Deuter

Deuter, (D, lub 2H), zwany także ciężkim wodorem, izotop wodoru o jądrze składającym się z jednego protonu i jednego neutronu, które jest dwukrotnie masywniejsze od jądra zwykłego wodoru (jeden proton). Masa atomowa deuteru wynosi 2,014. Jest stabilnym gatunkiem atomowym występującym w naturalnych związkach wodoru w ilości około 0,0156 procenta.

Read More on This Topic

Wodór: Izotopy wodoru

…Urey i dwaj współpracownicy wykryli deuter na podstawie jego widma atomowego w pozostałości po destylacji ciekłego wodoru. Deuter…

Deuter został odkryty (1931) przez amerykańskiego chemika Harolda C. Urey’a (za co otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1934 roku) i jego współpracowników Ferdinanda G. Brickwedde’a i George’a M. Murphy’ego. Urey przewidział różnicę pomiędzy ciśnieniem pary wodoru cząsteczkowego (H2) i odpowiadającej mu cząsteczki z jednym atomem wodoru zastąpionym deuterem (HD), a tym samym możliwość rozdzielenia tych substancji poprzez destylację ciekłego wodoru. Deuter został wykryty (poprzez jego widmo atomowe) w pozostałości po destylacji ciekłego wodoru. Deuter został po raz pierwszy przygotowany w czystej postaci w 1933 roku przez Gilberta N. Lewisa, przy użyciu elektrolitycznej metody koncentracji odkrytej przez Edwarda Wighta Washburna. Kiedy woda jest elektrolizowana – tzn. rozkładana przez prąd elektryczny (w rzeczywistości używa się wodnego roztworu elektrolitu, zwykle wodorotlenku sodu) – wytworzony wodór gazowy zawiera mniejszą frakcję deuteru niż pozostała woda, a zatem deuter jest skoncentrowany w wodzie. Bardzo prawie czysty tlenek deuteru (D2O; ciężka woda) uzyskuje się po zmniejszeniu ilości wody do około jednej setnej tysięcznej jej pierwotnej objętości w wyniku kontynuacji elektrolizy.

Deuter wchodzi we wszystkie reakcje chemiczne charakterystyczne dla zwykłego wodoru, tworząc równoważne związki. Deuter reaguje jednak wolniej niż zwykły wodór, co jest kryterium odróżniającym te dwie formy wodoru. Między innymi z powodu tej właściwości deuter jest szeroko stosowany jako znacznik izotopowy w badaniach reakcji chemicznych i biochemicznych z udziałem wodoru.

Połączeniu jądrowemu atomów deuteru lub deuteru i cięższego izotopu wodoru, trytu, w wysokiej temperaturze towarzyszy uwolnienie ogromnej ilości energii; takie reakcje były wykorzystywane w broni termojądrowej. Od 1953 r. zamiast deuteru i trytu stosuje się stabilną substancję stałą – deuterek litu (LiD).

Właściwości fizyczne postaci cząsteczkowej izotopu deuteru (D2) i cząsteczek deuterowodoru (HD) porównano z właściwościami cząsteczek zwykłego wodoru (H2) w tabeli.