho se má za to, že jiné jevy přírody tvoří jen nepatrné množství stejného důvodu, proč jeho produkce v současné době vyvolává zájem..

Podobně, série vyšetřování ukázala, že velká většina atomů, které se tvořily z tohoto druhu vznikly ve velkém třesku; toto je důvod proč jeho přítomnost je zaznamenána ve velkých planetách takový jako Jupiter.

Jako nejběžnější způsob, jak dosáhnout tohoto druhu v přírodě, je, když je kombinován s vodíkem ve formě protia, vztah mezi podílem obou druhů v různých oblastech věd stále vzbuzuje zájem vědecké komunity. astronomie nebo klimatologie.

Vlastnosti

- Je to izotop, který nemá radioaktivní vlastnosti; to je, to je docela stabilní v přírodě.

- To může být používáno nahradit atom vodíku v chemických reakcích.

- Tento druh projevuje chování odlišné od obyčejného vodíku v reakcích biochemické povahy.

- Když nahradíte dva atomy vodíku ve vodě, dostanete D2Nebo, získání názvu těžké vody.

- Vodík přítomný v oceánu, který je ve formě deuteria, existuje v poměru 0,016% vzhledem k protiu.

- Ve hvězdách má tento izotop tendenci se rychle spojit, aby vznikl hélium.

- D2Nebo je to toxický druh, i když jeho chemické vlastnosti jsou velmi podobné vlastnostem H2

- Když jsou atomy deuteria podrobeny procesu jaderné fúze při vysokých teplotách, získá se velké množství energie.

- Fyzikální vlastnosti, jako je bod varu, hustota, teplo odpařování, trojitý bod, mimo jiné, mají větší hodnoty molekul deuteria (D2) než ve vodíku (H. \ t2).

- Nejběžnější forma, ve které se nachází, je spojena s atomem vodíku, původem deuteridu vodíku (HD)..

Použití

Vzhledem ke svým vlastnostem se deuterium používá v nejrůznějších aplikacích, ve kterých se podílí vodík. Některá z těchto použití jsou popsána níže:

- V oblasti biochemie se používá v izotopovém značení, které spočívá v "značení" vzorku s vybraným izotopem, který jej sleduje průchodem daným systémem..

- V jaderných reaktorech, které provádějí fúzní reakce, se používá ke snížení rychlosti, s jakou se neutrony pohybují bez vysoké absorpce těchto neutronů, která představuje běžný vodík..

- V oblasti nukleární magnetické rezonance (NMR) se používají rozpouštědla na bázi deuteria k získání vzorků tohoto typu spektroskopie bez přítomnosti interferencí, ke kterým dochází při použití hydrogenovaných rozpouštědel..

- V oblasti biologie jsou makromolekuly studovány technikami neutronového rozptylu, kde jsou vzorky vybavené deuteriem používány k významnému snížení šumu v těchto kontrastních vlastnostech..

- V oblasti farmakologie se substituce vodíku deuteriem používá pro kinetický izotopický efekt, který se vytváří a umožňuje, aby tyto léky měly delší poločas rozpadu..

Odkazy

  1. Britannica, E. (s.f.). Deuterium. Získané z britannica.com
  2. Wikipedia. (s.f.). Deuterium. Zdroj: en.wikipedia.org
  3. Chang, R. (2007). Chemie, deváté vydání. Mexiko: McGraw-Hill.
  4. Hyperfyzika. (s.f.). Hojnost deuteria. Zdroj: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. ThoughtCo. (s.f.). Fakta deuteria. Zdroj: thinkco.com