Ang deuterium ay isang isotop ng mga species ng hydrogen, na kinakatawan bilang D o 2 H. Bilang karagdagan, binigyan ito ng pangalan ng mabibigat na hydrogen, dahil ang masa nito ay dalawang beses sa proton. Ang isotope ay isang species na nagmula sa parehong elemento ng kemikal, ngunit na ang bilang ng masa ay naiiba sa mga ito.
Ang pagkakaiba na ito ay dahil sa pagkakaiba-iba ng bilang ng mga neutron na mayroon ito. Ang Deuterium ay itinuturing na isang matatag na isotop at maaaring matagpuan sa natural na nagaganap na mga compound ng hydrogen, bagaman sa isang medyo maliit na proporsyon (mas mababa sa 0.02%).
Dahil sa mga pag-aari nito, halos kapareho sa mga ordinaryong hydrogen, maaari itong kapalit ng hydrogen sa lahat ng mga reaksyon kung saan ito nakikilahok, nagiging katumbas na mga sangkap.
Para sa mga ito at iba pang mga kadahilanan, ang isotopang ito ay may isang malaking bilang ng mga aplikasyon sa iba't ibang mga lugar ng agham, na nagiging isa sa pinakamahalaga.
Istraktura
Ang istraktura ng deuterium ay itinatag pangunahin ng isang nucleus na mayroong proton at isang neutron, na may timbang na atom o masa na humigit-kumulang 2,014 g.
Katulad nito, ang isotopang ito ay may utang na pagtuklas kay Harold C. Urey, isang chemist mula sa Estados Unidos, at ang kanyang mga nakikipagtulungan na sina Ferdinand Brickwedde at George Murphy, sa taong 1931.
Sa itaas na imahe maaari mong makita ang paghahambing sa pagitan ng mga istruktura ng isotopes ng hydrogen, na umiiral sa anyo ng protium (ang pinaka-sagana na isotope), deuterium at tritium, na nakaayos mula sa kaliwa hanggang kanan.
Ang paghahanda ng deuterium sa dalisay nitong estado ay matagumpay na isinasagawa sa unang pagkakataon noong 1933, ngunit mula noong 1950s, ginamit ang isang sangkap sa solidong yugto na nagpakita ng katatagan, na tinatawag na lithium deuteride (LiD), sa palitan ang deuterium at tritium sa isang malaking bilang ng mga reaksiyong kemikal.
Sa kahulugan na ito, ang kasaganaan ng isotopang ito ay napag-aralan at napagmasdan na ang proporsyon sa tubig ay maaaring magkakaiba nang kaunti, depende sa pinagmulan kung saan kinuha ang sample.
Bilang karagdagan, ang mga pag-aaral ng spectroscopy ay natukoy ang pagkakaroon ng isotopang ito sa iba pang mga planeta sa kalawakan na ito.
Ang ilang mga katotohanan tungkol sa deuterium
Tulad ng nakasaad sa itaas, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isotopes ng hydrogen (na kung saan ay ang mga lamang na pinangalanan sa iba't ibang paraan) ay namamalagi sa kanilang istraktura, dahil ang bilang ng mga proton at neutron sa isang species ay nagbibigay sa mga katangian ng kemikal nito.
Sa kabilang banda, ang deuterium na umiiral sa loob ng mga katawan ng stellar ay tinanggal na may mas malaking bilis kaysa sa nagmula.
Bilang karagdagan, isinasaalang-alang na ang iba pang mga phenomena ng kalikasan ay bumubuo lamang ng isang maliit na halaga nito, kaya ang produksyon nito ay patuloy na nakakalikha ng interes ngayon.
Katulad nito, isang serye ng mga pagsisiyasat ang nagpahayag na ang karamihan ng mga atoms na nabuo mula sa species na ito ay nagmula sa Big Bang; ito ang dahilan kung bakit napansin ang pagkakaroon nito sa mga malalaking planeta tulad ng Jupiter.
Bilang ang pinaka-karaniwang paraan ng pagkuha ng species na ito sa kalikasan ay kapag ito ay pinagsama sa hydrogen sa anyo ng protium, ang ugnayan na itinatag sa pagitan ng proporsyon ng parehong species sa iba't ibang larangan ng agham ay patuloy na pukawin ang interes ng komunidad na pang-agham. , tulad ng astronomiya o climatology.
Ari-arian
- Ito ay isang isotope na wala sa mga radioactive na katangian; iyon ay, matatag ito sa kalikasan.
- Maaari itong magamit upang mapalitan ang hydrogen atom sa mga reaksyon ng kemikal.
- Ang species na ito ay nagpapakita ng isang kakaibang pag-uugali mula sa ordinaryong hydrogen sa mga reaksyon ng isang biochemical na kalikasan.
- Kapag ang dalawang atom ng hydrogen ay pinalitan ng tubig, D 2 O ay nakuha , na nakuha ang pangalan ng mabibigat na tubig.
- Ang hydrogen na naroroon sa karagatan na nasa anyo ng deuterium ay umiiral sa isang proporsyon na 0.016% na may kaugnayan sa protium.
- Sa mga bituin, ang isotopang ito ay may pagkahilig na sumanib nang mabilis upang mapataas ang helium.
- D 2 O ay isang nakakalason na species, bagaman ang mga kemikal na katangian nito ay halos kapareho sa mga H 2
- Kapag ang mga deuterium atom ay sumailalim sa proseso ng nuclear fusion sa mataas na temperatura, ang malalaking halaga ng enerhiya ay pinakawalan.
- Ang mga pisikal na katangian tulad ng kumukulong punto, density, init ng singaw, triple point, bukod sa iba pa, ay may mas mataas na magnitude sa mga deuterium (D 2 ) na mga molekula kaysa sa mga molekulang hydrogen (H 2 ).
- Ang pinakakaraniwang form na kung saan natagpuan ay naka-link sa isang hydrogen atom, na nagmula sa hydrogen deuteride (HD).
Aplikasyon
Dahil sa mga katangian nito, ang deuterium ay ginagamit sa isang malawak na iba't ibang mga aplikasyon kung saan kasangkot ang hydrogen. Ang ilan sa mga gamit na ito ay inilarawan sa ibaba:
- Sa larangan ng biochemistry, ginagamit ito sa isotopic marking, na binubuo ng "pagmamarka" ng isang sample na may napiling isotope upang masubaybayan ito sa pamamagitan ng pagpasa nito sa pamamagitan ng isang tiyak na sistema.
- Sa mga nuklear na reaktor na nagsasagawa ng mga reaksyon ng pagsasanib ay ginagamit upang bawasan ang bilis kung saan lumipat ang mga neutron nang walang mataas na pagsipsip ng mga ito na ordinaryong hydrogen regalo.
- Sa lugar ng nuclear magnetic resonance (NMR), ang mga solvent na batay sa deuterium ay ginagamit upang makakuha ng mga halimbawa ng ganitong uri ng spectroscopy nang walang pagkakaroon ng mga pakikipag-ugnay na nagaganap kapag gumagamit ng hydrogenated solvents.
- Sa larangan ng biology, ang mga macromolecule ay pinag-aralan sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng pagpapakalat ng neutron, kung saan ang mga halimbawang ibinibigay sa deuterium ay ginagamit upang makabuluhang bawasan ang ingay sa mga katangian ng kaibahan na ito.
- Sa lugar ng parmasyutiko, ang pagpapalit ng hydrogen para sa deuterium ay ginagamit dahil sa kinetic isotopic effect na nabuo at pinapayagan ang mga gamot na ito na magkaroon ng mas mahabang kalahating buhay.
Mga Sanggunian
- Britannica, E. (nd). Deuterium. Nabawi mula sa britannica.com
- Wikipedia. (sf). Deuterium. Nakuha mula sa en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemistry, Pang-siyam na edisyon. Mexico: McGraw-Hill.
- Hyperphysics. (sf). Dami ng Deuterium. Nabawi mula sa hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- ThoughtCo. (sf). Katotohanan ng Deuterium. Nakuha mula sa thoughtco.com