중수소 구조, 특성 및 용도

그 중수소 수소의 동위 원소 중 하나이며, D 또는 ²H. 또한 질량이 양성자의 두 배이기 때문에 중 수소의 이름이 주어졌습니다. 동위 원소는 동일한 화학 원소에서 유래 한 종이지만이 질량과 다른 질량.

이 구별은 중성자 수의 차이에 기인합니다. 중수소는 안정한 동위 원소로 간주되며, 비교적 적은 비율 (0.02 % 미만)이지만 자연 발생적 수소에 의해 형성된 화합물에서 발견 될 수있다.

일반 수소와 매우 유사한 그 특성을 감안할 때, 참여하는 모든 반응에서 수소를 대체하여 동등한 물질이 될 수 있습니다.

이 이유와 다른 이유로,이 동위 원소는 여러 분야의 과학 분야에서 수많은 응용 분야를 가지고 있으며, 가장 중요한 분야 중 하나가되고 있습니다.

색인

구조

중수소의 구조는 주로 질량과 질량이 약 2.014 g 인 양성자와 중성자를 갖는 핵으로 구성된다.

같은 방식으로,이 동위 원소는 1931 년 미국의 화학자 Harold C. Urey와 그의 협력자 인 Ferdinand Brickwedde와 George Murphy에게 그 발견을 빚지고있다..

위 이미지에서 왼쪽에서 오른쪽으로 배열 된 프로톤 (가장 풍부한 동위 원소), 중수소 및 삼중 수소의 형태로 존재하는 수소 동위 원소의 구조를 비교할 수 있습니다.

1933 년에 순수 상태의 중수소 제조가 성공적으로 수행되었지만 1950 년대 이래로 고체상 물질이 사용되었고 리튬 중수소 (LiD) 라 불리는 안정성이 입증되었습니다. 다량의 화학 반응에서 중수소와 삼중 수소 대체.

이러한 의미에서이 동위 원소의 풍부성에 대한 연구가 이루어졌으며 샘플의 출처에 따라 물의 비율이 약간 다를 수 있다는 것이 관찰되었습니다..

더하여, 분광학 학문은이 은하의 다른 행성에있는 동위 원소의 존재를 결정했습니다.

앞서 언급했듯이, 수소의 동위 원소 (다른 방법으로 명명 된 유일한 것)의 근본적인 차이점은 그 구조에있다. 왜냐하면 한 종의 양성자와 중성자의 양은 그것의 화학적 성질을 부여하기 때문이다.

반면에, 항성 내부에 존재하는 중수소는 원래보다 빠른 속도로 제거됩니다.

또한, 자연의 다른 현상은 단지 같은 양의 작은 양을 형성하고, 그 생산이 현재 관심을 계속 생성하는 이유라고 간주됩니다.

마찬가지로, 일련의 조사에 따르면이 종에서 형성된 원자 대부분이 빅뱅에서 유래 한 것으로 밝혀졌습니다. 이것이 목성과 같은 거대한 행성에서 그 존재가 발견되는 이유이다..

자연에서이 종을 얻는 가장 일반적인 방법은 수소와 프로톤의 형태로 결합 될 때 과학의 다른 영역에서 두 종의 비율 사이의 관계는 과학 공동체의 관심을 불러 일으키고 있습니다. 천문학 또는 기후학.

- 방사성 특성이없는 동위 원소이다. 즉, 본질적으로 상당히 안정적이다..

- 화학 반응에서 수소 원자를 대체하는 데 사용할 수 있습니다..

- 이 종은 생화학 적 성질의 반응에서 일반 수소와 다른 행동을 나타낸다..

- 물 속의 두 수소 원자를 대체하면 D₂또는 중수 이름 획득.

- 중수소 형태의 해양에 존재하는 수소는 프로톤과 관련하여 0.016 %의 비율로 존재한다.

- 별에서,이 동위 원소는 빠르게 합쳐져서 헬륨을 발생시키는 경향이있다..

- The D₂또는 그것의 화학적 성질이 H의 그것과 매우 유사하지만 독성 종이있다₂

- 중수소 원자가 고온에서 핵융합 과정을 거치면 다량의 에너지가 방출됩니다.

- 끓는점, 밀도, 기화열, 삼중점과 같은 물리적 특성은 중수소 분자에서 더 큰 크기를 갖는다 (D₂)보다 수소 (H₂).

- 그것이 발견되는 가장 일반적인 형태는 수소 중수소 (HD)를 생성하는 수소 원자와 연결되어 있으며,.

중수소는 그 특성으로 인해 수소가 관련된 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 이러한 용도 중 일부는 다음과 같습니다.

- 생화학 분야에서는 동위 원소 표식에 사용되며, 동위 원소 표식은 선택된 동위 원소가있는 표본에 "표식"을하여 주어진 체계를 통과하는 과정을 추적합니다.

- 융합 반응을 수행하는 원자로에서는 중성자가 보통 수소를 많이 흡수하지 않고 이동하는 속도를 줄이는데 사용됩니다.

- 핵 자기 공명 (NMR) 영역에서 중수소를 기반으로하는 용매를 사용하여 수소화 된 용매를 사용할 때 발생하는 간섭의 존재없이 이러한 유형의 분광학 샘플을 얻습니다.

- 생물학 분야에서 거대 분자는 중수소 산란 기술을 통해 연구됩니다. 중수소 산란 기술은 중수소가 함유 된 샘플을 사용하여 이러한 대비 속성의 소음을 크게 줄입니다..

- 약리학 분야에서는 중수소에 의한 수소의 치환이 생성되는 운동 동위 원소 효과에 사용되며,이 약물들이 더 긴 반감기.