Starpība starp deitēriju un ūdeņradi

Deitērijs pret ūdeņradi

Viena un tā paša elementa atomi var būt dažādi. Šos atšķirīgos viena un tā paša elementa atomus sauc par izotopiem. Viņi atšķiras viens no otra ar atšķirīgu neitronu skaitu. Tā kā neitronu skaits ir atšķirīgs, atšķiras arī to masu skaits. Elementiem var būt vairāki izotopi. Katra izotipa raksturs veicina elementa raksturu. Deitērijs ir ūdeņraža izotops, un nākamajā rakstā aprakstītas to atšķirības.

Ūdeņradis

Ūdeņradis ir pirmais un mazākais elements periodiskajā tabulā, ko apzīmē ar H. Tam ir viens elektrons un viens protons. Periodiskajā tabulā tas ir iedalīts 1. grupā un 1. periodā, ņemot vērā tā elektronu konfigurāciju: 1s¹. Ūdeņradis var aizņemt elektronu, veidojot negatīvi lādētu jonu, vai arī var viegli ziedot elektronu, lai iegūtu pozitīvi lādētu protonu, vai dalīties ar elektronu, veidojot kovalentās saites. Šīs spējas dēļ ūdeņradis atrodas daudzās molekulās, un tas ir ļoti bagātīgs elements uz zemes. Ūdeņradim ir trīs izotopi, kas nosaukti par protium-¹H (bez neitroniem), deitērijs-²H (viens neitrons) un tritijs- ³H (divi neitroni). Protium ir visbagātākais no trim, kam ir aptuveni 99% relatīvā pārpilnība. Ūdeņradis pastāv kā diatomiska molekula (H₂) gāzes fāzē, un tā ir bezkrāsaina gāze bez smaržas. Turklāt ūdeņradis ir īpaši viegli uzliesmojoša gāze, un tas deg ar gaiši zilu liesmu. Ūdeņradis normālā istabas temperatūrā nav ļoti reaģējošs. Tomēr augstā temperatūrā tas var ātri reaģēt. H₂ ir nulles oksidācijas stāvoklī; tāpēc tas var darboties kā reducētājs, lai samazinātu metālu oksīdus vai hlorīdus un atbrīvotu metālus. Ūdeņradi izmanto ķīmiskajā rūpniecībā, piemēram, amonjaka ražošanai Hābera procesā. Šķidro ūdeņradi izmanto kā degvielu raķetēs un transporta līdzekļos.

Deitērijs

Deitērijs ir viens no ūdeņraža izotopiem. Tas ir stabils izotops ar 0,015% dabisko pārpilnību. Deitērija kodolā ir protons un neitrons. Tāpēc tā masas skaitlis ir divi, un atomu skaitlis ir viens. To sauc arī par smago ūdeņradi. Deitērijs tiek parādīts kā ²H. Bet visbiežāk to attēlo ar D. Deitērijs var pastāvēt kā diatomiska gāzveida molekula ar ķīmisko formulu D₂. Tomēr dabā divu D atomu pievienošanās iespēja ir maza, jo zemāks deitērija daudzums. Tāpēc lielākoties deitērijs ir saistīts ar a ¹H atoms veido gāzi, ko sauc par HD (ūdeņraža deuterīds). Divi deitērija atomi var saistīties ar skābekli, veidojot ūdens analogu D₂O, ko sauc arī par smago ūdeni. Molekulām ar deitēriju ir atšķirīgas ķīmiskās un fizikālās īpašības nekā ūdeņraža analogiem. Piemēram, deitērijam var būt kinētiskā izotopu ietekme. Deiterētiem savienojumiem ir raksturīgas atšķirības NMR, IR un masu spektroskopijā, tāpēc tos var identificēt, izmantojot šīs metodes. Deitērijam ir viena griešanās spēja. Tātad NMR deitērija savienojums dod tripletu. IR spektroskopijā tas absorbē atšķirīgu IR frekvenci nekā ūdeņradis. Lielās masas atšķirības dēļ masas spektroskopijā deitēriju var atšķirt no ūdeņraža.