ሁሉም ንጥረ ነገሮች አተሞች እንደ መሰረታዊ አሃዳቸው አላቸው፣ እና አቶም ሶስት መሰረታዊ ቅንጣቶችን ይይዛል፣ እነሱም አሉታዊ ቻርጅ ያላቸው ኤሌክትሮኖች፣ ፖዘቲቭ ቻርጅ የሆኑ ፕሮቶኖች እና የገለልተኛ ቅንጣቶች ኒውትሮን ናቸው። በኒውክሊየስ ውስጥ የሚገኙት የፕሮቶን እና የኒውትሮኖች ብዛት የጅምላ ብዛት ንጥረ ነገሮች ይባላሉ፣ የፕሮቶኖች ብዛት ደግሞ አቶሚክ ቁጥር ይባላል። አተሞቻቸው ተመሳሳይ የፕሮቶኖች ብዛት የያዙት ግን የተለያዩ የኒውትሮን ቁጥሮች አይሶቶፕስ ይባላሉ። ለምሳሌ ሃይድሮጂን ነው, እሱም ሶስት አይዞቶፖች አሉት. ይህ ሃይድሮጂን ከዜሮ ኒውትሮን ጋር, ዲዩቴሪየም አንድ ኒውትሮን እና ትሪቲየም - ሁለት ኒውትሮን ይዟል. ይህ መጣጥፍ የሚያተኩረው ዳይተሪየም በሚባለው የሃይድሮጅን አይሶቶፕ ላይ ነው፣ይህም ከባድ ሃይድሮጂን በመባል ይታወቃል።
deuterium ምንድን ነው?
ዲዩተሪየም የሃይድሮጅን አይዞቶፕ ሲሆን ከሃይድሮጂን በአንድ ኒውትሮን ይለያል። በተለምዶ ሃይድሮጂን አንድ ፕሮቶን ብቻ ሲኖረው ዲዩተሪየም አንድ ፕሮቶን እና አንድ ኒውትሮን አለው። በምላሾች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላልክፍፍል።
Deuterium (የኬሚካል ምልክት D ወይም ²H) በተፈጥሮ ውስጥ እጅግ በጣም አነስተኛ በሆነ መጠን የሚገኝ የተረጋጋ የሃይድሮጂን አይቶፖፕ ነው። ዲዩትሮን ተብሎ የሚጠራው ዲዩተሪየም ኒውክሊየስ አንድ ፕሮቶን እና አንድ ኒውትሮን ሲይዝ በጣም የተለመደው የሃይድሮጂን ኒዩክሊየስ አንድ ፕሮቶን ብቻ እና ኒውትሮን የለውም። ስለዚህ እያንዳንዱ የዲዩተሪየም አተሞች ከተራ ሃይድሮጂን አቶም በእጥፍ ገደማ የሚበልጥ ክብደት አላቸው፣ እና ዲዩተሪየም ከባድ ሃይድሮጂን ተብሎም ይጠራል። ተራ ሃይድሮጂን አተሞች በዲዩተርየም አተሞች የሚተኩበት ውሃ ከባድ ውሃ ይባላል።
ቁልፍ ባህሪያት
Isotopic mass of deuterium - 2, 014102 ክፍሎች። Deuterium የተረጋጋ የግማሽ ህይወት አለው ምክንያቱም የተረጋጋ isotope ነው።
የዲዩቴሪየም ትርፍ ሃይል 13,135.720 ± 0.001 keV ነው። ለዲዩተሪየም ኒውክሊየስ አስገዳጅ ኃይል 2224.52 ± 0.20 keV ነው. ዲዩተሪየም ከኦክሲጅን ጋር በማጣመር D2O (2H2O) ይፈጥራል፣ እንዲሁም ከባድ ውሃ በመባልም ይታወቃል። Deuterium ራዲዮአክቲቭ isotope አይደለም።
Deuterium ለጤና አደገኛ አይደለም፣ነገር ግን የኒውክሌር ጦር መሳሪያዎችን ለመፍጠር ሊያገለግል ይችላል። Deuterium በተፈጥሮ የተትረፈረፈ በውቅያኖስ ውሃ ውስጥ ስለሆነ እና ለብዙ ትውልዶች ሰዎች ሊያገለግል ስለሚችል በሰው ሰራሽ መንገድ አልተመረተም። ከውቅያኖስ የሚወጣ ሴንትሪፍግሽን በመጠቀም ነው።
ከባድ ሃይድሮጂን
ከባድ ሃይድሮጂን የማንኛቸውም ከፍተኛ የሃይድሮጂን አይሶቶፖች ስም ነው ፣እንደ ዲዩሪየም እና ትሪቲየም። ግን ብዙ ጊዜ ለዲዩተሪየም ጥቅም ላይ ይውላል. የእሱ የአቶሚክ ክብደት ነው።ወደ 2, እና ኒውክሊየስ 1 ፕሮቶን እና 1 ኒውትሮን ይዟል. ስለዚህ, መጠኑ ከተለመደው ሃይድሮጂን ሁለት እጥፍ ይበልጣል. በዲዩተሪየም ውስጥ ያለው ተጨማሪ ኒውትሮን ከተለመደው ሃይድሮጂን የበለጠ ክብደት እንዲኖረው ያደርገዋል፣ለዚህም ነው ሄቪ ሀይድሮጅን የተባለው።
ከባድ ሃይድሮጂን በሃሮልድ ዩሬይ በ1931 ተገኘ - ይህ ግኝት በ1934 በኬሚስትሪ የኖቤል ሽልማት ተሸልሟል። ዩሬ በሞለኪዩል ሃይድሮጂን (H2) የእንፋሎት ግፊት እና በተዛማጅ ሞለኪውል አንድ ሃይድሮጂን አቶም በዲዩሪየም (HD) መካከል ያለውን ልዩነት ተንብዮአል እናም እነዚህን ንጥረ ነገሮች ፈሳሽ ሃይድሮጂን በማጣራት የመለየት እድሉ አለ ። ዲዩቴሪየም ፈሳሽ ሃይድሮጂንን በማጣራት ቅሪት ውስጥ ተገኝቷል. በንጹህ መልክ የተዘጋጀው በጂ.ኤን. ሉዊስ ኤሌክትሮላይቲክ ማጎሪያ ዘዴን በመጠቀም. ውሃ በሚመረትበት ጊዜ ሃይድሮጂን ጋዝ ይፈጠራል, ትንሽ መጠን ያለው ዲዩሪየም ይይዛል, ስለዚህ ዲዩሪየም በውሃ ውስጥ ይሰበሰባል. በቀጣይ ኤሌክትሮይዚስ የውሃው መጠን ወደ አንድ መቶ ሺህኛ ያህል የመጀመሪያው መጠን ሲቀንስ ፣ ከባድ ውሃ በመባል የሚታወቀው ንፁህ ዲዩተሪየም ኦክሳይድ ይቀርባል። ይህ የከባድ ውሃ ዝግጅት ዘዴ በሁለተኛው የዓለም ጦርነት ወቅት ጥቅም ላይ ውሏል።
የሥርዓተ ትምህርት እና ኬሚካላዊ ምልክት
“deuterium” የሚለው ስም የመጣው deuteros ከሚለው የግሪክ ቃል ሲሆን ትርጉሙም “ሁለተኛ” ማለት ነው። ይህ የሚያመለክተው በአቶሚክ ኒውክሊየስ ሁለት ቅንጣቶችን ባካተተ፣ ዲዩተሪየም ከተራ (ወይም ቀላል) ሃይድሮጂን ቀጥሎ ሁለተኛው አይዞቶፕ ነው።
Deuterium ብዙ ጊዜ በኬሚካላዊው ይገለጻል።ምልክት D. የጅምላ ቁጥር 2 ያለው የሃይድሮጅን አይዞቶፕ ሆኖ፣ እሱም እንደ H ነው የሚወከለው. የዲዩሪየም ቀመር 2H ነው። የአለም አቀፍ የንፁህ እና አፕላይድ ኬሚስትሪ (IUPAC) ሁለቱንም D እና H ይፈቅዳል፣ ምንም እንኳን H ቢመረጥም።
Deuteriumን ከውሃ እንዴት ማግኘት ይቻላል?
በባህላዊው ዲዩቴሪየም በውሃ ውስጥ የማተኮር ዘዴ በሃይድሮጂን ሰልፋይድ ጋዝ ውስጥ የኢሶቶፕ ልውውጥን ይጠቀማል ምንም እንኳን የተሻሉ ዘዴዎች እየተዘጋጁ ናቸው። የተለያዩ የሃይድሮጅን አይሶቶፖችን መለያየት በጋዝ ክሮማቶግራፊ እና ክራዮጅኒክ ዳይስቲልሽን በመጠቀም የአካል ባህሪያትን ልዩነት በመጠቀም አይሶቶፖችን ለመለየት ያስችላል።
Deuterium ውሃ
Deuterium ውሀ፣ ከባድ ውሃ በመባልም የሚታወቀው፣ ከተራ ውሃ ጋር ተመሳሳይ ነው። በዲዩተሪየም እና በኦክስጂን ውህደት የተሰራ እና 2H2O ተብሎ ተሰይሟል። ዲዩተሪየም ውሃ ከመደበኛው ውሃ የበለጠ ስ vis ነው. ከባድ ውሃ ከተለመደው ውሃ 10.6% ጥቅጥቅ ያለ ነው, ስለዚህ የከባድ ውሃ በረዶ በተለመደው ውሃ ውስጥ ይሰምጣል. ለአንዳንድ እንስሳት ዲዩቴሪየም ውሃ መርዛማ ነው, ሌሎች ደግሞ በከባድ ውሃ ውስጥ ሊኖሩ ይችላሉ, ነገር ግን በውስጡ ከመደበኛው ውሃ ይልቅ በዝግታ ያድጋሉ. ዲዩተሪየም ውሃ ሬዲዮአክቲቭ አይደለም. የሰው አካል 5 ግራም ዲዩሪየም ይይዛል, እና ምንም ጉዳት የለውም. ከባድ ውሃ በብዛት ወደ ሰውነት ውስጥ ከገባ (ለምሳሌ 50% የሚሆነው ውሃ በሰውነት ውስጥ እየከበደ ከሄደ) ወደ ሴል ስራ መቋረጥ እና በመጨረሻም ለሞት ሊዳርግ ይችላል።
በከባድ ውሃ ውስጥ ያሉ ልዩነቶች፡
- የመቀዝቀዣው ነጥብ 3.82°ሴ ነው።
- ሙቀትየማብሰያው ነጥብ 101.4 ° ሴ ነው።
- የከባድ ውሃ መጠን 1.1056 ግ/ሚሊ (የተለመደው ውሃ 0.9982 ግ/ሚሊ) ነው።
- የከባድ ውሃ ፒኤች 7.43 (የተለመደው ውሃ 6.9996 ነው።)
- በተራ ውሃ እና በከባድ ውሃ መካከል የጣዕም እና የማሽተት ትንሽ ልዩነት አለ።
የዲዩተርየም አጠቃቀም
ሳይንቲስቶች ለዲዩተሪየም እና ውህዶቹ ብዙ አጠቃቀሞችን አዳብረዋል። ለምሳሌ, deuterium የኬሚካላዊ ግብረመልሶችን እና የሜታቦሊክ መንገዶችን ለማጥናት ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፕ መፈለጊያ ነው. በተጨማሪም, የኒውትሮን ስርጭትን በመጠቀም ማክሮ ሞለኪውሎችን ለማጥናት ጠቃሚ ነው. ያልተሟሉ ፈሳሾች (እንደ ከባድ ውሃ) በኒውክሌር ማግኔቲክ ሬዞናንስ (NMR) ስፔክትሮስኮፒ ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ ምክንያቱም እነዚህ ፈሳሾች በጥናት ላይ ባሉ ውህዶች የ NMR ስፔክትራ ላይ ተጽዕኖ አያሳርፉም። Deuterated ውህዶች ደግሞ femtosecond infrared spectroscopy ጠቃሚ ናቸው. ዲዩቴሪየም እንዲሁ ለኒውክሌር ውህድ ምላሾች ማገዶ ነው፣ አንድ ቀን በኢንዱስትሪ ደረጃ ኤሌክትሪክ ለማመንጨት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።
