דאוטריום הוא איזוטופ של מיני המימן, אשר מיוצג D או 2 H. בשינה בנוסף, זה ניתן בשם המימן כבד, בגלל המסה שלו היא כפול מזה של הפרוטון. איזוטופ הוא מין שמקורו באותו יסוד כימי, אך מספר המסה שלו שונה מזה.
הבחנה זו נובעת מההבדל במספר הנויטרונים שיש לו. Deuterium נחשב לאיזוטופ יציב וניתן למצוא אותו בתרכובות מימן המתרחשות באופן טבעי, אם כי בחלק קטן למדי (פחות מ- 0.02%).
בהתחשב בתכונותיו, הדומות מאוד לאלו של מימן רגיל, הוא יכול להחליף מימן בכל התגובות בהן הוא משתתף, ולהפוך לחומרים שקולים.
מסיבות זו ואחרות, לאיזוטופ זה יש מספר רב של יישומים בתחומי מדע שונים, והופכים לאחד החשובים ביותר.
מִבְנֶה
מבנה הדוטריום מורכב בעיקר על ידי גרעין שיש לו פרוטון וניוטרון, עם משקל אטומי או מסה של בערך 2,014 גרם.
באופן דומה, איזוטופ זה חייב את תגליתו להרולד סי אורי, כימאי מארצות הברית, ולשותפיו פרדיננד בריקוודה וג'ורג 'מרפי, בשנת 1931.
בתמונה העליונה ניתן לראות את ההשוואה בין מבני איזוטופי מימן, הקיימים בצורה של פרוטיום (האיזוטופ השופע ביותר שלו), דויטריום וטריטיום, מסודרים משמאל לימין.
הכנת הדוטריום במצבו הטהור בוצעה בהצלחה לראשונה בשנת 1933, אך מאז שנות החמישים נעשה שימוש בחומר שנמצא בשלב מוצק שהפגין יציבות, המכונה ליתיום deuteride (LiD) מחליפים deuterium and tritium במספר גדול של תגובות כימיות.
במובן זה, נבדק השפע של איזוטופ זה ונצפה כי חלקו במים עשוי להשתנות מעט, תלוי במקור שממנו נלקחת הדגימה.
בנוסף, מחקרי ספקטרוסקופיה קבעו את קיומו של איזוטופ זה בכוכבי לכת אחרים בגלקסיה זו.
כמה עובדות על דברים
כאמור, ההבדל המהותי בין איזוטופי מימן (שהם היחידים אשר נקראו בדרכים שונות) טמון במבנה שלהם, מכיוון שמספר הפרוטונים והניוטרונים במין מעניקים לו את התכונות הכימיות שלו.
מצד שני, הדאוטריום הקיים בתוך גופי הכוכב מסולק במהירות רבה יותר מזו שמקורו.
בנוסף, נחשב שתופעות טבע אחרות מהוות רק כמות זעירה ממנו, ולכן ייצורו ממשיך לעורר עניין גם בימינו.
באופן דומה, סדרת חקירות חשפה כי הרוב המוחלט של האטומים שנוצרו ממין זה מקורו במפץ הגדול; זו הסיבה מדוע נוכחותה נוכחת בכוכבי לכת גדולים כמו יופיטר.
מכיוון שהדרך הנפוצה ביותר להשיג מין זה בטבע היא כאשר הוא משולב במימן בצורה של פרוטיום, הקשר שנוצר בין חלקם של שני המינים בתחומי מדע שונים ממשיך לעורר את העניין של הקהילה המדעית. , כמו אסטרונומיה או אקלים.
נכסים
- זהו איזוטופ נטול מאפיינים רדיואקטיביים; כלומר הוא די יציב באופיו.
- ניתן להשתמש בו כדי להחליף את אטום המימן בתגובות כימיות.
- מין זה מבטא התנהגות שונה ממימן רגיל בתגובות בעלות אופי ביוכימי.
- כאשר שני אטומי המימן מוחלפים במים, מתקבל D 2 O, ולקבל את שם המים הכבדים.
- המימן הקיים באוקיאנוס בצורת deuterium קיים בפרופורציה של 0.016%.
- בכוכבים, לאיזוטופ זה יש נטייה להתמזג במהירות ולהוליד הליום.
- D 2 O הוא מין רעיל, אם כי תכונותיו הכימיות דומות מאוד לאלו של H 2
- כאשר אטומי deuterium עוברים תהליך היתוך גרעיני בטמפרטורות גבוהות, משתחררים כמויות גדולות של אנרגיה.
- לתכונות פיזיקליות כמו נקודת רתיחה, צפיפות, חום אידוי, נקודה משולשת, בין היתר, יש סדר גודל גבוה יותר במולקולות דויטריום (D 2 ) מאשר במולקולות מימן (H 2 ).
- הצורה הנפוצה ביותר בה היא נמצאת קשורה לאטום מימן, שמקורו במימן deuteride (HD).
יישומים
בשל תכונותיו משתמשים בדוטריום במגוון רחב של יישומים בהם מעורב מימן. חלק מהשימושים הללו מתוארים להלן:
- בתחום הביוכימיה הוא משמש בסימון איזוטופי, המורכב מ"סימון "מדגם עם האיזוטופ שנבחר כדי להתחקות אחריו במעבר דרך מערכת ספציפית.
- בכורים גרעיניים המבצעים תגובות היתוך משתמשים בהם כדי להפחית את המהירות שבה נייטרונים נעים ללא הספיגה הגבוהה של אלה שמציג מימן רגיל.
- באזור של תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ממיסים המבוססים על דאוטריום משמשים להשגת דגימות מסוג זה של ספקטרוסקופיה ללא נוכחות של הפרעות המתרחשות בעת שימוש בממיסים מוקשים.
- בתחום הביולוגיה נחקרים מקרומולקולות באמצעות טכניקות פיזור נויטרונים, בהן משתמשים בדגימות המסופקות עם דיאוטריום להפחתה משמעותית של רעש בתכונות ניגודיות אלה.
- בתחום הפרמקולוגיה, משתמשים בהחלפת מימן לדאוטריום כתוצאה מההשפעה האיזוטופית הקינטית הנוצרת ומאפשרת לתרופות אלו זמן מחצית חיים ארוך יותר.
הפניות
- בריטניקה, א '(נ'). דברים. התאושש מ- britannica.com
- ויקיפדיה. (sf). דברים. נשלח מ- en.wikipedia.org
- צ'אנג, ר '(2007). כימיה, מהדורה תשיעית. מקסיקו: מקגרו-היל.
- היפרפיזיקה. (sf). שפע של דברים. התאושש מ- hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- מחשבה. (sf). עובדות דברים. נשלח מ- thoughtco.com