Deutérium vs vodík
Atómy toho istého prvku sa môžu líšiť. Tieto rôzne atómy toho istého prvku sa nazývajú izotopy. Líšia sa od seba tým, že majú rôzny počet neutrónov. Keďže neutrónové číslo je odlišné, líši sa aj ich hmotnostné číslo. Prvky môžu mať niekoľko izotopov. Povaha každého izotopu prispieva k povahe prvku. Deutérium je izotop vodíka a nasledujúci článok popisuje ich rozdiely.
Vodík
Vodík je prvý a najmenší prvok v periodickej tabuľke, ktorý sa označuje ako H. Má jeden elektrón a jeden protón. Je zaradený do skupiny 1 a periódy 1 v periodickej tabuľke kvôli svojej elektrónovej konfigurácii: 1s1 Vodík môže prijať elektrón a vytvoriť záporne nabitý ión alebo môže elektrón ľahko darovať na vytvorenie kladne nabitého protónu alebo zdieľanie elektrónu na vytvorenie kovalentných väzieb. Kvôli tejto schopnosti je vodík prítomný vo veľkom počte molekúl a je to veľmi hojný prvok na Zemi. Vodík má tri izotopy pomenované ako protium-1H (bez neutrónov), deutérium-2H (jeden neutrón) a trícium- 3H (dva neutróny). Protium je najhojnejší spomedzi troch, ktorý má asi 99 % relatívneho zastúpenia. Vodík existuje ako dvojatómová molekula (H2) v plynnej fáze a je to bezfarebný plyn bez zápachu. Okrem toho je vodík mimoriadne horľavý plyn a horí svetlomodrým plameňom. Vodík pri normálnej izbovej teplote nie je veľmi reaktívny. Pri vysokých teplotách však môže reagovať rýchlo. H2 je v nulovom oxidačnom stave; preto môže pôsobiť ako redukčné činidlo, redukovať oxidy alebo chloridy kovov a uvoľňovať kovy. Vodík sa používa v chemickom priemysle, napríklad na výrobu amoniaku v Haberovom procese. Kvapalný vodík sa používa ako palivo v raketách a vozidlách.
Deutérium
Deutérium je jeden z izotopov vodíka. Je to stabilný izotop s 0,015% prirodzeným výskytom. V jadre deutéria je protón a neutrón. Preto je jeho hmotnostné číslo dva a atómové číslo je jedna. Toto je tiež známe ako ťažký vodík. Deutérium je zobrazené ako 2H. Ale najčastejšie je reprezentované D. Deutérium môže existovať ako dvojatómová plynná molekula s chemickým vzorcom D2 Možnosť spojenia dvoch atómov D v prírode je však nízka kvôli nižšiemu zastúpeniu deutéria. Preto je väčšinou deutérium viazané na atóm 1H, čím vzniká plyn nazývaný HD (deuterid vodíka). Dva atómy deutéria sa môžu viazať s kyslíkom za vzniku vodného analógu D2O, ktorý je tiež známy ako ťažká voda. Molekuly s deutériom vykazujú iné chemické a fyzikálne vlastnosti ako ich vodíkový analóg. Napríklad deutérium môže vykazovať kinetický izotopový efekt. Deuterované zlúčeniny vykazujú charakteristické rozdiely v NMR, IR a hmotnostnej spektroskopii, preto môžu byť identifikované pomocou týchto metód. Deutérium má rotáciu jedna. Takže v NMR kopulácia deutéria dáva triplet. Absorbuje inú IR frekvenciu ako vodík v IR spektroskopii. Kvôli veľkému hmotnostnému rozdielu možno v hmotnostnej spektroskopii rozlíšiť deutérium od vodíka.
Aký je rozdiel medzi vodíkom a deutériom?
• Deutérium je izotop vodíka.
• V porovnaní s inými izotopmi vodíka má deutérium hmotnostné číslo dva (jeden neutrón a jeden protón v jadre).
• Atómová hmotnosť vodíka je 1,007947, zatiaľ čo hmotnosť deutéria je 2,014102.
• Keď je deutérium začlenené do molekúl namiesto vodíka, určité vlastnosti ako energia väzby a dĺžka väzby sa líšia.
