من نظائر الهيدروجين هو نظير الديوتيريوم. لكن ما هو الديوتيريوم؟ ما هو تعريفه، أين يمكن أن نجده. تعرف كل كل ذلك عن طريق قراءة مقالتنا أدناه.
تعريف الديوتيريوم.
الهيدروجين فريد من نوعه لأنه يحتوي على ثلاثة نظائر معروفة. الديوتيريوم (Deuterium) هو أحد نظائر الهيدروجين. له بروتون واحد ونيوترون واحد.
في المقابل، فإن النظير الأكثر شيوعًا للهيدروجين، وهو البروتيوم (Protium)، يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على نيوترونات. لأن الديوتيريوم يحتوي على نيوترون، فهو أكثر كتلة أو أثقل من البروتيوم، لذلك يطلق عليه أحيانًا الهيدروجين الثقيل.
هناك نظير ثالث للهيدروجين، التريتيوم (Tritium)، والذي قد يسمى أيضًا الهيدروجين الثقيل لأن كل ذرة تحتوي على بروتون واحد واثنين من النيوترون.
حقائق عن الديوتيريوم.
- الرمز الكيميائي للديوتيريوم هو D. أحيانًا يتم استخدام الرمز 2H.
- الديوتيريوم هو نظير ثابت للهيدروجين. بمعنى آخر، الديوتيريوم ليس مشعًا.
- تبلغ الوفرة الطبيعية للديوتيريوم في المحيط حوالي 156.25 جزء في المليون، وهي ذرة واحدة من 6400 من الهيدروجين. بمعنى آخر، 99.98٪ من الهيدروجين في المحيط عبارة عن بروتيوم و 0.0156٪ فقط من الديوتيريوم (أو 0.0312٪ بالكتلة).
- تختلف الوفرة الطبيعية للديوتيريوم اختلافًا طفيفًا من مصدر مياه إلى آخر.
- غاز الديوتيريوم هو أحد أشكال الهيدروجين النقي الطبيعي. تتم كتابة الصيغة الكيميائية لها إما 2H2 أو D2. غاز الديوتيريوم النقي نادر الحدوث. من الشائع أكثر أن تجد الديوتيريوم مرتبطًا بذرة بروتيوم لتكوين ديوتريد الهيدروجين، والذي يُكتب على هيئة HD أو 1H2H.
- يأتي اسم الديوتيريوم من الكلمة اليونانية deuteros، والتي تعني “الثانية”. هذا في إشارة اثنين من الجسيمات، البروتون والنيوترون، والتي تشكل نواة ذرة الديوتيريوم.
- نواة الديوتيريوم تسمى ديوتيرون أو ديوتون.
إقرأ أيضاً… مقدمة في فيزياء الذرة.
- يستخدم الديوتيريوم كجهاز تتبع في مفاعلات الاندماج النووي ولإبطاء النيوترونات في مفاعلات الانشطار المتوسط بالماء الثقيل.
- تم اكتشاف الديوتيريوم في عام 1931 من قبل هارولد أوري. استخدم الشكل الجديد للهيدروجين لإنتاج عينات من الماء الثقيل. فاز أوري بجائزة نوبل عام 1934.
- يتصرف الديوتيريوم بشكل مختلف عن الهيدروجين الطبيعي في التفاعلات الكيميائية الحيوية. في حين أنه ليس من المميت شرب كمية صغيرة من الماء الثقيل، على سبيل المثال، فإن تناول كمية كبيرة يمكن أن يكون مميتًا.
- يشكل الديوتيريوم والتريتيوم روابط كيميائية أقوى من نظير البروتيوم للهيدروجين. من الأمور التي تهم الصيدلة، أنه من الصعب إزالة الكربون من الديوتيريوم. الماء الثقيل أكثر لزوجة من الماء العادي وهو أكثر كثافة بنسبة 10.6 في المائة.
- الديوتيريوم هو واحد من خمسة نويدات مستقرة تحتوي على عدد فردي من كل من البروتونات والنيوترونات. في معظم الذرات، تكون الأعداد الفردية من البروتونات والنيوترونات غير مستقرة فيما يتعلق بتحلل بيتا.
- تم تأكيد وجود الديوتيريوم على كواكب أخرى في النظام الشمسي وفي أطياف النجوم. تمتلك الكواكب الخارجية نفس تركيز الديوتيريوم تقريبًا مثل بعضها البعض. يُعتقد أن معظم الديوتيريوم الموجود اليوم قد تم إنتاجه خلال الانفجار العظيم. يُرى القليل جدًا من الديوتيريوم في الشمس والنجوم الأخرى. يُستهلك الديوتيريوم في النجوم بمعدل أسرع مما ينتج عن طريق تفاعل البروتون-البروتون.
- يتكون الديوتيريوم عن طريق فصل الماء الثقيل الموجود بشكل طبيعي عن كمية كبيرة من الماء الطبيعي. يمكن إنتاج الديوتيريوم في مفاعل نووي، لكن الطريقة ليست فعالة من حيث التكلفة.
