Txhua lub ntsiab lus muaj atoms raws li lawv cov chav tsev, thiab ib lub atom muaj peb qhov tseem ceeb, uas yog cov electrons tsis zoo, them nyiaj protons, thiab neutrons ntawm cov khoom nruab nrab. Tus naj npawb ntawm cov protons thiab neutrons tam sim no nyob rau hauv lub nucleus yog hu ua tus lej ntawm cov ntsiab lus, thiab tus naj npawb ntawm protons hu ua tus lej atomic. Tib lub ntsiab lus uas nws cov atoms muaj tib tus lej ntawm cov protons tab sis cov lej sib txawv ntawm cov neutrons hu ua isotopes. Ib qho piv txwv yog hydrogen, uas muaj peb isotopes. Qhov no yog hydrogen nrog xoom neutrons, deuterium muaj ib tug neutron, thiab tritium - nws muaj ob neutrons. Kab lus no yuav tsom mus rau ib qho isotope ntawm hydrogen hu ua deuterium, tseem hu ua hnyav hydrogen.
Dab tsi yog deuterium?
Deuterium yog ib qho isotope ntawm hydrogen uas txawv ntawm hydrogen los ntawm ib tug neutron. Feem ntau, hydrogen tsuas muaj ib tug proton, thaum deuterium muaj ib tug proton thiab ib tug neutron. Nws yog dav siv hauv cov tshuaj tiv thaivdivision.
Deuterium (cov cim tshuaj D lossis ²H) yog ib qho isotope ruaj khov ntawm hydrogen pom nyob rau hauv qhov me me heev. Lub deuterium nucleus, hu ua deuteron, muaj ib tug proton thiab ib tug neutron, thaum ntau ntau hydrogen nucleus muaj tsuas yog ib tug proton thiab tsis muaj neutrons. Yog li ntawd, txhua lub atom ntawm deuterium muaj ib qho loj uas yog kwv yees li ob zaug ntawm ib qho atom hydrogen, thiab deuterium kuj hu ua hnyav hydrogen. Cov dej uas zoo tib yam hydrogen atoms hloov los ntawm deuterium atoms hu ua dej hnyav.
Key Features
Isotopic loj ntawm deuterium - 2, 014102 units. Deuterium muaj ib nrab-lub neej ruaj khov vim nws yog ib qho isotope ruaj khov.
Lub zog ntawm deuterium yog 13,135.720 ± 0.001 keV. Lub zog khi rau lub deuterium nucleus yog 2224.52 ± 0.20 keV. Deuterium ua ke nrog oxygen los ua D2O (2H2O), tseem hu ua dej hnyav. Deuterium tsis yog radioactive isotope.
Deuterium tsis txaus ntshai rau kev noj qab haus huv, tab sis tuaj yeem siv los tsim riam phom nuclear. Deuterium tsis yog tsim tawm, vim nws muaj ntau nyob hauv dej hiav txwv thiab tuaj yeem pab ntau tiam neeg. Nws tau muab rho tawm los ntawm dej hiav txwv siv cov txheej txheem centrifugation.
Hnyav hydrogen
Hnyav hydrogen yog lub npe ntawm ib qho ntawm cov isotopes siab dua ntawm hydrogen, xws li deuterium thiab tritium. Tab sis ntau zaus nws yog siv rau deuterium. Nws atomic mass yogtxog 2, thiab nws cov nucleus muaj 1 proton thiab 1 neutron. Yog li, nws qhov hnyav yog ob npaug ntawm qhov qub hydrogen. Qhov ntxiv neutron nyob rau hauv deuterium ua rau nws hnyav dua li ib txwm hydrogen, uas yog vim li cas nws thiaj li hu ua hnyav hydrogen.
Hnyav hydrogen tau tshawb pom los ntawm Harold Urey hauv xyoo 1931 - qhov kev tshawb pom no tau txais txiaj ntsig Nobel nqi zog hauv Chemistry hauv xyoo 1934. Urey tau kwv yees qhov sib txawv ntawm qhov vapor siab ntawm molecular hydrogen (H2) thiab cov molecule sib thooj nrog ib qho hydrogen atom hloov los ntawm deuterium (HD), thiab yog li muaj peev xwm cais cov tshuaj no los ntawm distillation ntawm kua hydrogen. Deuterium tau pom nyob rau hauv cov seem los ntawm distillation ntawm cov kua hydrogen. Nws tau npaj rau hauv nws daim ntawv ntshiab los ntawm G. N. Lewis siv cov txheej txheem electrolytic concentration. Thaum dej yog hluav taws xob, hydrogen gas tsim, uas muaj me me ntawm deuterium, yog li deuterium yog concentrated hauv dej. Thaum cov dej raug txo kom txog li ib puas txhiab ntawm nws qhov ntim thawj zaug los ntawm kev txuas ntxiv electrolysis, ze li ntawm deuterium oxide, hu ua dej hnyav, tau muab. Txoj kev npaj dej hnyav no tau siv thaum Ntiaj Teb Tsov Rog II.
Etymology thiab tshuaj cim
Lub npe "deuterium" los ntawm Greek lo lus deuteros, uas txhais tau tias "thib ob". Qhov no qhia tau hais tias nrog lub atomic nucleus uas muaj ob qhov, deuterium yog qhov thib ob isotope tom qab zoo tib yam (los yog lub teeb) hydrogen.
Deuterium feem ntau txhais los ntawm cov tshuajcim D. Raws li ib tug isotope ntawm hydrogen nrog ib tug loj tus naj npawb ntawm 2, nws kuj yog sawv cev raws li H. Cov mis rau deuterium yog 2H. Lub International Union ntawm Pure and Applied Chemistry (IUPAC) tso cai rau D thiab H, txawm hais tias H yog qhov nyiam.
Yuav ua li cas thiaj tau deuterium los ntawm dej?
Txoj kev niaj hnub ntawm kev tsom mus rau deuterium hauv dej siv isotope pauv hauv hydrogen sulfide roj, txawm hais tias txoj kev zoo dua tau tsim. Kev sib cais ntawm cov isotopes sib txawv ntawm hydrogen tuaj yeem ua tiav siv cov roj chromatography thiab cryogenic distillation, uas siv qhov sib txawv ntawm lub cev lub cev kom cais cov isotopes.
YDeuterium dej
Deuterium dej, tseem hu ua dej hnyav, zoo ib yam li dej zoo tib yam. Nws yog tsim los ntawm kev sib xyaw ntawm deuterium thiab oxygen thiab raug xaiv raws li 2H2O. Deuterium dej yog viscos ntau dua li dej li niaj zaus. Cov dej hnyav yog 10.6% denser dua li cov dej zoo tib yam, yog li cov dej khov ntawm cov dej hnyav hauv cov dej zoo tib yam. Rau qee cov tsiaj, dej deuterium yog tshuaj lom, thaum lwm tus tuaj yeem muaj sia nyob hauv cov dej hnyav, tab sis yuav loj hlob qeeb hauv nws dua li hauv dej ib txwm muaj. Deuterium dej tsis yog radioactive. Tib neeg lub cev muaj txog 5 grams deuterium, thiab nws tsis muaj mob. Yog tias cov dej hnyav nkag mus rau hauv lub cev ntau ntau (piv txwv li, li 50% ntawm cov dej hauv lub cev hnyav), nws tuaj yeem ua rau lub cev tsis ua haujlwm, thiab thaum kawg tuag.
Qhov sib txawv ntawm cov dej hnyav:
- Qhov chaw khov yog 3.82°C.
- Kubboiling point yog 101.4°C.
- Cov dej hnyav yog 1.1056 g / mL (ib txwm dej yog 0.9982 g / mL).
- Tus pH ntawm cov dej hnyav yog 7.43 (cov dej ib txwm yog 6.9996).
- Muaj qhov sib txawv me ntsis ntawm saj thiab tsw ntawm cov dej dawb thiab dej hnyav.
Kev siv deuterium
Cov kws tshawb fawb tau tsim ntau yam kev siv rau deuterium thiab nws cov tebchaw. Piv txwv li, deuterium yog ib qho tsis muaj hluav taws xob isotope tracer rau kev kawm tshuaj lom neeg thiab cov txheej txheem metabolic. Tsis tas li ntawd, nws muaj txiaj ntsig zoo rau kev kawm macromolecules siv neutron scattering. Cov kuab tshuaj deuterated (xws li dej hnyav) feem ntau yog siv hauv nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy vim tias cov kuab tshuaj no tsis cuam tshuam rau NMR spectra ntawm cov tebchaw hauv kev kawm. Deuterated compounds kuj tseem siv tau rau femtosecond infrared spectroscopy. Deuterium kuj yog ib qho roj rau cov tshuaj tiv thaiv nuclear fusion, uas tuaj yeem siv rau ib hnub los tsim hluav taws xob ntawm kev lag luam.
