Struktura deuteru, właściwości i zastosowania



The deuter jest jednym z izotopowych gatunków wodoru, który jest przedstawiony jako D lub 2H. Ponadto nadano mu nazwę ciężkiego wodoru, ponieważ jego masa jest dwukrotnie większa niż protonu. Izotop jest gatunkiem, który pochodzi z tego samego pierwiastka chemicznego, ale którego liczba masowa różni się od tej.

To rozróżnienie wynika z różnicy w liczbie neutronów. Deuter jest uważany za stabilny izotop i można go znaleźć w związkach utworzonych przez wodór pochodzenia naturalnego, chociaż w stosunkowo niewielkiej proporcji (mniej niż 0,02%).

Biorąc pod uwagę jego właściwości, bardzo podobne do właściwości zwykłego wodoru, może zastąpić wodór we wszystkich reakcjach, w których uczestniczy, stając się substancjami równoważnymi.

Z tego i innych powodów ten izotop ma wiele zastosowań w różnych dziedzinach nauki, stając się jednym z najważniejszych.

Indeks

  • 1 Struktura
    • 1.1 Kilka faktów dotyczących deuteru
  • 2 Właściwości
  • 3 zastosowania
  • 4 odniesienia

Struktura

Struktura deuteru składa się głównie z jądra, które ma proton i neutron, o masie atomowej lub masie około 2,014 g.

Podobnie izotop zawdzięcza swoje odkrycie Haroldowi C. Ureyowi, chemikowi pochodzącemu ze Stanów Zjednoczonych, oraz jego współpracownikom Ferdynandowi Brickwedde i George'owi Murphy'emu w 1931 roku.

Na obrazku powyżej można zobaczyć porównanie struktur izotopów wodoru, które występują w postaci protu (jego najliczniej występującego izotopu), deuteru i trytu, ułożonych od lewej do prawej.

Przygotowanie deuteru w stanie czystym z powodzeniem przeprowadzono po raz pierwszy w 1933 r., Ale od lat 50. XX wieku stosowano substancję w fazie stałej i wykazano jej stabilność, zwaną deuterkiem litu (LiD), dla zastąpić deuter i tryt w dużej ilości reakcji chemicznych.

W tym sensie zbadano obfitość tego izotopu i zaobserwowano, że jego proporcja w wodzie może się nieznacznie różnić w zależności od źródła, z którego pobierana jest próbka..

Ponadto badania spektroskopowe wykazały istnienie tego izotopu na innych planetach tej galaktyki.

Kilka faktów na temat deuteru

Jak stwierdzono wcześniej, podstawowa różnica między izotopami wodoru (które są jedynymi nazwanymi na różne sposoby) leży w jego strukturze, ponieważ ilość protonów i neutronów gatunku nadaje jej właściwości chemiczne.

Z drugiej strony deuter znajdujący się w gwiezdnych ciałach jest eliminowany z większą szybkością niż pochodzi.

Ponadto uważa się, że inne zjawiska natury tworzą tylko niewielką ilość tego samego, powodując, że jego produkcja nadal generuje zainteresowanie w chwili obecnej.

Podobnie seria badań ujawniła, że ​​ogromna większość atomów, które uformowały się z tego gatunku, pochodzi z Wielkiego Wybuchu; z tego powodu jego obecność jest zauważalna na dużych planetach, takich jak Jowisz.

Ponieważ najczęstszym sposobem na osiągnięcie tego gatunku w przyrodzie jest połączenie go z wodorem w postaci protu, związek między proporcją obu gatunków w różnych obszarach nauk nadal wzbudza zainteresowanie społeczności naukowej. takie jak astronomia czy klimatologia.

Właściwości

- Jest izotopem pozbawionym cech radioaktywnych; to znaczy, że ma dość stabilną naturę.

- Może być użyty do zastąpienia atomu wodoru w reakcjach chemicznych.

- Gatunek ten wykazuje zachowanie inne niż zwykły wodór w reakcjach o charakterze biochemicznym.

- Kiedy zastąpisz dwa atomy wodoru w wodzie, otrzymasz D2Albo zdobycie nazwy ciężkiej wody.

- Wodór obecny w oceanie w postaci deuteru występuje w proporcji 0,016% w stosunku do protium.

- W gwiazdach ten izotop ma tendencję do szybkiego łączenia się, co powoduje powstanie helu.

- D2Lub jest to toksyczny gatunek, chociaż jego właściwości chemiczne są bardzo podobne do H2

- Gdy atomy deuteru są poddawane procesowi fuzji jądrowej w wysokich temperaturach, uzyskuje się uwalnianie dużych ilości energii.

- Właściwości fizyczne, takie jak temperatura wrzenia, gęstość, ciepło parowania, punkt potrójny, między innymi, mają większe wielkości w cząsteczkach deuteru (D2) niż w wodorze (H2).

- Najbardziej powszechna forma, w której się znajduje, jest związana z atomem wodoru, pochodzącym z wodoru deuterydu (HD).

Używa

Ze względu na swoje właściwości deuter jest wykorzystywany w wielu różnych zastosowaniach, w których bierze udział wodór. Niektóre z tych zastosowań opisano poniżej:

- W dziedzinie biochemii stosuje się ją do znakowania izotopowego, które polega na „znakowaniu” próbki wybranym izotopem w celu prześledzenia jej poprzez przejście przez dany układ.

- W reaktorach jądrowych, które przeprowadzają reakcje syntezy jądrowej, wykorzystuje się je do zmniejszenia prędkości, z jaką neutrony poruszają się bez wysokiej absorpcji tych, które przedstawiają zwykły wodór.

- W dziedzinie magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) rozpuszczalniki na bazie deuteru są wykorzystywane do uzyskania próbek tego typu spektroskopii bez obecności zakłóceń, które występują podczas stosowania uwodornionych rozpuszczalników.

- W dziedzinie biologii makrocząsteczki są badane za pomocą technik rozpraszania neutronów, gdzie próbki wyposażone w deuter są używane do znacznego zmniejszenia szumu w tych właściwościach kontrastu.

- W dziedzinie farmakologii substytucja wodoru przez deuter jest wykorzystywana do wywołania kinetycznego efektu izotopowego i pozwala na dłuższy okres półtrwania tych leków.

Referencje

  1. Britannica, E. (s.f.). Deuter. Odzyskany z britannica.com
  2. Wikipedia. (s.f.). Deuter. Źródło z en.wikipedia.org
  3. Chang, R. (2007). Chemia, dziewiąta edycja. Meksyk: McGraw-Hill.
  4. Hiperfizyka. (s.f.). Obfitość deuteru. Pobrane z hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. ThoughtCo. (s.f.). Fakty deuterowe. Pobrane z thinkco.com