Deuterium Struktur, Eigenschaften und Verwendungen



DieDeuterium ist eine der Isotopenspezies von Wasserstoff, die als D oder dargestellt wird 2H. Außerdem hat man ihm den Namen schwerem Wasserstoff gegeben, weil seine Masse doppelt so groß ist wie die des Protons. Ein Isotop ist eine Spezies, die von demselben chemischen Element stammt, aber deren Massenzahl sich von dieser unterscheidet.

Diese Unterscheidung beruht auf dem Unterschied in der Anzahl der Neutronen, die es hat. Deuterium gilt als ein stabiles Isotop und kann in Verbindungen gefunden werden, die durch Wasserstoff natürlichen Ursprungs gebildet werden, wenn auch in einem relativ kleinen Anteil (weniger als 0,02%).

Angesichts seiner Eigenschaften, die denen des gewöhnlichen Wasserstoffs sehr ähnlich sind, kann Wasserstoff in allen Reaktionen ersetzen, in denen er teilnimmt, äquivalente Substanzen werden.

Aus diesem und anderen Gründen hat dieses Isotop eine große Anzahl von Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft und wird zu einer der wichtigsten.

Index

  • 1 Struktur
    • 1.1 Einige Fakten über Deuterium
  • 2 Eigenschaften
  • 3 Verwendet
  • 4 Referenzen

Struktur

Die Struktur des Deuteriums besteht hauptsächlich aus einem Kern, der ein Proton und ein Neutron mit einem Atomgewicht oder einer Masse von ungefähr 2,014 g aufweist.

In gleicher Weise verdankt das Isotop seine Entdeckung Harold C. Urey, einem Chemiker aus den Vereinigten Staaten, und seinen Mitarbeitern Ferdinand Brickwedde und George Murphy im Jahre 1931.

Im Bild oben sehen Sie den Vergleich zwischen den Isotopstrukturen von Wasserstoff, der in Form von Protium (sein am häufigsten vorkommendes Isotop), Deuterium und Tritium, von links nach rechts angeordnet ist.

Die Herstellung von Deuterium in seinem reinen Zustand wurde erfolgreich im Jahr 1933 zum ersten Mal durchgeführt, aber seit den 1950er Jahren ein Festphasenmaterial verwendet und haben die Stabilität gezeigt, die so genanntes Lithium Deuterid (LID), für Ersetzen Sie Deuterium und Tritium in einer Vielzahl von chemischen Reaktionen.

In diesem Sinne wurde die Häufigkeit dieses Isotops untersucht und es wurde beobachtet, dass sein Anteil im Wasser leicht variieren kann, abhängig von der Quelle, aus der die Probe entnommen wurde.

Darüber hinaus haben Spektroskopiestudien die Existenz dieses Isotops in anderen Planeten dieser Galaxie bestimmt.

Einige Fakten über Deuterium

Wie bereits erwähnt, liegt der grundlegende Unterschied zwischen den Wasserstoffisotopen (die als einzige auf unterschiedliche Weise benannt wurden) in ihrer Struktur, da die Menge an Protonen und Neutronen einer Spezies ihre chemischen Eigenschaften verleiht.

Auf der anderen Seite wird das Deuterium, das in den Sternkörpern existiert, mit größerer Geschwindigkeit eliminiert, als es erzeugt wurde.

Darüber hinaus wird angenommen, dass andere Phänomene der Natur nur eine winzige Menge davon bilden, so dass seine Produktion gegenwärtig weiterhin Interesse weckt.

In ähnlicher Weise hat eine Reihe von Untersuchungen ergeben, dass die große Mehrheit der Atome, die sich aus dieser Spezies gebildet haben, im Urknall entstanden sind; Dies ist der Grund, warum seine Anwesenheit in großen Planeten wie Jupiter bemerkt wird.

Als häufigste Weg, um diese Arten in der Natur zu bekommen, ist es, wenn es mit Wasserstoff als Protium kombiniert wird, noch das Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft anziehenden die Beziehung zwischen dem Anteil der beiden Arten in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft etabliert wie Astronomie oder Klimatologie.

Eigenschaften

- Es ist ein Isotop, dem radioaktive Eigenschaften fehlen; das heißt, es ist in der Natur ziemlich stabil.

- Es kann verwendet werden, um das Wasserstoffatom in chemischen Reaktionen zu ersetzen.

- Diese Art manifestiert sich in biochemischen Reaktionen anders als gewöhnlicher Wasserstoff.

- Wenn Sie die zwei Wasserstoffatome im Wasser ersetzen, erhalten Sie D2Oder den Namen schweres Wasser bekommen.

- Der Wasserstoff im Ozean, der in Form von Deuterium vorliegt, ist in einem Verhältnis von 0,016% zum Protium vorhanden.

- In den Sternen neigt dieses Isotop dazu, schnell zu Helium zu verschmelzen.

- Die D2Oder es ist eine giftige Spezies, obwohl ihre chemischen Eigenschaften denen von H sehr ähnlich sind2

- Wenn Deuteriumatome bei hohen Temperaturen dem Kernfusionsprozess unterworfen werden, wird die Freisetzung großer Energiemengen erreicht.

- Physikalische Eigenschaften wie Siedepunkt, Dichte, Verdampfungswärme, Tripelpunkt, haben unter anderem höhere Beträge in den Deuteriummolekülen (D2) als in Wasserstoff (H2).

- Die gebräuchlichste Form, in der es gefunden wird, ist mit einem Wasserstoffatom verbunden, das aus Wasserstoffdeuterid (HD) stammt.

Verwendet

Aufgrund seiner Eigenschaften wird Deuterium in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, bei denen Wasserstoff eine Rolle spielt. Einige dieser Anwendungen werden im Folgenden beschrieben:

- Auf dem Gebiet der Biochemie wird es bei der Isotopenmarkierung verwendet, die darin besteht, eine Probe mit dem ausgewählten Isotop zu "markieren", um es durch seine Passage durch ein bestimmtes System zu verfolgen.

- In Kernreaktoren, die Fusionsreaktionen durchführen, wird verwendet, um die Geschwindigkeit zu verringern, mit der sich Neutronen ohne die hohe Absorption von diesen bewegen, die gewöhnlichen Wasserstoff präsentieren.

- Auf dem Gebiet der Kernspinresonanz (NMR) werden die Lösungsmittel auf der Basis von Deuterium verwendet, um Proben dieser Art von Spektroskopie ohne die Anwesenheit von Interferenzen zu erhalten, die bei Verwendung von hydrierten Lösungsmitteln auftreten.

- Auf dem Gebiet der Biologie werden Makromoleküle durch Neutronenstreuungstechniken untersucht, wobei Proben, die mit Deuterium ausgestattet sind, verwendet werden, um das Rauschen in diesen Kontrasteigenschaften signifikant zu reduzieren.

- Auf dem Gebiet der Pharmakologie wird die Substitution von Wasserstoff durch Deuterium für den kinetischen Isotopeneffekt verwendet, der erzeugt wird und ermöglicht, dass diese Arzneimittel eine längere Halbwertszeit haben.

Referenzen

  1. Britannica, E. (s.f.). Deuterium. Wiederhergestellt von britannica.com
  2. Wikipedia. (s.). Deuterium. Von en.wikipedia.org abgerufen
  3. Chang, R. (2007). Chemie, Neunte Ausgabe. Mexiko: McGraw-Hill.
  4. Hyperphysik. (s.). Deuterium-Fülle. Von hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
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