Rozdiel medzi deutériom a vodíkom

Deutérium vs. vodík

Atómy toho istého prvku sa môžu líšiť. Tieto rôzne atómy toho istého prvku sa nazývajú izotopy. Líšia sa od seba odlišným počtom neutrónov. Pretože počet neutrónov je odlišný, ich hmotnostné číslo sa tiež líši. Prvky môžu mať niekoľko izotopov. Povaha každého izotopu prispieva k povahe prvku. Deutérium je izotop vodíka a nasledujúci článok popisuje ich rozdiely.

vodík

Vodík je prvý a najmenší prvok v periodickej tabuľke, ktorý je označený ako H. Má jeden elektrón a jeden protón. Je zaradený do skupiny 1 a periódy 1 v periodickej tabuľke z dôvodu jeho konfigurácie elektrónov: 1s¹. Vodík môže prijať elektrón, aby vytvoril záporne nabitý ión, alebo môže elektrón ľahko darovať, aby vytvoril kladne nabitý protón, alebo môže zdieľať elektrón za vzniku kovalentných väzieb. Vďaka tejto schopnosti je vodík prítomný vo veľkom počte molekúl a je to veľmi bohatý prvok na Zemi. Vodík má tri izotopy pomenované ako protium-¹H (bez neutrónov), deutérium-²H (jeden neutrón) a trícium- ³H (dva neutróny). Protium je najhojnejšie spomedzi troch s relatívnym zastúpením asi 99%. Vodík existuje ako diatomická molekula (H₂) v plynnej fáze a je to bezfarebný plyn bez zápachu. Vodík je navyše mimoriadne horľavý plyn a horí s bledomodrým plameňom. Vodík pri normálnej izbovej teplote nie je príliš reaktívny. Pri vysokých teplotách však môže rýchlo reagovať. H₂ je v stave nulovej oxidácie; preto môže pôsobiť ako redukčné činidlo, na redukciu oxidov alebo chloridov kovov a uvoľňovanie kovov. Vodík sa používa v chemickom priemysle, napríklad na výrobu amoniaku v Haberovom procese. Kvapalný vodík sa používa ako palivo v raketách a vozidlách.

deutérium

Deutérium je jedným z izotopov vodíka. Je to stabilný izotop s prirodzeným výskytom 0,015%. V jadre deutéria je protón a neutrón. Preto je ich hmotnostné číslo dva a atómové číslo je jedno. Toto je tiež známe ako ťažký vodík. Deutérium sa zobrazuje ako ²H. Najčastejšie je však zastúpená D. D. Deutérium môže existovať ako diatomická plynná molekula s chemickým vzorcom D₂. Možnosť spojiť sa v prírode s dvoma atómami D je však nízka kvôli malému množstvu deutéria. Preto je väčšinou deutérium naviazané na a ¹Atóm vodíka tvoriaci plyn nazývaný HD (vodík deuterid). Dva atómy deutéria sa môžu viazať pomocou kyslíka za vzniku analógu vody D₂O, ktorý je tiež známy ako ťažká voda. Molekuly s deutériom vykazujú odlišné chemické a fyzikálne vlastnosti ako ich vodíkové analógy. Napríklad deutérium môže prejavovať kinetický izotopový efekt. Deuterované zlúčeniny vykazujú charakteristické rozdiely v NMR, IR a hmotnostnej spektroskopii, a preto sa dajú pomocou týchto metód identifikovať. Deutérium má jednu rotáciu. Takže pri NMR sa deutériovou kopuláciou získa triplet. V IČ spektroskopii absorbuje inú infračervenú frekvenciu ako vodík. V dôsledku veľkého rozdielu v hmotnosti možno hmotovú spektroskopiu rozlíšiť deutérium od vodíka.