Бардык элементтердин негизги бирдиги катары атомдор бар жана атомдо үч негизги бөлүкчө бар, алар терс заряддуу электрондор, оң заряддуу протондор жана нейтралдуу бөлүкчөлөрдүн нейтрондору. Ядродогу протондор менен нейтрондордун саны элементтердин массалык саны, ал эми протондордун саны атомдук номер деп аталат. Атомдорунда протондордун саны бирдей, бирок нейтрондорунун саны ар башка болгон элементтер изотоптор деп аталат. Мисал үч изотопу бар суутек. Бул нөл нейтрондор менен суутек, бир нейтронду камтыган дейтерий жана тритий - анда эки нейтрон бар. Бул макалада оор суутек деп да белгилүү болгон дейтерий деп аталган суутектин изотопу каралат.
Дейтерий деген эмне?
Дейтерий – суутектен бир нейтрон менен айырмаланган суутектин изотопу. Адатта, суутекте бир гана протон бар, ал эми дейтерийде бир протон жана бир нейтрон бар. Ал реакцияларда кеңири колдонулатбөлүм.
Дейтерий (химиялык белгиси D же ²H) – жаратылышта өтө аз өлчөмдөгү суутектин туруктуу изотопу. Дейтрон деп аталган дейтерий ядросунда бир протон жана бир нейтрон бар, ал эми бир топ кеңири тараган суутек ядросунда бир гана протон бар жана нейтрондор жок. Демек, дейтерийдин ар бир атому кадимки суутек атомунан эки эсеге жакын массага ээ жана дейтерий оор суутек деп да аталат. Кадимки суутек атомдору дейтерий атомдору менен алмаштырылган суу оор суу деп аталат.
Негизги функциялар
Дейтерийдин изотоптук массасы - 2, 014102 бирдик. Дейтерийдин жарым ажыроо мезгили туруктуу, анткени ал туруктуу изотоп.
Дейтерийдин ашыкча энергиясы 13135,720 ± 0,001 кВ. Дейтерийдин ядросу үчүн байланыш энергиясы 2224,52 ± 0,20 кеВ. Дейтерий кычкылтек менен биригип D2O (2H2O) пайда кылат, аны оор суу деп да аташат. Дейтерий радиоактивдүү изотоп эмес.
Дейтерий ден соолукка коркунучтуу эмес, бирок өзөктүк куралды жасоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Дейтерий жасалма жол менен өндүрүлбөйт, анткени ал океан сууларында табигый түрдө көп жана көптөгөн муундарга кызмат кыла алат. Ал центрифугалоо процесси аркылуу океандан алынат.
Оор суутек
Оор суутек - дейтерий жана тритий сыяктуу суутектин жогорку изотопторунун кайсынысынын болбосун аты. Бирок көбүнчө дейтерий үчүн колдонулат. Анын атомдук массасыболжол менен 2 жана анын ядросунда 1 протон жана 1 нейтрон бар. Ошентип, анын массасы кадимки суутектен эки эсе көп. Дейтерийдеги ашыкча нейтрон аны кадимки суутектен оор кылат, ошондуктан ал оор суутек деп аталат.
Оор суутекти 1931-жылы Гарольд Урей ачкан - бул ачылыш 1934-жылы химия боюнча Нобель сыйлыгына татыктуу болгон. Урей молекулярдык суутектин (Н2) буу басымы менен дейтерий (HD) менен алмаштырылган бир суутек атому менен тиешелүү молекуланын ортосундагы айырманы, демек, суюк суутекти дистилляциялоо жолу менен бул заттарды бөлүп алуу мүмкүнчүлүгүн алдын ала айткан. Дейтерий суюк суутектин дистилляциясынын калдыктарынан табылган. Аны таза түрүндө даярдаган Г. Н. Льюис электролиттик концентрация ыкмасын колдонуу менен. Сууну электрлештиргенде суутек газы пайда болот, анын курамында аз өлчөмдө дейтерий болот, ошондуктан дейтерий сууда топтолот. Улантылган электролиз менен суунун көлөмү баштапкы көлөмүнүн жүз миңден бир бөлүгүнө чейин азайганда, оор суу деп аталган дээрлик таза дейтерий оксиди пайда болот. Бул оор суу даярдоо ыкмасы Экинчи дүйнөлүк согуш учурунда колдонулган.
Этимология жана химиялык символ
"Дейтерий" аталышы гректин deuteros сөзүнөн келип чыккан, ал "экинчи" дегенди билдирет. Бул эки бөлүкчөдөн турган атомдук ядродо дейтерий кадимки (же жарык) суутектен кийинки экинчи изотоп экенин көрсөтүп турат.
Дейтерий көбүнчө химиялык зат менен белгиленетсимволу D. Массалык саны 2 болгон суутектин изотопу катары ал H түрүндө да көрсөтүлөт. Дейтерийдин формуласы 2Н. Эл аралык таза жана прикладдык химия биримдиги (IUPAC) D жана H экөөнө тең уруксат берет, бирок H артыкчылыктуу.
Суудан дейтерийди кантип алууга болот?
Сууда дейтерийди концентрациялоонун салттуу ыкмасы күкүрт суутек газында изотоп алмашууну колдонот, бирок жакшыраак ыкмалар иштелип чыгууда. Суутектин ар кандай изотопторун бөлүү газ хроматографиясы жана криогендик дистилляциянын жардамы менен да жүргүзүлүшү мүмкүн, алар изотопторду бөлүү үчүн физикалык касиеттердеги айырмачылыктарды колдонушат.
Дейтерий суусу
Дейтерий суусу, ошондой эле оор суу катары белгилүү, кадимки сууга окшош. Ал дейтерий менен кычкылтектин кошулмасынан пайда болгон жана 2H2O деп аталат. Дейтерий суусу кадимки сууга караганда илешкектүү. Оор суу кадимки сууга караганда 10,6% тыгызыраак, ошондуктан оор суунун музу кадимки сууга чөгүп кетет. Кээ бир жаныбарлар үчүн дейтерий суусу уулуу, башкалары оор сууда жашай алат, бирок кадимки сууга караганда анда жайыраак өнүгөт. Дейтерий суусу радиоактивдүү эмес. Адамдын денесинде 5 граммдай дейтерий бар жана анын зыяны жок. Эгерде оор суу организмге көп санда кирсе (мисалы, денедеги суунун 50%га жакыны оор болуп калат), ал клетканын иштешинин бузулушуна, акыры өлүмгө алып келиши мүмкүн.
Оор суудагы айырмачылыктар:
- Тоңуу чекити 3,82°C.
- Температуракайноо температурасы 101,4 °C.
- Оор суунун тыгыздыгы 1,1056 г/мл (нормалдуу суу 0,9982 г/мл).
- Оор суунун рНы 7,43 (нормалдуу суу 6,9996).
- Жөнөкөй суу менен оор суунун даамы жана жыты бир аз айырмаланат.
Дейтерийди колдонуу
Окумуштуулар дейтерийди жана анын кошулмаларын көп колдонуу жолдорун иштеп чыгышкан. Мисалы, дейтерий - химиялык реакцияларды жана метаболизм жолдорун изилдөө үчүн радиоактивдүү эмес изотоптордун издоочу. Мындан тышкары, бул нейтрон чачыранды пайдалануу макромолекулаларды изилдөө үчүн пайдалуу. Дейтерацияланган эриткичтер (оор суу сыяктуу) көбүнчө ядролук магниттик-резонанстык (ЯМР) спектроскопияда колдонулат, анткени бул эриткичтер изилденип жаткан кошулмалардын ЯМР спектрлерине таасир этпейт. Deuterated кошулмалар фемтосекунддук инфракызыл спектроскопия үчүн да пайдалуу. Дейтерий ошондой эле ядролук синтез реакциялары үчүн отун болуп саналат, ал качандыр бир күнү өнөр жайлык масштабда электр энергиясын өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн.
