Deuterium vs vesinik
Sama elemendi aatomid võivad olla erinevad. Neid sama elemendi erinevaid aatomeid nimetatakse isotoopideks. Need erinevad üksteisest erineva neutronite arvu poolest. Kuna neutronite arv on erinev, erineb ka nende massiarv. Elementidel võib olla mitu isotoopi. Iga isotoobi olemus mõjutab elemendi olemust. Deuteerium on vesiniku isotoop ja järgmises artiklis kirjeldatakse nende erinevusi.
Vesinik
Vesinik on perioodilisuse tabeli esimene ja väikseim element, mida tähistatakse kui H. Sellel on üks elektron ja üks prooton. Perioodilises tabelis on see elektronkonfiguratsiooni tõttu liigitatud 1. rühma ja perioodi 1 alla: 1s1 Vesinik võib endasse võtta elektroni, moodustades negatiivselt laetud iooni, või võib elektroni kergesti loovutada. toota positiivselt laetud prootonit 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 protium-1H (neutroniteta), deuteerium-2H (üks neutron) ja triitium- 3H (kaks neutronit). Protium on kolme hulgas kõige rikkalikum, suhteline arvukus on umbes 99%. Vesinik eksisteerib gaasifaasis kaheaatomilise molekulina (H2) ja see on värvitu ja lõhnatu gaas. Lisaks on vesinik väga tuleohtlik gaas ja see põleb helesinise leegiga. Vesinik ei ole normaalsel toatemperatuuril eriti reaktiivne. Kuid kõrgel temperatuuril võib see kiiresti reageerida. H2 on oksüdatsiooni olekus null; seetõttu võib see toimida redutseeriva ainena, redutseerida metallioksiide või kloriide ja vabastada metalle. Vesinikku kasutatakse keemiatööstuses, näiteks ammoniaagi tootmiseks Haberi protsessis. Vedelat vesinikku kasutatakse kütusena rakettides ja sõidukites.
Deuterium
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 aatomarv üks. Seda tuntakse ka kui rasket vesinikku. Deuteerium on näidatud kui 2H. Enamasti on see aga esindatud D-ga. Deuteerium võib eksisteerida kaheaatomilise gaasimolekulina keemilise valemiga D2 Kahe D-aatomi ühinemise võimalus looduses on aga väiksema arvukuse tõttu väike deuteeriumist. Seetõttu on enamasti deuteerium seotud 1H aatomiga, moodustades gaasi, mida nimetatakse HD-ks (vesinikdeuteriid). Kaks deuteeriumiaatomit võivad seostuda hapnikuga, moodustades veeanaloogi D2O, mida tuntakse ka raske veena. Deuteeriumi molekulidel on erinevad keemilised ja füüsikalised omadused kui nende vesiniku analoogidel. Näiteks võib deuteeriumil olla kineetiline isotoopefekt. Deutereeritud ühenditel on iseloomulikud erinevused TMR-i, IR-i ja massispektroskoopias, mistõttu saab neid identifitseerida nende meetoditega. Deuteeriumi pöörlemissagedus on üks. Nii et NMR-is annab deuteeriumi sidumine tripleti. See neelab infrapunaspektroskoopias erinevat IR-sagedust kui vesinik. Suure massierinevuse tõttu saab massispektroskoopias deuteeriumi eristada vesinikust.
Mis vahe on vesinikul ja deuteeriumil?
• Deuteerium on vesiniku isotoop.
• Võrreldes teiste vesiniku isotoopidega on deuteeriumi massiarv kaks (tuumas üks neutron ja üks prooton).
• Vesiniku aatommass on 1,007947, samas kui deuteeriumi mass on 2,014102.
• Kui vesiniku asemel lisatakse molekulidesse deuteerium, erinevad teatud omadused, nagu sideme energia ja sideme pikkus.
