Erinevus deuteeriumi ja vesiniku vahel

Deuteerium vs vesinik

Sama elemendi aatomid võivad olla erinevad. Neid sama elemendi erinevaid aatomeid nimetatakse isotoopideks. Nad erinevad üksteisest selle poolest, et neil on erinev arv neutroneid. Kuna neutronite arv on erinev, erineb ka nende massiarv. Elementidel võib olla mitu isotoopi. Iga isotoobi olemus aitab kaasa elemendi olemusele. Deuteerium on vesiniku isotoop ja järgmises artiklis kirjeldatakse nende erinevusi.

Vesinik

Vesinik on perioodilise tabeli esimene ja väikseim element, mida tähistatakse H. Sellel on üks elektron ja üks prooton. Periooditabelis on see liigitatud rühma 1 ja perioodi 1 alla elektronide konfiguratsiooni tõttu: 1 s¹. Vesinik võib võtta negatiivselt laetud iooni moodustamiseks elektroni või kergesti annetada selle positiivse laenguga prootoni saamiseks või jagada elektroni kovalentsete sidemete moodustamiseks. Selle võime tõttu on vesinik paljudes molekulides ja see on maakeral väga rikkalik element. Vesinikul on kolm isotoopi, mida nimetatakse protiumiks-¹H (neutroniteta), deuteerium-²H (üks neutron) ja triitium- ³H (kaks neutronit). Protium on kõige arvukam kolme hulgas, mille suhteline arvukus on umbes 99%. Vesinik eksisteerib diatomilise molekulina (H₂) gaasifaasis ja see on värvitu lõhnatu gaas. Lisaks on vesinik eriti tuleohtlik gaas ja põleb kahvatusinise leegiga. Vesinik ei ole normaalsel toatemperatuuril eriti reaktiivne. Kuid kõrgetel temperatuuridel võib see kiiresti reageerida. H₂ on null oksüdatsiooni olekus; seetõttu võib see toimida redutseerijana, metalli oksiidide või kloriidide redutseerimiseks ja metallide vabastamiseks. Vesinikku kasutatakse keemiatööstuses, näiteks ammoniaagi tootmiseks Haberi protsessis. Vedel vesinikku kasutatakse kütusena rakettides ja sõidukites.

Deuteerium

Deuteerium on üks vesiniku isotoope. See on stabiilne isotoop, mille looduslik arvukus on 0,015%. Deuteeriumi tuumas on prooton ja neutron. Seetõttu on selle massiarv kaks ja aatomnumber üks. Seda nimetatakse ka raskeks vesinikuks. Deuteeriumi kuvatakse kui ²H. Kuid kõige sagedamini on see esindatud D. Deuteerium võib eksisteerida diatomilise gaasilise molekulina, mille keemiline valem on D₂. Looduses kahe D-aatomi ühendamise võimalus on aga deuteeriumi madalama arvukuse tõttu väike. Seetõttu on enamasti deuteerium seotud a-ga ¹H-aatom valmistab gaasi, mida nimetatakse HD (vesinikdeuteriidiks). Kaks deuteeriumi aatomit võivad hapnikuga seonduda, moodustades vee analoogi D₂O, mida tuntakse ka kui rasket vett. Deuteeriumiga molekulidel on erinevad keemilised ja füüsikalised omadused kui nende vesinikuanaloogil. Näiteks võib deuteerium avaldada kineetilist isotoobi efekti. Deuteeritud ühenditel on iseloomulikud erinevused NMR, IR ja massispektroskoopia osas, seetõttu saab neid meetodeid kasutades tuvastada. Deuteeriumil on üks spinn. Nii et NMR-s annab deuteeriumühendus kolmiku. IR-spektroskoopia neelab erinevat IR-sagedust kui vesinik. Suure massierinevuse tõttu saab massispektroskoopias deuteeriumi vesinikust eristada.