Štruktúra deutéria, vlastnosti a použitie



 deutérium je jeden z izotopických druhov vodíka, ktorý je reprezentovaný ako D alebo 2H. Okrem toho dostal názov ťažký vodík, pretože jeho hmotnosť je dvojnásobok hmotnosti protónu. Izotop je druh, ktorý pochádza z rovnakého chemického prvku, ale ktorého hmotnostné číslo sa od tohto odlišuje.

Tento rozdiel je spôsobený rozdielom v počte neutrónov, ktoré má. Deutérium sa považuje za stabilný izotop a možno ho nájsť v zlúčeninách tvorených vodíkom prírodného pôvodu, hoci v pomerne malom pomere (menej ako 0,02%)..

Vzhľadom na svoje vlastnosti, veľmi podobné vlastnostiam bežného vodíka, môže nahradiť vodík vo všetkých reakciách, v ktorých sa zúčastňuje, a stať sa ekvivalentnými látkami.

Z tohto a iných dôvodov má tento izotop veľký počet aplikácií v rôznych oblastiach vedy a stáva sa jedným z najdôležitejších.

index

  • 1 Štruktúra
    • 1.1 Niektoré fakty o deutériu
  • 2 Vlastnosti
  • 3 Použitie
  • 4 Odkazy

štruktúra

Štruktúra deutéria je tvorená hlavne jadrom, ktoré má protón a neutrón s atómovou hmotnosťou alebo hmotnosťou približne 2,014 g..

Rovnakým spôsobom tento izotop vďačí za svoj objav Haroldovi C. Ureyovi, chemikovi z USA, a jeho spolupracovníkom Ferdinandovi Brickweddeovi a Georgeovi Murphymu v roku 1931.

Na obrázku vyššie môžete vidieť porovnanie medzi štruktúrami izotopov vodíka, ktoré existujú vo forme protia (jeho najhojnejší izotop), deutéria a trícia, usporiadané zľava doprava.

Príprava deutéria v jeho čistom stave sa úspešne uskutočnila prvýkrát v roku 1933, ale od 50. rokov minulého storočia sa používa látka v pevnej fáze, ktorá preukázala stabilitu, nazývanú deuterid lítia (LiD), a to v roku 1933. nahradiť deutérium a trícium vo veľkom množstve chemických reakcií.

V tomto zmysle sa študovalo množstvo tohto izotopu a zistilo sa, že jeho podiel vo vode sa môže mierne meniť v závislosti od zdroja, z ktorého sa vzorka odoberá..

Okrem toho, spektroskopické štúdie určili existenciu tohto izotopu na iných planétach tejto galaxie.

Niektoré fakty o deutériu

Ako sme už uviedli, základný rozdiel medzi izotopmi vodíka (ktoré sú jediné, ktoré boli pomenované rôznymi spôsobmi) spočíva v jeho štruktúre, pretože množstvo protónov a neutrónov určitého druhu mu dáva chemické vlastnosti.

Na druhej strane, deutérium, ktoré sa nachádza vo vnútri hviezdnych telies, sa eliminuje väčšou rýchlosťou, ako je pôvod.

Okrem toho sa predpokladá, že iné javy prírody tvoria len nepatrné množstvo toho istého dôvodu, prečo jeho produkcia v súčasnosti vytvára záujem..

Podobne, séria vyšetrovaní odhalila, že veľká väčšina atómov, ktoré sa vytvorili z tohto druhu, pochádza z Veľkého tresku; toto je dôvod, prečo je jeho prítomnosť zaznamenaná na veľkých planétach, ako je napríklad Jupiter.

Ako najbežnejší spôsob, ako dosiahnuť tento druh v prírode, keď je v kombinácii s vodíkom vo forme protia, vzťah medzi podielom oboch druhov v rôznych oblastiach vedy naďalej vzbudzuje záujem vedeckej obce. astronómia alebo klimatológia.

vlastnosti

- Je to izotop bez rádioaktívnych vlastností; to znamená, že je pomerne stabilný.

- Môže byť použitý na nahradenie atómu vodíka v chemických reakciách.

- Tento druh prejavuje správanie odlišné od obyčajného vodíka v reakciách biochemickej povahy.

- Keď nahradíte dva vodíkové atómy vo vode, dostanete D2Alebo získanie názvu ťažkej vody.

- Vodík prítomný v oceáne, ktorý je vo forme deutéria, existuje v pomere k protiónu 0,016%.

- Vo hviezdach má tento izotop tendenciu rýchlo sa spojiť, čím vzniká hélium.

- D2Alebo je to toxický druh, hoci jeho chemické vlastnosti sú veľmi podobné vlastnostiam H2

- Keď sa atómy deutéria podrobia procesu jadrovej fúzie pri vysokých teplotách, získa sa veľké množstvo energie.

- Fyzikálne vlastnosti, ako je teplota varu, hustota, výparné teplo, trojitý bod, medzi inými, majú väčšie hodnoty v molekulách deutéria (D2) ako vo vodíku (H. \ t2).

- Najbežnejšia forma, v ktorej sa nachádza, je viazaná na atóm vodíka, pôvodný deuterid vodíka (HD)..

aplikácie

Vzhľadom na svoje vlastnosti sa deutérium používa v širokom spektre aplikácií, v ktorých sa používa vodík. Niektoré z týchto použití sú opísané nižšie:

- V oblasti biochémie sa používa v izotopickom označovaní, ktoré pozostáva z "označovania" vzorky vybraným izotopom, aby sa mohla sledovať jej prechodom cez daný systém..

- V jadrových reaktoroch, ktoré vykonávajú fúzne reakcie, sa používa na zníženie rýchlosti, s akou sa neutróny pohybujú bez vysokej absorpcie týchto atómov, ktoré predstavujú bežný vodík..

- V oblasti nukleárnych magnetických rezonančných (NMR) rozpúšťadiel na báze deutéria sa používajú na získanie vzoriek tohto typu spektroskopie bez prítomnosti interferencií, ktoré sa vyskytujú pri použití hydrogenovaných rozpúšťadiel..

- V oblasti biológie sa makromolekuly študujú technikami neutrónového rozptylu, kde sa vzorky vybavené deutériom používajú na výrazné zníženie šumu v týchto kontrastných vlastnostiach..

- V oblasti farmakológie sa substitúcia vodíka deutériom používa na kinetický izotopický efekt, ktorý sa vytvára a umožňuje, aby tieto lieky mali dlhší polčas rozpadu..

referencie

  1. Britannica, E. (s.f.). Deutérium. Získané z britannica.com
  2. Wikipedia. (N. D.). Deutérium. Zdroj: en.wikipedia.org
  3. Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. Mexiko: McGraw-Hill.
  4. Hyperphysics. (N. D.). Hojnosť deutéria. Zdroj: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. ThoughtCo. (N. D.). Faktory deutéria. Zdroj: thinkco.com