الديوتيريوم مقابل الهيدروجين
يمكن أن تكون ذرات نفس العنصر مختلفة. تسمى هذه الذرات المختلفة لنفس العنصر النظائر. تختلف عن بعضها البعض من خلال وجود أعداد مختلفة من النيوترونات. نظرًا لاختلاف عدد النيوترونات ، يختلف عدد كتلتها أيضًا. قد تحتوي العناصر على عدة نظائر. تساهم طبيعة كل نظير في طبيعة العنصر. الديوتيريوم هو نظير هيدروجين والمقال التالي يصف اختلافاتهم.
الهيدروجين
الهيدروجين هو أول وأصغر عنصر في الجدول الدوري ، ويشار إليه بـ H. وله إلكترون واحد وبروتون واحد.يتم تصنيفها ضمن المجموعة 1 والفترة 1 في الجدول الدوري بسبب تكوينها الإلكتروني: 1s1يمكن للهيدروجين أن يأخذ إلكترونًا لتكوين أيون سالب الشحنة ، أو يمكنه بسهولة التبرع بالإلكترون لإنتاج بروتون موجب الشحنة أو مشاركة الإلكترون في تكوين روابط تساهمية. بسبب هذه القدرة ، يوجد الهيدروجين في عدد كبير من الجزيئات ، وهو عنصر وفير للغاية في الأرض. يحتوي الهيدروجين على ثلاثة نظائر تسمى البروتيوم-1H (بدون نيوترونات) ، الديوتيريوم-2H (نيوترون واحد) والتريتيوم- 3H (نيوترونان). البروتيوم هو الأكثر وفرة من بين ثلاثة مع وجود حوالي 99 ٪ من الوفرة النسبية. يوجد الهيدروجين كجزيء ثنائي الذرة (H2 ) في الطور الغازي ، وهو غاز عديم اللون والرائحة. علاوة على ذلك ، الهيدروجين غاز قابل للاشتعال للغاية ، ويحترق بلهب أزرق باهت. الهيدروجين ، تحت درجة حرارة الغرفة العادية ، ليس شديد التفاعل. ومع ذلك ، في درجات الحرارة المرتفعة ، يمكن أن يتفاعل بسرعة. H2في حالة أكسدة صفرية ؛ لذلك ، يمكن أن يعمل كعامل اختزال ، لتقليل أكاسيد أو كلوريدات المعادن وإطلاق المعادن.يستخدم الهيدروجين في الصناعات الكيميائية مثل إنتاج الأمونيا في عملية هابر. يستخدم الهيدروجين السائل كوقود في الصواريخ والمركبات
الديوتيريوم
الديوتيريوم هو أحد نظائر الهيدروجين. وهو نظير مستقر بوفرة طبيعية 0.015٪. يوجد بروتون ونيوترون في نواة الديوتيريوم. إذن ، العدد الكتلي له هو اثنان ، والعدد الذري هو واحد. يُعرف هذا أيضًا باسم الهيدروجين الثقيل. يظهر الديوتيريوم على هيئة2H. ولكن الأكثر شيوعًا هو تمثيله بـ D. يمكن أن يوجد الديوتيريوم كجزيء غازي ثنائي الذرة بالصيغة الكيميائية D2ومع ذلك ، فإن إمكانية الانضمام إلى ذرتين D في الطبيعة منخفضة بسبب الوفرة الأقل من الديوتيريوم. لذلك ، يرتبط الديوتيريوم في الغالب بذرة1H مما يجعل غازًا يسمى HD (ديوتريد الهيدروجين). يمكن أن تتحد ذرتان من الديوتيريوم مع الأكسجين لتكوين التناظري المائي D2O ، والذي يُعرف أيضًا باسم الماء الثقيل. تظهر جزيئات الديوتيريوم خواصًا كيميائية وفيزيائية مختلفة عن نظير الهيدروجين.على سبيل المثال ، يمكن أن يظهر الديوتيريوم تأثير النظائر الحركية. تُظهر المركبات المُحللة اختلافات مميزة في الرنين المغناطيسي النووي ، والأشعة تحت الحمراء ، والتحليل الطيفي الكتلي ، وبالتالي ، يمكن تحديدها باستخدام تلك الطرق. الديوتيريوم له دوران واحد. لذلك في الرنين المغناطيسي النووي ، اقتران الديوتيريوم يعطي ثلاثة توائم. إنه يمتص ترددًا مختلفًا للأشعة تحت الحمراء عن الهيدروجين في التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء. بسبب الاختلاف الكبير في الكتلة ، في التحليل الطيفي الشامل ، يمكن تمييز الديوتيريوم عن الهيدروجين.
ما الفرق بين الهيدروجين والديوتيريوم؟
• الديوتيريوم هو نظير للهيدروجين.
• بالمقارنة مع نظائر الهيدروجين الأخرى ، يحتوي الديوتيريوم على عدد كتلي اثنين (واحد نيوترون وبروتون واحد في النواة).
• الوزن الذري للهيدروجين 1.007947 ، بينما كتلة الديوتيريوم 2.014102.
• عندما يتم دمج الديوتيريوم في جزيئات بدلاً من الهيدروجين ، تختلف خصائص معينة مثل طاقة الرابطة وطول الرابطة.
