Structure, propriétés et utilisations du deutérium



Ledeutérium est l'une des espèces isotopiques de l'hydrogène, représentée par D ou 2H. De plus, on lui a donné le nom d'hydrogène lourd, car sa masse est le double de celle du proton. Un isotope est une espèce qui provient du même élément chimique, mais dont le nombre de masse est différent de celui-ci.

Cette distinction est due à la différence du nombre de neutrons dont elle dispose. Le deutérium est considéré comme un isotope stable et peut être trouvé dans les composés consistant en un atome d'hydrogène d'origine naturelle, bien qu'une proportion relativement faible (moins de 0,02%).

Compte tenu de ses propriétés, très semblables à celles de l'hydrogène ordinaire, peut remplacer l'hydrogène dans toutes les réactions dans lesquelles cette partie, deviennent des substances équivalentes.

Pour cette raison et d'autres, cet isotope a un grand nombre d'applications dans différents domaines scientifiques, devenant l'un des plus importants.

Index

  • 1 structure
    • 1.1 Quelques faits sur le deutérium
  • 2 propriétés
  • 3 utilisations
  • 4 références

Structure

La structure du deutérium est constituée principalement par un noyau possédant un proton et un neutron, avec un poids ou une masse atomique d’environ 2,014 g.

De même, cet isotope doit sa découverte à Harold C. Urey, chimiste originaire des États-Unis, et à ses collaborateurs Ferdinand Brickwedde et George Murphy, en 1931.

Dans l'image ci-dessus, vous pouvez voir la comparaison entre les structures isotopiques de l'hydrogène, qui se présente sous la forme de protium (son isotope le plus abondant), de deutérium et de tritium, disposées de gauche à droite.

La préparation du deutérium à l'état pur a été effectuée avec succès pour la première fois en 1933, mais depuis les années 1950, une substance en phase solide a été utilisée et a démontré sa stabilité, appelée lithium-deutéride (LiD). remplacer le deutérium et le tritium dans un grand nombre de réactions chimiques.

En ce sens, l'abondance de cet isotope a été étudiée et il a été observé que sa proportion dans l'eau peut varier légèrement en fonction de la source à partir de laquelle l'échantillon est prélevé.

De plus, des études de spectroscopie ont permis de déterminer l'existence de cet isotope dans d'autres planètes de cette galaxie.

Quelques faits sur le deutérium

Comme indiqué précédemment, la différence fondamentale entre les isotopes de l'hydrogène (les seuls qui ont été nommés de différentes manières) réside dans leur structure, car la quantité de protons et de neutrons d'une espèce confère ses propriétés chimiques.

En revanche, le deutérium existant à l’intérieur des corps stellaires est éliminé avec une vitesse supérieure à celle de son origine.

De plus, on considère que d'autres phénomènes de la nature n'en constituent qu'une infime partie, de sorte que sa production continue de susciter un intérêt à l'heure actuelle.

De même, une série d’enquêtes a révélé que la grande majorité des atomes qui se sont formés de cette espèce provenaient du Big Bang; C'est la raison pour laquelle sa présence est remarquée dans les grandes planètes telles que Jupiter.

Comme le moyen le plus courant d’obtenir cette espèce dans la nature est qu’elle est combinée à de l’hydrogène sous forme de protium, la relation entre la proportion des deux espèces dans différents domaines des sciences continue de susciter l’intérêt de la communauté scientifique. , comme l'astronomie ou la climatologie.

Propriétés

- C'est un isotope sans caractéristiques radioactives; c'est-à-dire que la nature est assez stable.

- Il peut être utilisé pour remplacer l’atome d’hydrogène dans les réactions chimiques.

- Cette espèce manifeste un comportement différent de l’hydrogène ordinaire dans les réactions biochimiques.

- Lorsque vous remplacez les deux atomes d'hydrogène dans l'eau, vous obtenez D2Ou, acquérir le nom d'eau lourde.

- L’hydrogène présent dans l’océan sous forme de deutérium existe à raison de 0,016% par rapport au protium.

- Dans les étoiles, cet isotope a tendance à se confondre rapidement pour donner de l’hélium.

- Le D2Ou c'est une espèce toxique, bien que ses propriétés chimiques soient très similaires à celles de l'H2

- Lorsque les atomes de deutérium sont soumis au processus de fusion nucléaire à haute température, la libération de grandes quantités d’énergie est obtenue.

- Les propriétés physiques telles que le point d'ébullition, la densité, la chaleur de vaporisation, le point triple, entre autres, ont des grandeurs plus élevées dans les molécules de deutérium (D2) que dans l'hydrogène (H2).

- La forme la plus commune dans laquelle il se trouve est liée à un atome d’hydrogène, à l’origine du deutéride d’hydrogène (HD).

Utilise

En raison de ses propriétés, le deutérium est utilisé dans une grande variété d'applications dans lesquelles l'hydrogène est impliqué. Certaines de ces utilisations sont décrites ci-dessous:

- Dans le domaine de la biochimie, il est utilisé dans le marquage isotopique, qui consiste à "marquer" un échantillon avec l’isotope choisi pour le suivre lors de son passage dans un système déterminé.

- Dans les réacteurs nucléaires qui effectuent des réactions de fusion, on utilise la vitesse à laquelle les neutrons se déplacent sans la forte absorption de ceux-ci qui présente de l’hydrogène ordinaire.

- Dans le domaine de la résonance magnétique nucléaire (RMN), les solvants à base de deutérium sont utilisés pour obtenir des échantillons de ce type de spectroscopie sans présence d'interférences lors de l'utilisation de solvants hydrogénés.

- Dans le domaine de la biologie, les macromolécules sont étudiées par des techniques de diffusion neutronique, où des échantillons équipés de deutérium sont utilisés pour réduire de manière significative le bruit dans ces propriétés de contraste.

- Dans le domaine de la pharmacologie, la substitution de l'hydrogène par le deutérium est utilisée pour l'effet isotopique cinétique généré et permet à ces médicaments d'avoir une demi-vie plus longue.

Références

  1. Britannica, E. (s.f.). Deutérium. Récupéré de britannica.com
  2. Wikipedia. (s.f.) Deutérium. Récupéré de en.wikipedia.org
  3. Chang, R. (2007). Chimie, neuvième édition. Mexique: McGraw-Hill.
  4. Hyperphysique (s.f.) Abondance du deutérium. Récupéré de hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  5. ThoughtCo. (s.f.) Faits Deutérium. Récupéré de thoughtco.com