Deuterium vs Hydrogen
Atomer af samme grundstof kan være forskellige. Disse forskellige atomer af det samme grundstof kaldes isotoper. De er forskellige fra hinanden ved at have forskelligt antal neutroner. Da neutrontallet er forskelligt, er deres massetal også forskelligt. Grundstoffer kan have flere isotoper. Naturen af hver isotop bidrager til karakteren af et grundstof. Deuterium er en brintisotop, og den følgende artikel beskriver deres forskelle.
Hydrogen
Brint er det første og det mindste grundstof i det periodiske system, som er betegnet som H. Det har en elektron og en proton. Det er kategoriseret under gruppe 1 og periode 1 i det periodiske system på grund af dets elektronkonfiguration: 1s1 Hydrogen kan optage en elektron og danne en negativt ladet ion, eller det kan nemt donere elektronen at producere en positivt ladet proton eller dele elektronen for at lave kovalente bindinger. På grund af denne evne er brint til stede i et stort antal molekyler, og det er et meget rigeligt grundstof i jorden. Brint har tre isotoper navngivet som protium-1H (ingen neutroner), deuterium-2H (én neutron) og tritium- 3H (to neutroner). Protium er den mest udbredte blandt tre med omkring 99% relativ overflod. Brint eksisterer som et diatomisk molekyle (H2) i gasfasen, og det er en farveløs, lugtfri gas. Desuden er brint en ekstremt brandfarlig gas, og den brænder med en lyseblå flamme. Brint er under normal stuetemperatur ikke særlig reaktivt. Men ved høje temperaturer kan den reagere hurtigt. H2 er i nul oxidationstilstand; derfor kan det fungere som et reduktionsmiddel, for at reducere metaloxider eller -chlorider og frigive metaller. Brint bruges i kemiske industrier, såsom til ammoniakproduktion i Haber-processen. Flydende brint bruges som brændstof i raketter og køretøjer.
Deuterium
Deuterium er en af isotoper af brint. Det er en stabil isotop med 0,015% naturlig overflod. Der er en proton og en neutron i kernen af deuterium. Derfor er massetallet af det to, og atomnummeret er et. Dette er også kendt som det tunge brint. Deuterium vises som 2H. Men oftest er det repræsenteret med D. Deuterium kan eksistere som et diatomisk gasformigt molekyle med den kemiske formel D2 Muligheden for at forbinde to D-atomer i naturen er dog lav på grund af den lavere mængde af deuterium. Derfor er for det meste deuterium bundet til et 1H-atom, der danner en gas kaldet HD (hydrogen-deuterid). To deuteriumatomer kan binde sig med en oxygen og danne vandanalogen D2O, som også er kendt som tungt vand. Molekyler med deuterium viser andre kemiske og fysiske egenskaber end hydrogenanalogen af dem. For eksempel kan deuterium udvise kinetisk isotopeffekt. Deutererede forbindelser viser karakteristiske forskelle i NMR, IR og massespektroskopi, og kan derfor identificeres ved hjælp af disse metoder. Deuterium har et spin på én. Så i NMR giver deuteriumkobling en triplet. Det absorberer en anden IR-frekvens end brint i IR-spektroskopi. På grund af stor masseforskel kan deuterium i massespektroskopi skelnes fra brint.
Hvad er forskellen mellem hydrogen og deuterium?
• Deuterium er en isotop af brint.
• Sammenlignet med andre brintisotoper har deuterium et massetal på to (en neutron og en proton i kernen).
• Atomvægt af brint er 1,007947, hvorimod massen af deuterium er 2,014102.
• Når deuterium er inkorporeret i molekyler i stedet for hydrogen, er visse egenskaber som bindingsenergi og bindingslængde forskellige.
