氘：结构，性质和用途 - 化学

的氘是氢的物种，其被表示为d或的同位素² H.在此外，已经给定的重氢的名称，因为其质量是质子的两倍。同位素是一种来自相同化学元素的物质，但其质量数与此不同。

这种区别是由于它具有的中子数量不同。氘被认为是稳定的同位素，可以在天然存在的氢化合物中找到，尽管所占比例很小（小于0.02％）。

鉴于其性质，它与普通氢非常相似，因此可以在其参与的所有反应中替代氢，成为等效物质。

由于这个和其他原因，这种同位素在科学的不同领域具有大量的应用，成为最重要的应用之一。

结构体

氘的结构主要由具有质子和中子的原子量或质量约为2014 g的原子核构成。

同样，这种同位素的发现要归功于美国化学家Harold C. Urey及其合作者Ferdinand Brickwedde和George Murphy在1931年的发现。

在上图中，您可以看到氢同位素的结构之间的比较，氢同位素以pro（其最丰富的同位素），氘和tri的形式存在，从左到右排列。

在1933年首次成功地进行了纯净氘的制备，但是自1950年代以来，已使用了已证明具有稳定性的固相物质，即氘化锂（LiD）。在许多化学反应中取代氘和tri。

从这个意义上说，已经研究了这种同位素的丰度，并且观察到其在水中的比例可能会略有变化，这取决于从中获取样品的来源。

另外，光谱学研究确定了该同位素在该星系中其他行星上的存在。

如上所述，氢同位素（这是唯一以不同方式命名的氢同位素）之间的根本区别在于它们的结构，因为一个物种中质子和中子的数量赋予了它化学性质。

另一方面，存在于恒星体内的氘的清除速度要快于其产生的速度。

此外，人们认为自然界的其他现象仅占其中的极小一部分，因此，自然界的产生今天仍引起人们的兴趣。

同样，一系列研究表明，由该物种形成的绝大多数原子都起源于大爆炸。这就是为什么它的存在在像木星这样的大行星中被注意到的原因。

由于自然界中最常见的获得这种物种的方法是当它与氢以pro的形式结合时，两种物种在不同科学领域中所占比例之间建立的关系仍然引起了科学界的兴趣。，例如天文学或气候学。

-它是没有放射性特征的同位素；也就是说，它在本质上是相当稳定的。

-可用于取代化学反应中的氢原子。

-在生物化学性质的反应中，该物种表现出与普通氢不同的行为。

-当两个氢原子在水中置换时，获得D ₂ O，并获得重水的名称。

-以氘的形式存在于海洋中的氢相对于pro的比例为0.016％。

-在恒星中，这种同位素有迅速融合的趋势，从而产生氦。

-D ₂ O是有毒物质，尽管其化学性质与H ₂非常相似

-当氘原子在高温下经受核聚变过程时，会释放大量能量。

-氘（D ₂）分子中的物理性质（例如沸点，密度，汽化热，三相点）具有比氢（H ₂）分子更高的量级。

-最常见的形式是与氢原子相连的氢，它是氘代氢（HD）。

由于其性质，氘被用于涉及氢的多种应用中。其中一些用途如下所述：

-在生物化学领域，它用于同位素标记，包括用选定的同位素“标记”样品，以追踪通过特定系统的样品。

-在进行聚变反应的核反应堆中，它用于降低中子移动的速度，而不会吸收普通氢存在的中子。

-在核磁共振（NMR）领域中，基于氘的溶剂用于获得这种光谱的样品，而不会存在使用氢化溶剂时产生的干扰。

-在生物学领域，大分子是通过中子散射技术进行研究的，其中使用氘提供的样品可显着降低这些对比度特性中的噪声。

-在药理学领域，由于产生了动力学同位素效应并使这些药物具有更长的半衰期，因此用氢代替氘是可行的。