Deuterium

Deuteriumvety
2

pöytä

Kenraali
Sukunimi deuterium
Symboli 2
1H, D
Neutronit 1
Protonit 1
Fyysiset tiedot
Luonnollinen läsnäolo 0,015%
Puolikas elämä Vakaa
Hajoamistuote Ei
Atomimassa 2,014101777 (99) u
Pyöritä 1 +
Ylimääräinen energia 13135,7196 ± 0,001 keV
Sitova energia 2224,573 ± 0,002 keV

Deuterium , symboloivat 2 H tai D on stabiili, luonnollinen isotooppi vety . Sen atomin ydin , jota kutsutaan deuteronin tai deuteronin , on yksi protoni ja yksi neutroni , näin ollen massan määrä yhtä kuin kaksi. Deuterium löydettiin 1931 mennessä Harold Clayton Urey , kemisti Columbian yliopistossa . Tämä löytö ansaitsi hänelle kemian Nobel-palkinnon vuonna 1934 .

Protiumin ja deuteriumin erot

Kemiallinen symboli

IUPAC suosittelee edustamaan symbolin deuterium 2 H säilyttämiseksi homogeenisuuden heidän nimensä, mutta sietää symboli D on laajasti käytössä. Syynä tähän toleranssiin on se, että kaikista kemiallisista alkuaineista vety on se, jonka isotoopeilla on suurimmat suhteelliset massaerot. Tällä ei ole vaikutuksia niiden fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin. Protiumin 1 H atomimassa on 1,007 825 032 14  u, kun taas deuterium 2 H on 2,014 101 777 99  u .

Luonnollinen runsaus

Deuteriumia esiintyy luonnossa pieninä määrinä (tyypillisesti 0,015% runsaasti (atomien lukumäärä) suhteessa protiumiin ), mahdollisesti dideuterium D 2: n muodossa, Mutta sen yleisin muodossa maailmankaikkeus ylivoimaisesti on vety deuteridikohde (HD tai 1 H- 2 H), jossa deuteriumatomilla on sitoutunut protium atomiin yhden sähköisen sidos. Deuteriumin massaosuus puhtaassa vedessä 20  ° C: ssa on lähellä 33,5  g / m 3 ja merivedessä 32,4  g / m 3 .

Deuteriumin läsnäolo maapallolla, muualla aurinkokunnassa ja tähtien spektrissä on tärkeä fyysisen kosmologian tosiasia , koska 2 H- ydintä voi olla muodostunut vain alkunukleosynteesin aikana havaituilla runsauksilla . Pieni, mutta vakio deuteriumfraktio läsnä kaikkialla missä vetyä löytyy maailmankaikkeudesta (lukuun ottamatta kaasujättejä, joissa deuteriumin pitoisuus on kohonnut, mutta joiden suhteellinen koko on kuitenkin hyvin pieni verrattuna maailmankaikkeuteen), on argumentti Big Bang -teorian puolesta verrattuna paikallaan olevaan tilateoriaan  : uskotaan, että deuteriumin suhteellinen runsaus vedyn suhteen pysyi olennaisesti vakiona alkeellisesta nukleosynteesistä 13,7 miljardia vuotta sitten.

Deuteriumin runsauden suhteeksi protiumiksi aurinkokunnan historian alussa arvioidaan olevan 2,1 × 10 −5 , arvot Venuksella ja Marsilla ovat vastaavasti 120 kertaa ja viisi kertaa korkeammat kuin maapallolla, mikä on tulkitaan veden aikaisemmasta läsnäolosta näillä kahdella planeetalla.

Fysikaalis-kemialliset ominaisuudet ja fysiologiset vaikutukset

Protiumiin verrattuna deuterium on hieman viskoosimpaa ja sillä on kemiallisesta näkökulmasta merkittävä isotooppivaikutus : se on hieman vähemmän reaktiivinen kuin protium ja muodostaa sidoksia ( kovalenttinen sidos ja vetysidos ) hieman vahvempia. Raskaan veden imeytyminen luonnollisen veden sijasta ei aiheuta seurauksia keholle, ja laboratorioeläimillä tehdyt kokeet osoittavat, että huomattavimmat vaikutukset näkyvät ensin nopeasti jakautuvissa soluissa vaikuttamalla mitooseihin ja siten nopeuttamalla kudosten hajoamista (ks. Raskas vesi ).

Ruoansulatusongelmia alkaa ilmetä eläimillä, joiden fysiologinen korvausaste on noin 25%, sekä steriiliysongelmia johtuen siitä, että meioosi tukkeutuu yhtä paljon kuin mitoosit. On havaittu, että näissä olosuhteissa kasvit lakkaavat kasvamasta ja siemenet itävät. Noin 50 prosentin deuteroitumisasteella eukaryootit kärsivät tappavista vaurioista (eläimillä, erityisesti vakavista suolen ja luiden vajaatoiminnoista), kun taas prokaryootit selviävät puhtaasta raskaasta vedestä, johon ilmeisesti vaikuttaa - hitaampi kasvu.

Ominaisuudet

Sovellukset

Populaarikulttuurissa

Antiduterium

Anti-euteron on antimateria vastaava on deuteronin ( hydronia deuteriumia), joka koostuu sellaisen antiproton ja antineutroni . Antideuteron oli ensimmäistä kertaa vuonna 1965 Proton Synchrotron on Cern ja jonka Vaihteleva Gradient Synchrotron on Brookhaven National Laboratory . Koko atomin, jolla on positroni kiinni tumaan, pitäisi kutsua anti-euterium, mutta vuodesta 2005, anti-euterium ei ole vielä luotu. Ehdotetun symboli on antideuterium D .

Huomautuksia ja viitteitä

Huomautuksia

  1. lisäksi deuterium, muut neljä vakaa atomien kanssa pariton määrä protoneja ja neutronien ovat litium 6 , boori 10 , typpi 14 ja tantaali 180m .
  2. Kun kemiallisessa kaavassa tai missä tahansa muussa yhteydessä käytetään symbolia D, H: stä tulee protiumin eikä enää kemiallisen alkuaineen vedyn symboli . Esimerkiksi HDO: ta merkitään puoliraskaan veden kaavalla .
  3. Deuteriumia voi muodostaa myös eksoottinen radioaktiivisuus, joka on α-radioaktiivisuuden ja spontaanin fissioinnin välissä , ja jota kutsutaan klusteriradioaktiivisuudeksi .
  4. 0,3 mb löytyy myös  lämpöneutoneista.

Viitteet

  1. (in) G. Audin ja AH Wapstra, "  vuoden 1995 päivityksen atomimassa arviointi  " , ydinfysiikka , vol.  595,1995, s.  409 - 480.
  2. (in) IUPAC: n epäorgaanisen kemian nimikkeistö, "  Muonium- ja vetyatomien ja niiden ionien nimet  " , Pure and Applied Chemistry , Voi.  73,2001, s.  377-380 ( DOI  10.1351 / pac200173020377 , lue verkossa [PDF] ).
  3. (fr + en) "  Les burnibles  " , ITERissä (käytetty 24. tammikuuta 2021 ) .
  4. (in) Lawrence M. Krauss & Robert J. Scherrer "  The End kosmologian?  » , Scientific American , maaliskuu 2008
  5. Thérèse Encrenaz ja James Lequeux, planeettojen tutkimus: Galileosta nykypäivään ... ja sen jälkeen Pariisi, Belin , coll.  "Tiedettä varten",2014, 223  Sivumäärä ( ISBN  978-2-7011-6195-2 ) , luku.  10 (“Nykypäivän planetologian haasteet”), s.  185.
  6. (in) David R. LiDE. ,, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet-versio 2005 , 2005
  7. (in) DJ Kushner, Alison Baker, ja TG Dunstall, "  farmakologinen käyttötapoja ja näkökulmia raskaan veden ja deuteroitu yhdisteitä  " , Can. J. Physiol. Pharmacol. , voi.  77, n °  2 1999, s.  79–88 ( PMID  10535697 , DOI  10.1139 / cjpp-77-2-79 ).
  8. Soto DX, Wassenaar LI, Hobson KA, Catalan J & Trudel M (2011) Koon ja ruokavalion vaikutukset kalojen stabiileihin vetyisotooppiarvoihin (δD): vaikutukset yksilöiden alkuperän ja niiden ravintolähteiden jäljittämiseen . Canadian Journal Of Fisheries & Aquatic Sciences , 68 (11), 2011-2019. doi: 10.1139 / f2011-112
  9. (in) Massamia, T, Th. Muller , B. Righini , M. Schneegans ja A. Zichichi , "  Experimental havainto antideuteron sukupolven  " , Il Nuovo Cimento , voi.  39,1965, s.  10-14 ( DOI  10.1007 / BF02814251 , Bibcode  1965NCimS..39 ... 10M )
  10. (in) Dorfan, D. E, J. Eades , LM Lederman , W. Lee ja CC Ting , "  Havainnointi antideuteron  " , Phys. Ilm. Lett. , voi.  14, n °  24,Kesäkuu 1965, s.  1003-1006 ( DOI  10,1103 / PhysRevLett.14.1003 , Bibcode  1965PhRvL..14.1003D )
  11. (sisään) P Chardonnet , John Orloff ja Peter Salati , "  Antiaineen sukupolvi galaksissamme  " , Physics Letters B , voi.  409,1997, s.  313-320 ( DOI  10,1016 / S0370-2693 (97) 00870-8 , Bibcode  1997PhLB..409..313C , arXiv  Astro-ph / 9705110 )

Katso myös

Bibliografia