Barcha elementlarning asosiy birligi atomlarga ega va atomda uchta asosiy zarrachalar mavjud, ular manfiy zaryadlangan elektronlar, musbat zaryadlangan protonlar va neytral zarrachalarning neytronlaridir. Yadroda mavjud bo'lgan proton va neytronlar soni elementlarning massa soni, protonlar soni esa atom raqami deb ataladi. Atomlarida protonlar soni bir xil, ammo neytronlar soni har xil bo'lgan bir xil elementlarga izotoplar deyiladi. Masalan, vodorod uchta izotopga ega. Bu nol neytronli vodorod, bitta neytronni o'z ichiga olgan deyteriy va tritiy - ikkita neytronni o'z ichiga oladi. Ushbu maqola og‘ir vodorod deb ham ataladigan deyteriy deb ataladigan vodorod izotopi haqida bo‘ladi.
Deyteriy nima?
Deyteriy vodorodning izotopi boʻlib, vodoroddan bir neytron bilan farq qiladi. Odatda, vodorodda faqat bitta proton, deyteriyda bitta proton va bitta neytron mavjud. U reaktsiyalarda keng qo'llaniladibo'linish.
Deyteriy (kimyoviy belgisi D yoki ²H) tabiatda juda oz miqdorda topilgan vodorodning barqaror izotopidir. Deytron deb ataladigan deyteriy yadrosi bitta proton va bitta neytronni o'z ichiga oladi, juda keng tarqalgan vodorod yadrosi esa faqat bitta protonni o'z ichiga oladi va neytronlar yo'q. Shuning uchun deyteriyning har bir atomi oddiy vodorod atomidan taxminan ikki baravar ko'p massaga ega va deyteriy og'ir vodorod deb ham ataladi. Oddiy vodorod atomlari deyteriy atomlari bilan almashtirilgan suv og'ir suv deb ataladi.
Asosiy xususiyatlar
Deyteriyning izotopik massasi - 2, 014102 birlik. Deyteriy barqaror yarimparchalanish davriga ega, chunki u barqaror izotopdir.
Deyteriyning ortiqcha energiyasi 13135,720 ± 0,001 keV ni tashkil qiladi. Deyteriy yadrosi uchun bog'lanish energiyasi 2224,52 ± 0,20 keV ni tashkil qiladi. Deyteriy kislorod bilan qoʻshilib, ogʻir suv deb ham ataladigan D2O (2H2O) hosil qiladi. Deyteriy radioaktiv izotop emas.
Deyteriy salomatlik uchun xavfli emas, lekin yadroviy qurol yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Deyteriy sun'iy ravishda ishlab chiqarilmaydi, chunki u tabiiy ravishda okean suvida juda ko'p va odamlarning ko'p avlodlariga xizmat qilishi mumkin. U okeandan sentrifugalash orqali olinadi.
Ogʻir vodorod
Ogʻir vodorod - deyteriy va tritiy kabi vodorodning yuqori izotoplarining har qandayining nomi. Ammo ko'pincha u deuterium uchun ishlatiladi. Uning atom massasitaxminan 2 va uning yadrosida 1 proton va 1 neytron mavjud. Shunday qilib, uning massasi oddiy vodoroddan ikki baravar ko'p. Deyteriydagi ortiqcha neytron uni oddiy vodoroddan og'irroq qiladi, shuning uchun u og'ir vodorod deb ataladi.
Ogʻir vodorod 1931-yilda Garold Urey tomonidan kashf etilgan - bu kashfiyot 1934-yilda kimyo boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻlgan. Urey molekulyar vodorod (H2) va deyteriy (HD) bilan almashtirilgan bitta vodorod atomi bilan mos keladigan molekulaning bug 'bosimi o'rtasidagi farqni va shuning uchun suyuq vodorodni distillash orqali bu moddalarni ajratish imkoniyatini bashorat qildi. Suyuq vodorodni distillashdan qolgan qoldiqda deyteriy topilgan. Uni sof shaklda G. N. Lyuis elektrolitik kontsentratsiya usulidan foydalangan holda. Suv elektrlashtirilganda vodorod gazi hosil bo'ladi, u oz miqdorda deyteriyni o'z ichiga oladi, shuning uchun deyteriy suvda to'planadi. Davomli elektroliz natijasida suv miqdori asl hajmining yuz mingdan bir qismigacha kamaytirilganda og'ir suv deb nomlanuvchi deyarli sof deyteriy oksidi hosil bo'ladi. Bu og'ir suv tayyorlash usuli Ikkinchi Jahon urushi paytida ishlatilgan.
Etimologiya va kimyoviy belgi
"Deyterium" nomi yunoncha deuteros so'zidan kelib chiqqan bo'lib, "ikkinchi" degan ma'noni anglatadi. Bu shuni ko'rsatadiki, ikkita zarrachadan iborat atom yadrosi bilan deyteriy oddiy (yoki engil) vodoroddan keyingi ikkinchi izotopdir.
Deyteriy koʻpincha kimyoviy bilan belgilanadibelgisi D. Massa soni 2 boʻlgan vodorodning izotopi sifatida u H koʻrinishida ham ifodalanadi. Deyteriy formulasi 2H. Xalqaro sof va amaliy kimyo ittifoqi (IUPAC) D va H ga ham ruxsat beradi, lekin H ga afzallik beriladi.
Suvdan deyteriyni qanday olish mumkin?
Suvda deyteriy konsentratsiyasining an'anaviy usuli vodorod sulfidi gazida izotop almashinuvidan foydalanadi, ammo yaxshiroq usullar ishlab chiqilmoqda. Vodorodning turli izotoplarini ajratish gaz xromatografiyasi va kriogen distillash yordamida ham amalga oshirilishi mumkin, bu izotoplarni ajratish uchun fizik xususiyatlardagi farqlardan foydalanadi.
Deyteriy suvi
Deyteriy suvi, ogʻir suv deb ham ataladi, oddiy suvga oʻxshaydi. U deyteriy va kislorod birikmasidan hosil bo'ladi va 2H2O sifatida belgilanadi. Deyteriy suvi oddiy suvga qaraganda yopishqoqroq. Og'ir suv oddiy suvdan 10,6% zichroq, shuning uchun og'ir suvning muzlari oddiy suvda cho'kadi. Ba'zi hayvonlar uchun deyteriy suvi zaharli, boshqalari esa og'ir suvda omon qolishi mumkin, ammo unda oddiy suvga qaraganda sekinroq rivojlanadi. Deyteriy suvi radioaktiv emas. Inson tanasida taxminan 5 gramm deyteriy mavjud va u zararsizdir. Agar og'ir suv tanaga ko'p miqdorda kirsa (masalan, tanadagi suvning taxminan 50% og'ir bo'lib qoladi), bu hujayralar faoliyatining buzilishiga va oxir-oqibat o'limga olib kelishi mumkin.
Ogʻir suvdagi farqlar:
- Muzlash nuqtasi 3,82°C.
- Haroratqaynash nuqtasi 101,4 °C.
- Ogʻir suvning zichligi 1,1056 g/ml (normal suv 0,9982 g/ml).
- Ogʻir suvning pH darajasi 7.43 (normal suv 6.9996).
- Oddiy suv va ogʻir suv oʻrtasida taʼm va hidda bir oz farq bor.
Deyteriydan foydalanish
Olimlar deyteriy va uning birikmalaridan koʻp foydalanish usullarini ishlab chiqdilar. Misol uchun, deyteriy kimyoviy reaktsiyalar va metabolik yo'llarni o'rganish uchun radioaktiv bo'lmagan izotop izdoshidir. Bundan tashqari, neytronlarning tarqalishi yordamida makromolekulalarni o'rganish uchun foydalidir. Deyterlangan erituvchilar (masalan, og'ir suv) odatda yadro magnit-rezonans (NMR) spektroskopiyasida qo'llaniladi, chunki bu erituvchilar o'rganilayotgan birikmalarning NMR spektrlariga ta'sir qilmaydi. Deyterlangan birikmalar femtosekundli infraqizil spektroskopiya uchun ham foydalidir. Deyteriy, shuningdek, yadroviy sintez reaktsiyalari uchun yoqilg'i bo'lib, bir kun kelib sanoat miqyosida elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.
