Дейтерий және сутегі
Бір элементтің атомдары әртүрлі болуы мүмкін. Бір элементтің бұл әртүрлі атомдары изотоптар деп аталады. Олар бір-бірінен нейтрондардың әртүрлі санымен ерекшеленеді. Нейтрон саны әртүрлі болғандықтан, олардың массалық саны да әртүрлі. Элементтердің бірнеше изотоптары болуы мүмкін. Әрбір изотоптың табиғаты элементтің табиғатына ықпал етеді. Дейтерий - сутегі изотопы және келесі мақалада олардың айырмашылықтары сипатталған.
Сутегі
Сутегі - периодтық жүйедегі бірінші және ең кіші элемент, ол H деп белгіленеді. Оның бір электроны және бір протоны бар. Ол электронды конфигурациясына байланысты периодтық жүйеде 1-топқа және 1-кезеңге бөлінеді: 1s1 Сутегі теріс зарядталған ион түзу үшін электронды қабылдай алады немесе электронды оңай бере алады. оң зарядталған протонды өндіру немесе коваленттік байланыстар жасау үшін электронды бөлісу. Осы қабілетінің арқасында сутегі көптеген молекулаларда болады және ол жердегі өте мол элемент болып табылады. Сутегінің протий-1H (нейтрондарсыз), дейтерий-2H (бір нейтрон) және тритий- деп аталатын үш изотопы бар. 3H (екі нейтрон). Протиум салыстырмалы түрде шамамен 99% болатын үшеуінің ішінде ең көп таралған. Сутегі газ фазасында екі атомды молекула (H2) түрінде болады және ол түссіз, иіссіз газ. Сонымен қатар, сутегі өте тез тұтанатын газ және ол ашық көк жалынмен жанады. Сутегі қалыпты бөлме температурасында өте белсенді емес. Дегенмен, жоғары температурада ол тез әрекет ете алады. H2нөлдік тотығу күйінде; сондықтан ол металл оксидтерін немесе хлоридтерін азайту және металдарды босату үшін қалпына келтіретін агент ретінде әрекет ете алады. Сутегі химия өнеркәсібінде, мысалы, Хабер процесінде аммиак өндіруде қолданылады. Сұйық сутегі зымырандар мен көліктерде отын ретінде пайдаланылады.
Дейтерий
Дейтерий – сутегі изотоптарының бірі. Бұл 0,015% табиғи молдығы бар тұрақты изотоп. Дейтерийдің ядросында протон мен нейтрон бар. Демек, оның массалық саны екі, ал атомдық нөмірі бір. Бұл ауыр сутегі ретінде де белгілі. Дейтерий 2H түрінде көрсетілген. Бірақ көбінесе ол D-мен бейнеленеді. Дейтерий химиялық формуласы D2 екі атомды газ тәрізді молекула ретінде болуы мүмкін. Алайда, табиғатта екі D атомының қосылу мүмкіндігі аз мөлшерде болғандықтан төмен. дейтерийден. Демек, негізінен дейтерий 1H атомымен байланысып, HD (сутек дейтериді) деп аталатын газды құрайды. Екі дейтерий атомы ауыр су деп те аталатын D2O аналогын құру үшін оттегімен байланыса алады. Дейтерийі бар молекулалар сутегі аналогына қарағанда әртүрлі химиялық және физикалық қасиеттерді көрсетеді. Мысалы, дейтерий кинетикалық изотоптық әсер көрсете алады. Дейтерленген қосылыстар ЯМР, ИҚ және масс-спектроскопияда тән айырмашылықтарды көрсетеді, сондықтан оларды осы әдістер арқылы анықтауға болады. Дейтерийдің бір спині бар. Сонымен, ЯМР-де дейтерий қосылысы триплетті береді. Ол ИҚ спектроскопиядағы сутегіге қарағанда басқа ИК жиілігін жұтады. Үлкен массалық айырмашылыққа байланысты масс-спектроскопияда дейтерийді сутектен ажыратуға болады.
Сутегі мен дейтерийдің айырмашылығы неде?
• Дейтерий – сутегінің изотопы.
• Басқа сутегі изотоптарымен салыстырғанда дейтерийдің массалық саны екіге тең (ядродағы бір нейтрон және бір протон).
• Сутектің атомдық салмағы 1,007947, ал дейтерийдің массасы 2,014102.
• Молекулаларға сутегінің орнына дейтерий қосылғанда, байланыс энергиясы мен байланыс ұзындығы сияқты белгілі бір қасиеттер ерекшеленеді.
