Deutérium vs hidrogén
Ugyanannak az elemnek az atomjai különbözőek lehetnek. Ugyanazon elem különböző atomjait izotópoknak nevezzük. Különböző neutronszámuk különbözik egymástól. Mivel a neutronszám eltérő, a tömegszámuk is különbözik. Az elemeknek több izotópja lehet. Az egyes izotópok természete hozzájárul az elem természetéhez. A deutérium egy hidrogénizotóp, és a következő cikk leírja ezek különbségeit.
Hidrogén
A hidrogén az első és a legkisebb elem a periódusos rendszerben, amelyet H-val jelölünk. Egy elektronja és egy protonja van. A periódusos rendszerben az 1. csoportba és az 1. periódusba van besorolva elektronkonfigurációja miatt: 1s1 A hidrogén felvehet egy elektront, hogy negatív töltésű iont képezzen, vagy könnyen átadhatja az elektront. pozitív töltésű proton előállítására vagy az elektron megosztására kovalens kötések létrehozására. Ennek a képességének köszönhetően a hidrogén nagyszámú molekulában van jelen, és igen nagy mennyiségben előforduló elem a földben. A hidrogénnek három izotópja van: protium-1H (nincs neutron), deutérium-2H (egy neutron) és trícium- 3H (két neutron). A három közül a protium a legelterjedtebb, körülbelül 99%-os relatív abundanciával. A hidrogén kétatomos molekulaként (H2) létezik a gázfázisban, és színtelen, szagtalan gáz. Ezenkívül a hidrogén rendkívül gyúlékony gáz, és halványkék lánggal ég. A hidrogén normál szobahőmérsékleten nem túl reakcióképes. Magas hőmérsékleten azonban gyorsan reagálhat. H2 nulla oxidációs állapotban van; ezért redukálószerként működhet, redukálhatja a fémoxidokat vagy -kloridokat, és fémeket szabadíthat fel. A hidrogént a vegyiparban használják, például a Haber-eljárás ammóniagyártására. A folyékony hidrogént rakétákban és járművekben használják üzemanyagként.
Deuterium
A deutérium a hidrogén egyik izotópja. Ez egy stabil izotóp, 0,015%-os természetes előfordulásával. A deutérium magjában van egy proton és egy neutron. Ezért a tömegszáma kettő, az atomszáma pedig egy. Ezt nehéz hidrogénnek is nevezik. A deutérium mint 2H. De leggyakrabban D-vel ábrázolják. A deutérium kétatomos gázmolekulaként létezhet D2 Két D-atom összekapcsolódásának lehetősége azonban a természetben csekély az alacsonyabb abundancia miatt. deutériumból. Ezért a deutérium többnyire egy 1H atomhoz kötődik, így HD-nek (hidrogén-deuteridnek) nevezett gáz keletkezik. Két deutérium atom kapcsolódhat egy oxigénnel, és létrehozza a D2O vízanalógot, amelyet nehézvíznek is neveznek. A deutériumot tartalmazó molekulák eltérő kémiai és fizikai tulajdonságokat mutatnak, mint a hidrogénanalógjuk. Például a deutérium kinetikus izotóphatást mutathat. A deuterált vegyületek NMR-, IR- és tömegspektroszkópiában jellemző különbségeket mutatnak, ezért ezekkel a módszerekkel azonosíthatók. A deutérium pörgése egy. Tehát az NMR-ben a deutériumkapcsolás triplettet ad. Az infravörös spektroszkópiában más IR frekvenciát nyel el, mint a hidrogén. A nagy tömegkülönbség miatt a tömegspektroszkópiában a deutérium megkülönböztethető a hidrogéntől.
Mi a különbség a hidrogén és a deutérium között?
• A deutérium a hidrogén izotópja.
• Más hidrogénizotópokhoz képest a deutérium tömegszáma kettő (egy neutron és egy proton az atommagban).
• A hidrogén atomtömege 1,007947, míg a deutérium tömege 2,014102.
• Ha hidrogén helyett deutériumot építenek be a molekulákba, bizonyos tulajdonságok, például a kötés energiája és a kötés hossza különbözik.
