Deuterium vs vety
Saman alkuaineen atomit voivat olla erilaisia. Näitä saman alkuaineen eri atomeja kutsutaan isotoopeiksi. Ne eroavat toisistaan, koska niissä on eri määrä neutroneja. Koska neutroniluku on erilainen, myös niiden massaluku vaihtelee. Elementeillä voi olla useita isotooppeja. Jokaisen isotoopin luonne vaikuttaa alkuaineen luonteeseen. Deuterium on vedyn isotooppi, ja seuraavassa artikkelissa kuvataan niiden eroja.
vety
Vety on ensimmäinen ja pienin alkuaine jaksollisessa taulukossa, jota merkitään H:lla. Siinä on yksi elektroni ja yksi protoni. Se on luokiteltu jaksollisessa taulukossa ryhmään 1 ja jaksoon 1 sen elektronikonfiguraation vuoksi: 1s1 Vety voi ottaa elektronin muodostaen negatiivisesti varautuneen ionin tai voi helposti luovuttaa elektronin tuottaa positiivisesti varautunut protoni tai jakaa elektroni kovalenttisten sidosten muodostamiseksi. Tämän kyvyn ansiosta vetyä on läsnä suuressa määrässä molekyylejä, ja se on erittäin runsas alkuaine maan päällä. Vedyllä on kolme isotooppia nimeltä protium-1H (ei neutroneja), deuterium-2H (yksi neutroni) ja tritium- 3H (kaksi neutronia). Protium on runsain kolmesta, jonka suhteellinen runsaus on noin 99 %. Vety on kaksiatomisena molekyylinä (H2) kaasufaasissa, ja se on väritön, hajuton kaasu. Lisäksi vety on erittäin syttyvä kaasu, ja se palaa vaaleansinisellä liekillä. Vety ei ole normaalissa huoneenlämpötilassa kovin reaktiivista. Korkeissa lämpötiloissa se voi kuitenkin reagoida nopeasti. H2 on hapetustilassa; siksi se voi toimia pelkistimenä, pelkistäen metallioksideja tai -klorideja ja vapauttaa metalleja. Vetyä käytetään kemianteollisuudessa, kuten ammoniakin tuotannossa Haber-prosessissa. Nestemäistä vetyä käytetään polttoaineena raketteissa ja ajoneuvoissa.
Deuterium
Deuterium on yksi vedyn isotoopeista. Se on vakaa isotooppi, jonka luonnollinen runsaus on 0,015 %. Deuteriumin ytimessä on protoni ja neutroni. Siksi sen massaluku on kaksi ja atomiluku yksi. Tätä kutsutaan myös raskaaksi vedyksi. Deuterium esitetään muodossa 2H. Mutta yleisimmin se esitetään D:llä. Deuterium voi esiintyä kaksiatomisena kaasumaisena molekyylinä, jonka kemiallinen kaava on D2 Kuitenkin mahdollisuus liittyä kaksi D-atomia luonnossa on alhainen johtuen pienemmästä määrästä. deuteriumista. Siksi enimmäkseen deuterium on sitoutunut 1H-atomiin muodostaen kaasun nimeltä HD (vetydeuteridi). Kaksi deuteriumatomia voivat sitoutua hapen kanssa muodostaen vesianalogin D2O, joka tunnetaan myös raskaana vedenä. Deuterium-molekyylit osoittavat erilaisia kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia kuin niiden vetyanalogi. Esimerkiksi deuteriumilla voi olla kineettistä isotooppivaikutusta. Deuteroidut yhdisteet osoittavat tunnusomaisia eroja NMR-, IR- ja massaspektroskopiassa, joten ne voidaan tunnistaa käyttämällä näitä menetelmiä. Deuteriumin kierrosluku on yksi. Joten NMR:ssä deuteriumkytkentä antaa tripletin. Se absorboi eri IR-taajuutta kuin vety IR-spektroskopiassa. Suuren massaeron vuoksi massaspektroskopiassa deuterium voidaan erottaa vedystä.
Mitä eroa on vedyllä ja deuteriumilla?
• Deuterium on vedyn isotooppi.
• Muihin vedyn isotoopeihin verrattuna deuteriumin massaluku on kaksi (ytimessä yksi neutroni ja yksi protoni).
• Vedyn atomipaino on 1,007947, kun taas deuteriumin massa on 2,014102.
• Kun deuterium sisällytetään molekyyleihin vedyn sijasta, tietyt ominaisuudet, kuten sidosenergia ja sidoksen pituus, vaihtelevat.
