Дейтерия является изотопом водорода вида, который представлен в виде D или 2 H. В дополнение, было дано название тяжелого водорода, так как ее масса вдвое больше , чем протона. Изотоп - это вид, который происходит из одного и того же химического элемента, но его массовое число отличается от указанного.
Это различие связано с разницей в количестве нейтронов. Дейтерий считается стабильным изотопом и может быть найден в встречающихся в природе водородных соединениях, хотя и в довольно небольшом количестве (менее 0,02%).
Благодаря своим свойствам, очень похожим на свойства обычного водорода, он может заменять водород во всех реакциях, в которых он участвует, становясь эквивалентными веществами.
По этой и другим причинам этот изотоп имеет большое количество применений в различных областях науки, став одним из самых важных.
Структура
Структура дейтерия состоит в основном из ядра, которое имеет протон и нейтрон с атомным весом или массой примерно 2014 г.
Точно так же этот изотоп обязан своим открытием Гарольду К. Юри, химику из Соединенных Штатов, и его сотрудникам Фердинанду Брикведде и Джорджу Мерфи в 1931 году.
На верхнем изображении вы можете увидеть сравнение между структурами изотопов водорода, который существует в форме протия (его наиболее распространенный изотоп), дейтерия и трития, расположенных слева направо.
Получение дейтерия в чистом состоянии было впервые успешно осуществлено в 1933 году, но с 1950-х годов использовалось вещество в твердой фазе, которое продемонстрировало стабильность, называемое дейтеридом лития (LiD), к заменяют дейтерий и тритий в большом количестве химических реакций.
В этом смысле изучалась распространенность этого изотопа, и было замечено, что его доля в воде может незначительно варьироваться в зависимости от источника, из которого взят образец.
Кроме того, спектроскопические исследования определили существование этого изотопа на других планетах этой галактики.
Некоторые факты о дейтерии
Как упоминалось выше, фундаментальное различие между изотопами водорода (которые являются единственными изотопами, названными по-разному) заключается в их структуре, потому что количество протонов и нейтронов в одном веществе определяет его химические свойства.
С другой стороны, дейтерий, существующий внутри звездных тел, удаляется с большей скоростью, чем он возникает.
Кроме того, считается, что другие явления природы образуют лишь крошечное его количество, поэтому его производство продолжает вызывать интерес сегодня.
Точно так же серия исследований показала, что подавляющее большинство атомов, образовавшихся из этого вида, образовались в результате Большого взрыва; это причина, по которой его присутствие замечено на больших планетах, таких как Юпитер.
Поскольку наиболее распространенным способом получения этого вида в природе является его обнаружение в сочетании с водородом в форме протия, взаимосвязь, установленная между долей обоих видов в разных областях науки, все еще вызывает интерес научного сообщества. , например, астрономия или климатология.
свойства
- Это изотоп, лишенный радиоактивных свойств; то есть по своей природе он довольно устойчив.
- Его можно использовать для замены атома водорода в химических реакциях.
- Этот вид проявляет отличное от обычного водорода поведение в реакциях биохимического характера.
- Когда два атома водорода заменяются в воде, получается D 2 O , получивший название тяжелой воды.
- Водород, присутствующий в океане в форме дейтерия, существует в пропорции 0,016% по отношению к протию.
- В звездах этот изотоп имеет тенденцию быстро сливаться с образованием гелия.
- D 2 O является токсичным веществом, хотя его химические свойства очень похожи на свойства H 2.
- Когда атомы дейтерия подвергаются процессу ядерного синтеза при высоких температурах, выделяется большое количество энергии.
- Физические свойства, такие как точка кипения, плотность, теплота испарения, тройная точка, среди прочего, имеют более высокие величины в молекулах дейтерия (D 2 ) , чем в молекулах водорода (H 2 ).
- Наиболее распространенная форма, в которой он встречается, связана с атомом водорода, образующим дейтерид водорода (HD).
Приложения
Благодаря своим свойствам дейтерий используется в самых разных областях, в которых участвует водород. Некоторые из этих применений описаны ниже:
- В области биохимии он используется в изотопной маркировке, которая заключается в «маркировке» образца выбранным изотопом для отслеживания его прохождения через определенную систему.
- В ядерных реакторах, которые проводят реакции синтеза, он используется для уменьшения скорости, с которой движутся нейтроны, без их сильного поглощения, которое имеет обычный водород.
- В области ядерного магнитного резонанса (ЯМР) растворители на основе дейтерия используются для получения образцов этого типа спектроскопии без наличия помех, возникающих при использовании гидрогенизированных растворителей.
- В области биологии макромолекулы изучаются с помощью методов рассеяния нейтронов, когда образцы, снабженные дейтерием, используются для значительного снижения шума в этих контрастных свойствах.
- В области фармакологии используется замена дейтерия водородом из-за генерируемого кинетического изотопного эффекта, который позволяет этим лекарствам иметь более длительный период полураспада.
Ссылки
- Британника, Э. (nd). Дейтерий. Получено с britannica.com
- Wikipedia. (SF). Дейтерий. Получено с en.wikipedia.org
- Чанг, Р. (2007). Химия, Девятое издание. Мексика: Макгроу-Хилл.
- Гиперфизика. (SF). Изобилие дейтерия. Получено с сайта hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (SF). Факты о дейтерии. Получено с thinkco.com