Deuteeriumi struktuur, omadused ja kasutusalad



The deuteerium on üks vesiniku isotoopidest, mis on esindatud kui D või 2H. Lisaks on sellele antud raske vesiniku nimi, sest selle mass on kaks korda suurem kui prootonil. Isotoop on liik, mis pärineb samast keemilisest elemendist, kuid mille massiarv erineb sellest.

See erinevus tuleneb neutronite arvu erinevusest. Deuteeriumi peetakse stabiilseks isotoopiks ja seda võib leida loodusliku päritoluga vesiniku moodustunud ühenditest, kuigi suhteliselt väikeses osas (alla 0,02%).

Arvestades selle omadusi, mis on väga sarnased tavalise vesinikuga, võivad vesinikud asendada kõigis reaktsioonides, milles ta osaleb, muutudes samaväärseteks aineteks.

Sellel ja muudel põhjustel on sellel isotoopil palju rakendusi erinevates teadusvaldkondades, muutudes üheks kõige olulisemaks.

Indeks

  • 1 Struktuur
    • 1.1 Mõned faktid deuteeriumist
  • 2 Atribuudid
  • 3 Kasutamine
  • 4 Viited

Struktuur

Deuteeriumi struktuur koosneb peamiselt tuumast, millel on prooton ja neutron, mille aatommass või mass on umbes 2,014 g.

Samamoodi võlgneb see isotoop avastuse eest Ameerika Ühendriikidest pärit keemik Harold C. Urey'le ja tema kaaslastele Ferdinand Brickweddele ja George Murphy'le aastal 1931.

Ülaltoodud pildil näete võrdlust vesiniku isotoopide struktuuride vahel, mis esinevad protiumina (selle kõige rikkalikum isotoob), deuteeriumina ja triitiumina, mis on paigutatud vasakult paremale.

Deuteeriumi valmistamine puhtas olekus viidi edukalt läbi esimest korda 1933. aastal, kuid alates 1950. aastatest on kasutatud tahkes faasis sisalduvat ainet ja see on näidanud stabiilsust, mida nimetatakse liitiumduteriidiks (LiD). asendada deuteerium ja triitium suure hulga keemiliste reaktsioonidega.

Selles mõttes on uuritud selle isotoopi arvukust ja on täheldatud, et selle osakaal vees võib veidi erineda, sõltuvalt allikast, millest proov võetakse..

Lisaks on spektroskoopilised uuringud määranud selle isotoobi olemasolu selle galaktika teistes planeetides.

Mõned faktid deuteeriumist

Nagu varem öeldud, on vesiniku isotoopide (mis on ainukesed, mida nimetatakse erinevatel viisidel) põhiline erinevus selle struktuuris, sest liigi prootonite ja neutronite kogus annab selle keemilistele omadustele..

Teisest küljest kõrvaldatakse täheorganites olev deuteerium suurema kiirusega kui see on pärit.

Lisaks leitakse, et muud laadi nähtused moodustavad vaid väikese koguse sama põhjuse, miks selle tootmine tekitab praegu huvi \ t.

Samamoodi on uurimiste seeriatest selgunud, et enamik aatomitest, mis on moodustunud sellest liigist, pärinevad Big Bangist; see on põhjus, miks tema kohalolekut täheldatakse suurtes planeetides nagu Jupiter.

Kuna kõige tavalisem viis selle liigi saavutamiseks looduses on see, kui seda kombineeritakse vesinikuga protiumina, tekitab teaduse kogukonna huvi huvi mõlema liigi osakaalu vahel teaduste erinevates valdkondades. nagu astronoomia või klimatoloogia.

Omadused

- See on isotoop, millel puuduvad radioaktiivsed omadused; see tähendab, et see on looduses üsna stabiilne.

- Seda saab kasutada vesinikuaatomi asendamiseks keemilistes reaktsioonides.

- See liik avaldub biokeemilistes reaktsioonides tavapärasest vesinikust erinev käitumine.

- Kui asendate vees kaks vesiniku aatomit, saad D2Või omandada raske vee nimi.

- Vees, mis asub ookeanis, mis on deuteeriumi kujul, on 0,016% protiumiga võrreldes..

- Tähtedes on sellel isotoopil kalduvus kiiresti kokku liita, et tekitada heeliumi.

- D2Või on tegemist mürgiste liikidega, kuigi selle keemilised omadused on väga sarnased H2

- Kui deuteeriumi aatomid on kõrgetel temperatuuridel tuumasünteesiprotsessis, saadakse suure koguse energia eraldumine.

- Teiste füüsikaliste omaduste, nagu keemistemperatuur, tihedus, aurustumise soojus, kolmekordne punkt, on deuteeriumi molekulides suurem (D2) kui vesinikus (H2).

- Kõige tavalisem vorm, milles seda leitakse, on seotud vesinikuaatomiga, mis pärineb deuteriidist (HD)..

Kasutamine

Oma omaduste tõttu kasutatakse deuteeriumi mitmesugustes rakendustes, milles vesinik on seotud. Mõned neist kasutustest on kirjeldatud allpool:

- Biokeemia valdkonnas kasutatakse seda isotoopmärgistuses, mis seisneb proovi "märgistamises" valitud isotoopiga, et jälgida seda läbi selle läbipääsu antud süsteemi kaudu..

- Tuumareaktorites, mis viivad läbi termotuumasünteesi reaktsioone, kasutatakse neutronite kiiruse vähendamiseks ilma nende kõrge imendumiseta, millel on tavaline vesinik..

- Tuumamagnetresonantsi (NMR) valdkonnas kasutatakse deuteeriumil põhinevaid lahusteid sellise spektroskoopia proovide saamiseks ilma hüdrogeenitud lahustite kasutamisel tekkivate häirete olemasolu korral..

- Bioloogia valdkonnas uuritakse makromolekule neutroni hajutamise tehnikate abil, kus deuteeriumiga varustatud proove kasutatakse nende kontrastiomaduste müra oluliseks vähendamiseks..

- Farmakoloogias kasutatakse vesiniku asendamist deuteeriumiga genereeritud kineetilise isotoopse efekti jaoks ja võimaldab neil ravimitel olla pikem poolväärtusaeg.

Viited

  1. Britannica, E. (s.f.). Deuteerium. Taastati britannica.com
  2. Wikipedia. (s.f.). Deuteerium. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org
  3. Chang, R. (2007). Keemia, üheksas väljaanne. Mehhiko: McGraw-Hill.
  4. Hüperfüüsika. (s.f.). Deuteeriumi arvukus. Välja otsitud hüperfüüsikast.phy-astr.gsu.edu
  5. ThoughtCo. (s.f.). Deuteeri faktid. Välja otsitud arvutustest