Deuterija struktūra, īpašības un pielietojumi



The deuterijs ir viena no ūdeņraža izotopu sugām, kas attēlota kā D vai 2H. Turklāt tam ir piešķirts smagā ūdeņraža nosaukums, jo tā masa ir divreiz lielāka par protonu. Izotops ir suga, kas nāk no tā paša ķīmiskā elementa, bet kura masas numurs atšķiras no tā.

Šī atšķirība ir saistīta ar neitronu skaita atšķirībām. Deitēriju uzskata par stabilu izotopu, un to var atrast savienojumos, ko veido dabiskas izcelsmes ūdeņradis, lai gan diezgan mazā proporcijā (mazāk nekā 0,02%)..

Ņemot vērā tās īpašības, kas ir ļoti līdzīgas parastajam ūdeņradim, tās var aizstāt ūdeņradi visās reakcijās, kurās tā piedalās, kļūstot par līdzvērtīgām vielām.

Šā un citu iemeslu dēļ šim izotopam ir liels skaits lietojumu dažādās zinātnes jomās, kļūstot par vienu no svarīgākajiem.

Indekss

  • 1 Struktūra
    • 1.1 Daži fakti par deuteriju
  • 2 Rekvizīti
  • 3 Lietojumi
  • 4 Atsauces

Struktūra

Deitērija struktūru galvenokārt veido kodols, kuram ir protons un neitrons ar atomu svaru vai masu aptuveni 2,014 g..

Tādā pašā veidā šis izotops ir atklājis Haroldam C. Urejam, ASV ķīmiķim, un viņa līdzstrādniekiem Ferdinandam Brickvīdam un Džordžam Murphim, 1931. gadā.

Augstāk redzamajā attēlā redzams salīdzinājums starp ūdeņraža izotopu struktūru, kas pastāv protium (tā visbiežāk izotops), deitērija un tritija formā, kas izvietoti no kreisās uz labo pusi.

Deuterija sagatavošana tīrā stāvoklī pirmo reizi veiksmīgi tika veikta 1933. gadā, bet kopš 1950. gada tika izmantota cietā fāzē esoša viela, un tā ir pierādījusi stabilitāti, ko sauc par litija deuterīdu (LiD). nomainīt deitēriju un tritiju daudzos ķīmiskos reakcijās.

Šajā ziņā ir pētīta šīs izotopu pārpilnība, un ir novērots, ka tā īpatsvars ūdenī var nedaudz atšķirties atkarībā no avota, no kura ņem paraugu..

Turklāt spektroskopijas pētījumi ir noteikuši šī izotopa esamību citās šīs galaktikas planetēs.

Daži fakti par deuteriju

Kā jau minēts iepriekš, būtiska atšķirība starp ūdeņraža izotopiem (kas ir vienīgie, kas nosaukti dažādos veidos) ir tās struktūrā, jo sugas protonu un neitronu daudzums dod tai ķīmiskās īpašības..

No otras puses, zvaigžņu ķermenī esošais deitērijs tiek izvadīts ar lielāku ātrumu, nekā tas ir radies.

Turklāt tiek uzskatīts, ka citas dabas parādības veido tikai nelielu summu no tā, kāpēc tā ražošana turpina radīt interesi šobrīd.

Līdzīgi, virkne pētījumu atklāja, ka lielākā daļa atomu, kas veidojušies no šīs sugas, ir radušies Lielā sprādziena laikā; tas ir iemesls, kāpēc tās klātbūtni pamanīja lielās planētas, piemēram, Jupiters.

Tā kā visizplatītākais veids, kā panākt šo sugu dabā, ir tad, kad to apvieno ar ūdeņradi protium formā, attiecības starp abu sugu īpatsvaru dažādās zinātnes jomās turpina radīt zinātniskās sabiedrības interesi. , piemēram, astronomija vai klimatoloģija.

Rekvizīti

- Tas ir izotops, kam nav radioaktīvu īpašību; tas ir, tas ir diezgan stabils dabā.

- To var izmantot, lai aizvietotu ūdeņraža atomu ķīmiskās reakcijās.

- Šīs sugas izpaužas kā uzvedība, kas atšķiras no parastā ūdeņraža reakcijā ar bioķīmisko dabu.

- Kad jūs nomaināt divus ūdeņraža atomus ūdenī, jūs saņemsiet D2Vai arī iegūstot smagā ūdens nosaukumu.

- Ūdeņradis, kas atrodas okeānā, ir deiterija formā, ir 0,016% proporcionāli protium \ t.

- Zvaigznēs šī izotopa ir tendence ātri apvienoties, lai radītu hēliju.

- D2Vai tā ir toksiska suga, lai gan tās ķīmiskās īpašības ir ļoti līdzīgas H2

- Ja deitērija atomi tiek pakļauti kodolsintēzes procesam augstās temperatūrās, iegūst lielu enerģijas daudzumu.

- Fiziskām īpašībām, piemēram, viršanas temperatūrai, blīvumam, iztvaikošanas siltumam, trīskāršam punktam, cita starpā, ir lielāks izmērs deitērija molekulās (D2) nekā ūdeņradī (H2).

- Visbiežāk sastopamā forma, kādā tā konstatēta, ir saistīta ar ūdeņraža atomu, kura izcelsme ir ūdeņraža deuterīds (HD)..

Lietojumi

Pateicoties savām īpašībām, deuterijs tiek izmantots dažādos pielietojumos, kuros ir iesaistīts ūdeņradis. Daži no šiem izmantošanas veidiem ir aprakstīti tālāk:

- Bioķīmijas jomā to lieto izotopu marķējumā, kas sastāv no parauga "iezīmēšanas" ar izvēlēto izotopu, lai to izsekotu caur to caur noteiktu sistēmu..

- Kodolreaktori, kas veic kodolsintēzes reakcijas, tiek izmantoti, lai samazinātu ātrumu, ar kādu neitroni pārvietojas bez augsta absorbcijas, kas rada parasto ūdeņradi..

- Kodolmagnētiskās rezonanses (NMR) jomā šķīdinātājus, kuru pamatā ir deitērija, izmanto, lai iegūtu šāda veida spektroskopijas paraugus, bez tādu traucējumu klātbūtnes, kas rodas, izmantojot hidrogenētus šķīdinātājus..

- Bioloģijas jomā makromolekulas tiek pētītas ar neitronu izkliedēšanas paņēmieniem, kuros paraugi, kas aprīkoti ar deitēriju, tiek izmantoti, lai ievērojami samazinātu trokšņa līmeni šajos kontrasta īpašumos..

- Farmakoloģijas jomā ūdeņraža aizstāšana ar deitēriju tiek izmantota radītā kinētiskā izotopiskā efekta gadījumā un ļauj šīm zālēm pagarināt pusperiodu.

Atsauces

  1. Britannica, E. (s.f.). Deuterijs. Atgūts no britannica.com
  2. Vikipēdija. (s.f.). Deuterijs. Izgūti no en.wikipedia.org
  3. Chang, R. (2007). Ķīmija, devītais izdevums. Meksika: McGraw-Hill.
  4. Hiperfizika. (s.f.). Deuterija pārpilnība. Izgūti no hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. ThoughtCo. (s.f.). Deuterija fakti. Izgūti no