Skirtumas tarp deuterio ir vandenilio

Deuteris prieš vandenilį

To paties elemento atomai gali būti skirtingi. Šie skirtingi to paties elemento atomai yra vadinami izotopais. Jie skiriasi vienas nuo kito tuo, kad turi skirtingą neutronų skaičių. Kadangi neutronų skaičius skiriasi, skiriasi ir jų masių skaičius. Elementai gali turėti kelis izotopus. Kiekvieno izotopo prigimtis lemia elemento prigimtį. Deuteris yra vandenilio izotopas ir šiame straipsnyje aprašomi jų skirtumai.

Vandenilis

Vandenilis yra pirmasis ir mažiausias elementas periodinėje lentelėje, žymimas kaip H. Jis turi vieną elektroną ir vieną protoną. Dėl elektronų konfigūracijos jis priskiriamas periodinės lentelės 1 grupei ir 1 periodui: 1s¹. Vandenilis gali paimti elektroną, kad sudarytų neigiamai įkrautą joną, arba gali lengvai paaukoti elektroną, kad gautų teigiamai įkrautą protoną, arba pasidalinti elektronu, kad sudarytų kovalentinius ryšius. Dėl šio sugebėjimo vandenilis yra daugybėje molekulių ir yra labai gausus elementas žemėje. Vandenilis turi tris izotopus, vadinamus protiniais-¹H (be neutronų), deuteris-²H (vienas neutronas) ir tričio- ³H (du neutronai). Protium yra gausiausias iš trijų, turinčių apie 99% santykinio gausumo. Vandenilis egzistuoja kaip diatominė molekulė (H₂) dujų fazėje, ir tai yra bespalvės, bekvapės dujos. Be to, vandenilis yra ypač degios dujos, kurios dega šviesiai mėlyna liepsna. Vandenilis normalioje kambario temperatūroje nėra labai reaktyvus. Tačiau aukštoje temperatūroje jis gali greitai reaguoti. H₂ yra nulinės oksidacijos būsenoje; todėl jis gali veikti kaip reduktorius, mažinantis metalų oksidus ar chloridus ir atpalaiduojantis metalus. Vandenilis naudojamas chemijos pramonėje, pavyzdžiui, amoniako gamybai Haberio procese. Skystas vandenilis naudojamas kaip kuras raketose ir transporto priemonėse.

Deuteris

Deuteris yra vienas iš vandenilio izotopų. Tai stabilus izotopas, kurio natūralus gausa yra 0,015%. Deuterio branduolyje yra protonas ir neutronas. Todėl jo masės numeris yra du, o atominis skaičius yra vienas. Tai taip pat žinomas kaip sunkusis vandenilis. Deuteris rodomas kaip ²H. Bet dažniausiai tai pavaizduota kartu su D. Deuteris gali egzistuoti kaip diatominė dujinė molekulė, kurios cheminė formulė D₂. Tačiau galimybė sujungti du D atomus gamtoje yra menka dėl mažesnio deuterio gausumo. Todėl daugiausia deuteris yra prisijungęs prie a ¹H atomas sukuria dujas, vadinamas HD (vandenilio deuteridas). Du deuterio atomai gali jungtis su deguonimi, sudarydami vandens analogą D₂O, kuris dar žinomas kaip sunkusis vanduo. Molekulės, turinčios deuterį, turi skirtingas chemines ir fizikines savybes nei vandenilio analogas. Pavyzdžiui, deuteris gali turėti kinetinio izotopo poveikį. Deuteruoti junginiai turi būdingus NMR, IR ir masių spektroskopijos skirtumus, todėl juos galima nustatyti šiais metodais. Deuteris turi vieną sukimąsi. Taigi NMR deuterio jungtis suteikia trigubą. IR spektroskopijoje jis sugeria kitokį IR dažnį nei vandenilis. Dėl didelio masės skirtumo, atliekant masių spektroskopiją, deuterį galima atskirti nuo vandenilio.