Deuterium vs vodík
Atomy stejného prvku se mohou lišit. Tyto různé atomy téhož prvku se nazývají izotopy. Liší se od sebe tím, že mají různý počet neutronů. Protože je neutronové číslo různé, liší se i jejich hmotnostní číslo. Prvky mohou mít několik izotopů. Povaha každého izotopu přispívá k povaze prvku. Deuterium je izotop vodíku a následující článek popisuje jejich rozdíly.
Vodík
Vodík je první a nejmenší prvek v periodické tabulce, který se označuje jako H. Má jeden elektron a jeden proton. Je zařazen do skupiny 1 a periody 1 v periodické tabulce kvůli své elektronové konfiguraci: 1s1 Vodík může pojmout elektron a vytvořit záporně nabitý ion, nebo může elektron snadno darovat vytvořit kladně nabitý proton nebo sdílet elektron za účelem vytvoření kovalentních vazeb. Díky této schopnosti je vodík přítomen ve velkém počtu molekul a je to velmi hojný prvek na Zemi. Vodík má tři izotopy pojmenované jako protium-1H (žádné neutrony), deuterium-2H (jeden neutron) a tritium- 3H (dva neutrony). Protium je nejhojnější ze tří s přibližně 99% relativní četností. Vodík existuje jako dvouatomová molekula (H2) v plynné fázi a je to bezbarvý plyn bez zápachu. Kromě toho je vodík extrémně hořlavý plyn a hoří světle modrým plamenem. Vodík za normální pokojové teploty není příliš reaktivní. Při vysokých teplotách však může reagovat rychle. H2 je v nulovém oxidačním stavu; proto může působit jako redukční činidlo, redukovat oxidy nebo chloridy kovů a uvolňovat kovy. Vodík se používá v chemickém průmyslu, jako je výroba čpavku v Haberově procesu. Kapalný vodík se používá jako palivo v raketách a vozidlech.
Deuterium
Deuterium je jeden z izotopů vodíku. Je to stabilní izotop s 0,015 % přirozeného výskytu. V jádře deuteria je proton a neutron. Proto je jeho hmotnostní číslo dvě a atomové číslo je jedna. Toto je také známé jako těžký vodík. Deuterium je zobrazeno jako 2H. Nejčastěji je však reprezentováno D. Deuterium může existovat jako dvouatomová plynná molekula s chemickým vzorcem D2 Možnost spojení dvou atomů D v přírodě je však nízká kvůli nižšímu výskytu deuteria. Proto je většinou deuterium vázáno na atom 1H, čímž vzniká plyn zvaný HD (deuterid vodíku). Dva atomy deuteria se mohou vázat s kyslíkem za vzniku vodního analogu D2O, který je také známý jako těžká voda. Molekuly s deuteriem vykazují jiné chemické a fyzikální vlastnosti než jejich vodíkový analog. Například deuterium může vykazovat kinetický izotopový efekt. Deuterované sloučeniny vykazují charakteristické rozdíly v NMR, IR a hmotnostní spektroskopii, proto mohou být identifikovány pomocí těchto metod. Deuterium má rotaci jedna. Takže v NMR, deuteriová vazba dává triplet. Absorbuje jinou IR frekvenci než vodík v IR spektroskopii. Díky velkému hmotnostnímu rozdílu lze v hmotnostní spektroskopii odlišit deuterium od vodíku.
Jaký je rozdíl mezi vodíkem a deuteriem?
• Deuterium je izotop vodíku.
• Ve srovnání s jinými izotopy vodíku má deuterium hmotnostní číslo dva (jeden neutron a jeden proton v jádře).
• Atomová hmotnost vodíku je 1,007947, zatímco hmotnost deuteria je 2,014102.
• Když je v molekulách místo vodíku zabudováno deuterium, určité vlastnosti, jako je energie vazby a délka vazby, se liší.
