โครงสร้างดิวเทอเรียมคุณสมบัติและการใช้ประโยชน์

 ธาตุไฮโดรเจนชนิดหนัก เป็นหนึ่งในสายพันธุ์ไอโซโทปของไฮโดรเจนซึ่งถูกแทนด้วย D หรือ ²H. นอกจากนี้มันยังได้รับชื่อไฮโดรเจนหนักเนื่องจากมวลของมันนั้นเป็นสองเท่าของโปรตอน ไอโซโทปเป็นสปีชีส์ที่มาจากองค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน แต่มีจำนวนมวลแตกต่างจากนี้.

ความแตกต่างนี้เกิดจากความแตกต่างของจำนวนนิวตรอนที่มันมี ดิวเทอเรียมนั้นถือว่าเป็นไอโซโทปที่เสถียรและสามารถพบได้ในสารประกอบที่เกิดจากไฮโดรเจนของแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติแม้ว่าจะมีสัดส่วนที่ค่อนข้างเล็ก (น้อยกว่า 0.02%).

เมื่อพิจารณาถึงคุณสมบัติคล้ายกับไฮโดรเจนทั่วไปสามารถแทนที่ไฮโดรเจนในปฏิกิริยาทั้งหมดที่มีส่วนร่วมกลายเป็นสารที่เทียบเท่ากัน.

ด้วยเหตุผลนี้และอื่น ๆ ไอโซโทปนี้มีแอปพลิเคชั่นจำนวนมากในสาขาวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันซึ่งกลายเป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
  • 1.1 ข้อเท็จจริงบางประการเกี่ยวกับดิวทีเรียม
• 2 คุณสมบัติ
• 3 ใช้
• 4 อ้างอิง

โครงสร้าง

โครงสร้างของดิวทีเรียมนั้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีโปรตอนและนิวตรอนโดยมีน้ำหนักอะตอมหรือมวลประมาณ 2.014 กรัม.

ในทำนองเดียวกันไอโซโทปนี้เป็นหนี้การค้นพบของแฮโรลด์ซีอูเรย์นักเคมีชาวอเมริกันและผู้ร่วมงานของเขาเฟอร์ดินานด์บริดเวดด์และจอร์จเมอร์ฟีในปี 2474.

ในภาพด้านบนคุณสามารถดูการเปรียบเทียบระหว่างโครงสร้างของไอโซโทปของไฮโดรเจนซึ่งมีอยู่ในรูปแบบของโพรเทียม (ไอโซโทปที่มีมากที่สุด), ดิวเทอเรียมและไอโซโทปซึ่งเรียงจากซ้ายไปขวา.

การเตรียมดิวเทอเรียมในสถานะบริสุทธิ์ได้ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในปี 1933 แต่ตั้งแต่ปี 1950 มีการใช้สารในโซลิดสเตตและแสดงให้เห็นถึงความเสถียรเรียกว่าลิเทียมดีเทอไรด์ (LiD) แทนที่ดิวทีเรียมและไอโซโทปในปฏิกิริยาเคมีจำนวนมาก.

ในแง่นี้ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปนี้ได้รับการศึกษาและพบว่าสัดส่วนของมันในน้ำอาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของตัวอย่าง.

นอกจากนี้การศึกษาทางสเปกโทรสโกได้พิจารณาการมีอยู่ของไอโซโทปนี้ในดาวเคราะห์ดวงอื่นของกาแลคซีนี้.

ข้อเท็จจริงบางอย่างเกี่ยวกับดิวทีเรียม

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างไอโซโทปของไฮโดรเจน (ซึ่งเป็นสิ่งเดียวที่ได้รับการตั้งชื่อในรูปแบบต่าง ๆ ) อยู่ในโครงสร้างของมันเพราะจำนวนของโปรตอนและนิวตรอนของสปีชีส์ทำให้คุณสมบัติทางเคมีของมัน.

ในทางตรงกันข้ามดิวทีเรียมที่มีอยู่ในร่างของดาวฤกษ์จะถูกกำจัดด้วยความเร็วที่สูงกว่าที่เกิดขึ้น.

นอกจากนี้ยังมีการพิจารณาว่าปรากฏการณ์อื่น ๆ ของธรรมชาติก่อตัวขึ้นในปริมาณที่เท่ากันสาเหตุที่การผลิตยังคงสร้างความสนใจในปัจจุบัน.

ในทำนองเดียวกันชุดสืบสวนได้เปิดเผยว่าอะตอมส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นจากสายพันธุ์นี้มีต้นกำเนิดในบิ๊กแบง นี่คือเหตุผลที่การปรากฏตัวของมันถูกสังเกตเห็นในดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เช่นดาวพฤหัสบดี.

เป็นวิธีที่พบมากที่สุดในการบรรลุชนิดนี้ในธรรมชาติคือเมื่อมันรวมกับไฮโดรเจนในรูปแบบของ protium ความสัมพันธ์ระหว่างสัดส่วนของทั้งสองชนิดในพื้นที่ต่าง ๆ ของวิทยาศาสตร์ยังคงกระตุ้นความสนใจของชุมชนวิทยาศาสตร์ เช่นดาราศาสตร์หรืออุตุนิยมวิทยา.

สรรพคุณ

- เป็นไอโซโทปที่ขาดคุณสมบัติของสารกัมมันตรังสี นั่นคือมันค่อนข้างมีเสถียรภาพในธรรมชาติ.

- สามารถใช้แทนไฮโดรเจนอะตอมในปฏิกิริยาทางเคมี.

- สปีชีส์นี้แสดงพฤติกรรมที่แตกต่างจากไฮโดรเจนธรรมดาในปฏิกิริยาของธรรมชาติทางชีวเคมี.

- เมื่อคุณเปลี่ยนอะตอมไฮโดรเจนสองตัวในน้ำคุณจะได้ D₂หรือได้รับชื่อของน้ำหนัก.

- ไฮโดรเจนที่มีอยู่ในมหาสมุทรที่อยู่ในรูปของดิวทีเรียมนั้นมีสัดส่วน 0.016% เมื่อเทียบกับโปรตรอน.

- ในดาวไอโซโทปนี้มีแนวโน้มที่จะรวมอย่างรวดเร็วเพื่อก่อให้เกิดฮีเลียม.

- The D₂หรือเป็นพิษชนิดแม้ว่าคุณสมบัติทางเคมีของมันจะคล้ายกับของ H₂

- เมื่ออะตอมดิวทีเรียมอยู่ภายใต้กระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชั่นที่อุณหภูมิสูงการปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากจะได้รับ.

- คุณสมบัติทางกายภาพเช่นจุดเดือด, ความหนาแน่น, ความร้อนของการระเหย, จุดสามจุด, และอื่น ๆ มีขนาดใหญ่กว่าในโมเลกุลดิวเทอเรียม (D)₂) มากกว่าในไฮโดรเจน (H₂).

- รูปแบบที่พบมากที่สุดที่พบมีการเชื่อมโยงกับอะตอมไฮโดรเจนกำเนิดไฮโดรเจน deuteride (HD).

การใช้งาน

เนื่องจากคุณสมบัติของมันดิวเทอเรียมจึงถูกนำไปใช้งานในหลากหลายรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรเจน การใช้งานบางส่วนมีการอธิบายไว้ด้านล่าง:

- ในสาขาวิชาชีวเคมีมันถูกใช้ในการทำฉลากไอโซโทปซึ่งประกอบด้วย "การทำเครื่องหมาย" ตัวอย่างที่มีไอโซโทปที่เลือกเพื่อติดตามมันผ่านทางของมันผ่านระบบที่กำหนด.

- ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ทำปฏิกิริยาฟิวชั่นจะใช้เพื่อลดความเร็วในการเคลื่อนที่ของนิวตรอนโดยไม่มีการดูดซับสูงของเหล่านี้ที่มีไฮโดรเจนธรรมดา.

- ในพื้นที่ของตัวทำละลายเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) ตัวทำละลายที่ใช้ดิวเทอเรียมเพื่อรับตัวอย่างของสเปกโทรสโกปีชนิดนี้โดยไม่มีการแทรกสอดที่เกิดขึ้นเมื่อใช้ตัวทำละลายแบบไฮโดรเจน.

- ในสาขาวิชาชีววิทยาโมเลกุลของแมคโครโมเลกุลจะถูกศึกษาโดยใช้เทคนิคการกระเจิงของนิวตรอนซึ่งตัวอย่างที่มีดิวเทอเรียมถูกนำมาใช้เพื่อลดเสียงรบกวนในคุณสมบัติความคมชัดเหล่านี้.

- ในส่วนของเภสัชวิทยาการใช้ไฮโดรเจนแทนดิวทีเรียมแทนดิวทีเรียมนั้นใช้สำหรับผลของไอโซโทปจลน์ที่สร้างขึ้นและทำให้ยาเหล่านี้มีอายุครึ่งชีวิตที่ยาวนานขึ้น.

การอ้างอิง

1. Britannica, E. (s.f. ) ธาตุไฮโดรเจนชนิดหนัก กู้คืนจาก britannica.com
2. วิกิพีเดีย ( N.d. ) ธาตุไฮโดรเจนชนิดหนัก สืบค้นจาก en.wikipedia.org
3. ช้างอาร์ (2550) เคมีรุ่นที่เก้า เม็กซิโก: McGraw-Hill.
4. Hyperphysics ( N.d. ) ดิวเทอเรียมชุกชุม สืบค้นจาก hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
5. ThoughtCo ( N.d. ) ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับดิวเทอเรียม ดึงมาจาก thinkco.com