Deuterium on isotoopilla vety lajin, joka on yhtä kuin D tai 2 H. Sen lisäksi, se on annettu nimi raskasta vetyä, koska sen massa on kaksi kertaa suurempi kuin protonin. Isotooppi on laji, joka tulee samasta kemiallisesta alkuaineesta, mutta jonka massa on erilainen kuin tämä.
Tämä ero johtuu siitä, että sillä on neutronien lukumäärä. Deuteriumia pidetään stabiilina isotooppina ja sitä voidaan löytää luonnossa esiintyvistä vetyyhdisteistä, vaikkakin suhteellisen pienessä osassa (alle 0,02%).
Koska ominaisuuksiltaan ovat hyvin samanlaiset kuin tavallisella vedyllä, se voi korvata vedyn kaikissa reaktioissa, joissa se osallistuu, muuttuen ekvivalenteiksi aineiksi.
Tästä ja muista syistä tällä isotoopilla on suuri määrä sovelluksia tieteen eri osa-alueilla, tulossa yhdeksi tärkeimmistä.
Rakenne
Deuteriumin rakenne muodostuu pääasiassa ytimestä, jossa on protoni ja neutroni, atomipainolla tai massalla noin 2 014 g.
Samoin tämä isotooppi velkaa löytönsä Yhdysvalloista tulevalle kemistille Harold C. Ureylle ja hänen yhteistyökumppaneilleen Ferdinand Brickweddelle ja George Murphylle vuonna 1931.
Yläkuvassa näet vedyn isotooppien rakenteiden vertailun, joka esiintyy protumin (sen yleisimmän isotoopin), deuteriumin ja tritiumin muodossa, järjestettynä vasemmalta oikealle.
Deuteriumin valmistus puhtaassa tilassa suoritettiin onnistuneesti ensimmäistä kertaa vuonna 1933, mutta 1950-luvulta lähtien on käytetty kiinteässä faasissa olevaa ainetta, joka on osoittanut stabiiliuden, nimeltään litiumdeuteridiksi (LiD). korvata deuterium ja tritium monissa kemiallisissa reaktioissa.
Tässä mielessä tämän isotoopin runsautta on tutkittu, ja on havaittu, että sen osuus vedessä voi vaihdella hieman sen lähteen mukaan, josta näyte otetaan.
Lisäksi spektroskopiatutkimukset ovat määrittäneet tämän isotoopin olemassaolon muilla planeettojen planeetoilla.
Joitakin faktoja deuteriumista
Kuten edellä todettiin, vety-isotooppien (jotka ovat ainoita, jotka on nimetty eri tavoin) välinen perustavanlaatuinen ero on niiden rakenteessa, koska protonien ja neutronien lukumäärä lajissa antaa sille sen kemialliset ominaisuudet.
Toisaalta tähtikappaleiden sisällä oleva deuterium eliminoidaan suuremmalla nopeudella kuin se on alun perin syntynyt.
Lisäksi muiden luonnonilmiöiden katsotaan muodostavan siitä vain pienen määrän, joten sen tuotanto herättää edelleen mielenkiintoa.
Samoin joukko tutkimuksia on paljastanut, että valtaosa atomista, joka on muodostettu tästä lajista, on peräisin Isosta räjähdyksestä; tästä syystä sen läsnäolo havaitaan suurilla planeetoilla, kuten Jupiter.
Koska yleisin tapa saada tämä laji luonnossa on, kun se yhdistetään vedyn kanssa protumin muodossa, molempien lajien osuuden välinen suhde tieteen eri aloilla herättää edelleen tiedeyhteisön kiinnostusta., kuten tähtitiede tai klimatologia.
ominaisuudet
- se on isotooppi, jolla ei ole radioaktiivisia ominaisuuksia; eli se on luonteeltaan melko vakaa.
- Sitä voidaan käyttää vetyatomin korvaamiseen kemiallisissa reaktioissa.
- Tämä laji osoittaa erilaisen käytöksen kuin tavallinen vety biokemiallisissa reaktioissa.
- Kun kaksi vetyatomia korvataan vedessä, saadaan D 2 O, joka saa raskaan veden nimen.
- Meressä olevan vety, joka on deuteriumin muotoa, on 0,016% suhteessa protioon.
- Tähteissä tällä isotoopilla on taipumus sulautua nopeasti saadakseen aikaan heliumin.
- D 2 O on myrkyllinen laji, vaikka sen kemialliset ominaisuudet ovat hyvin samankaltaiset kuin H 2: lla
- Kun deuteriumatomit altistetaan ydinfuusioprosessille korkeissa lämpötiloissa, vapautuu suuria määriä energiaa.
- Fyysiset ominaisuudet, kuten kiehumispiste, tiheys, höyrystymislämpö, kolmoispisteen, muun muassa, on korkeampi suuruudet deuteriumilla (D 2) molekyylejä kuin vety (H 2) molekyylejä.
- Yleisin muoto, jossa se löytyy, on kytketty vetyatomiin, alkuperävetydeuteridiin (HD).
Sovellukset
Ominaisuuksiensa vuoksi deuteriumia käytetään monenlaisissa sovelluksissa, joissa vety on mukana. Joitakin näistä käyttötavoista kuvataan alla:
- Biokemian alalla sitä käytetään isotooppisessa merkinnässä, joka koostuu näytteen "merkinnästä" valitulla isotoopilla jäljittääkseen sen kulkemalla tietyn järjestelmän läpi.
- Fuusioreaktioita suorittavissa ydinreaktoreissa sitä käytetään vähentämään nopeutta, jolla neutronit liikkuvat, ilman niiden tavallisen vedyn suuren absorptiota.
- Ydinmagneettisen resonanssin (NMR) alueella deuteriumiin perustuvia liuottimia käytetään tämän tyyppisen spektroskopian näytteiden saamiseksi ilman häiriöitä, joita esiintyy käytettäessä hydrattuja liuottimia.
- Biologian alalla makromolekyylejä tutkitaan neutronisirontatekniikoilla, joissa deuteriumilla varustettuja näytteitä käytetään vähentämään melua merkittävästi näissä kontrastin ominaisuuksissa.
- Farmakologian alalla käytetään vedyn korvaamista deuteriumilla syntyneen kineettisen isotooppisen vaikutuksen takia, mikä antaa näiden lääkkeiden pidemmän puoliintumisajan.
Viitteet
- Britannica, E. (toinen). Deuterium. Palautettu osoitteesta britannica.com
- Wikipedia. (SF). Deuterium. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kemia, yhdeksäs painos. Meksiko: McGraw-Hill.
- Hyperphysics. (SF). Deuteriumin runsaus. Toipunut hyperfysiikasta.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (SF). Deuterium-tosiasiat. Haettu osoitteesta gondo.com