Deuterium: eienskappe, chemiese eienskappe en gebruike Netwerk meteorologie
Vandag gaan ons praat oor 'n isotoop wat gebruik word om kernenergie te produseer. Dit gaan oor deuterium. Dit is een van die isotoopsoorte waterstof en word voorgestel deur die simbool D of 2H. Dit het die algemene naam swaar waterstof gekry omdat die massa twee keer die massa van die proton is. 'N Isotoop is niks anders as 'n spesie wat van dieselfde chemiese element afkomstig is, maar wat 'n ander massatal het nie. Deuterium word vir verskillende doeleindes gebruik.
Daarom gaan ons hierdie artikel opdra om u alle eienskappe, struktuur, eienskappe en gebruike van deuterium te vertel.
2 Struktuur en oorsprong van deuterium
3 Eienskappe van deuterium
Die onderskeid tussen deuterium en waterstof is te danke aan die verskil in die aantal neutrone wat dit het. Om hierdie rede word deuterium as 'n stabiele isotoop beskou en kan dit voorkom in verbindings wat gevorm word deur waterstof van heeltemal natuurlike oorsprong. Daar moet in ag geneem word dat, hoewel hulle van natuurlike oorsprong is, dit in 'n klein mate voorkom. Gegewe die eienskappe, het dit so soortgelyk aan gewone waterstof, kan dit in sy geheel vervang in die reaksies waaraan dit deelneem. Op hierdie manier kan dit in ekwivalente stowwe omgeskakel word.
Om hierdie en ander redes het deuterium 'n groot aantal toepassings op verskillende gebiede van die wetenskap. Deur die jare heen het dit een van die belangrikste elemente geword vir navorsing en vooruitgang in tegnologie en inligting.
Die hoofstruktuur van hierdie isotoop bestaan ​​uit 'n kern met 'n proton en 'n neutron. Dit het 'n atoomgewig van ongeveer 2,014 XNUMX gram. Hierdie isotoop is ontdek danksy Harold C. Urey, 'n chemikus van die Verenigde State, en sy medewerkers Ferdinand Brickwedde en George Murphy, in 1931. Die voorbereiding om die deuterium in sy suiwer toestand te ontmoet, is in 1933 vir die eerste keer suksesvol uitgevoer. Dit is reeds in die vyftigerjare toe 'n vaste fase wat groot stabiliteit getoon het, bekend as litiumdeuteride, begin gebruik het. Hierdie stof kan deuterium en tritium in 'n groot aantal chemiese reaksies vervang.
Die vooruitgang in die wetenskap vind plaas wanneer 'n stof gevind word wat chemiese reaksies vir die generering van produkte kan vergemaklik. In hierdie sin, as u die oorvloed van hierdie isotoop bestudeer het om sekere dinge te kan waarneem. Dit is bekend dat die hoeveelheid deuterium in die water effens wissel, afhangende van die gebied waar die monster geneem word. Daar is 'n paar spektroskopie-studies wat het die bestaan ​​van hierdie isotoop op ander planete in ons sterrestelsel bepaal. Dit kan van groot belang wees om die samestelling van ander hemelliggame te bestudeer.
Struktuur en oorsprong van deuterium
Ons gaan 'n paar feite oor deuterium ken. Soos ons reeds genoem het, lê die belangrikste verskil tussen waterstofisotope in hul struktuur. En is dat waterstof, deuterium en tritium verskillende hoeveelhede protone en neutrone het, sodat dit verskillende chemiese eienskappe het. Ek moet ook in ag neem dat die deuterium wat in ander sterliggame bestaan, met 'n groter spoed uitgeskakel word as wat dit ontstaan ​​het. Dit is een van die redes waarom dit so moeilik is om die voorkoms van deuterium in sterliggame te bestudeer.
Ander natuurverskynsels word beskou as 'n klein bietjie deuterium, en die produksie daarvan bly vandag steeds groot belangstelling. Vanuit die persentasie wat ons vroeër genoem het oor die aanwesigheid van deuterium in die natuur, dit beloop nie 0.02% nie. 'N Reeks wetenskaplike ondersoeke het aan die lig gebring dat die oorgrote meerderheid atome wat uit deuterium gevorm is, natuurlik ontstaan ​​het in die ontploffing wat aanleiding gegee het tot die oorsprong van die heelal wat bekend staan ​​as Groot ontploffing. Dit is een van die belangrikste redes waarom vermoedelik deuterium in groot planete soos Jupiter voorkom.
Die mees algemene manier om hierdie isotoop natuurlik te kry, is wanneer dit met waterstof gekombineer word. As dit gebeur, sal dit in die vorm van 'n protium gekombineer word. Wetenskaplikes is geïnteresseerd om te weet wat die verband is tussen die verhouding deuterium en waterstof in verskillende velde van die wetenskap. Dit word wyd bestudeer in takke van die wetenskap, soos sterrekunde of klimatologie. In hierdie takke is daar praktiese hulpmiddels om die heelal en ons atmosfeer te ken en te verstaan.
Eienskappe van deuterium
Ons gaan weet wat die belangrikste eienskappe is wat hierdie isotoop van waterstof het. Die eerste ding wat u moet doen, is om te weet wat 'n isotoop sonder radioaktiewe eienskappe is. Dit beteken dat dit redelik stabiel van aard is. Dit kan gebruik word om waterstof in verskillende chemiese reaksies te vervang. Deur van nature groot stabiliteit te hê, toon 'n ander gedrag as gewone waterstof. Dit gebeur in alle reaksies wat biochemies van aard is. Dit is nodig om te weet voordat u dit vervang, hoewel dit wel bereik kan word deur waterstof in te ruil vir deuterium in chemiese reaksies, moet dit wel bekend wees dat dit anders sal wees.
Wanneer u die twee waterstofatome in water vervang, kan u 'n verbinding kry wat bekend staan ​​as swaar water. Die waterstof wat in die oseaan voorkom, en wat in die vorm van deuterium is dit bied slegs 'n verhouding van 0,016% in verhouding tot protium aan. In die heelal is hierdie isotoop geneig om vinniger te smelt om aanleiding te gee tot helium. As ons deuterium met atomiese suurstof kombineer, sien ons dat dit 'n giftige spesie word. Ten spyte hiervan, en die chemiese eienskappe of baie soortgelyk aan dié van waterstof.
'N Ander eienskap van hierdie isotoop is dat wanneer deuteriumatome by hoë temperature aan die kernfusieproses onderwerp word, groot hoeveelhede energie vrygestel kan word. Dit is die uittog wat u bestudeer het om die kernfusie van ons planeet te kan implementeer. Sommige fisiese eienskappe soos kookpunt, verdampingswarmte, drievoudige punt en digtheid beskik oor groottes groter as dié van waterstof.