הבדל בין דאוטריום למימן

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

דוטריום נגד מימן

אטומים של אותו יסוד יכולים להיות שונים. האטומים השונים הללו של אותו יסוד נקראים איזוטופים. הם שונים זה מזה על ידי מספר שונה של נויטרונים. מכיוון שמספר הנייטרונים שונה, גם מספר המסה שלהם שונה. ליסודות עשויים להיות מספר איזוטופים. טבעו של כל איזוטופ תורם לאופיו של יסוד. דאוטריום הוא איזוטופ מימן והמאמר הבא מתאר את ההבדלים ביניהם.

מימן

מימן הוא היסוד הראשון והקטן ביותר בטבלה המחזורית, שמסומן כ-H. יש לו אלקטרון אחד ופרוטון אחד.הוא מסווג תחת קבוצה 1 ותקופה 1 בטבלה המחזורית בגלל תצורת האלקטרונים שלו: 1s¹ מימן יכול לקלוט אלקטרון ליצירת יון בעל מטען שלילי, או יכול בקלות לתרום את האלקטרון לייצר פרוטון מטען חיובי או לשתף את האלקטרון כדי ליצור קשרים קוולנטיים. בגלל יכולת זו, מימן קיים במספר רב של מולקולות, והוא יסוד בשפע רב בכדור הארץ. למימן שלושה איזוטופים המכונים פרוטיום-¹H (ללא נויטרונים), דיוטריום-²H (נייטרון אחד) וטריטיום- ³H (שני נויטרונים). פרוטיום הוא הנפוץ ביותר מבין שלושה שיש לו כ-99% שפע יחסי. מימן קיים כמולקולה דיאטומית (H₂) בשלב הגז, והוא גז חסר צבע וריח. יתר על כן, מימן הוא גז דליק ביותר, והוא בוער בלהבה כחולה חיוורת. מימן, תחת טמפרטורת חדר רגילה, אינו מגיב במיוחד. עם זאת, בטמפרטורות גבוהות, הוא יכול להגיב מהר. H_{2 נמצא במצב חמצון אפס; לכן, הוא יכול לפעול כחומר מפחית, כדי להפחית תחמוצות מתכות או כלורידים ולשחרר מתכות.מימן משמש בתעשיות כימיות כגון לייצור אמוניה בתהליך האבר. מימן נוזלי משמש כדלק ברקטות ובכלי רכב.}

Deuterium

דאוטריום הוא אחד האיזוטופים של המימן. זהו איזוטופ יציב עם שפע טבעי של 0.015%. יש פרוטון ונויטרון בגרעין הדאוטריום. לכן, מספר המסה שלו הוא שניים, והמספר האטומי הוא אחד. זה ידוע גם בשם המימן הכבד. Deuterium מוצג כ-²H. אבל לרוב הוא מיוצג עם D. Deuterium יכול להתקיים כמולקולת גז דו-אטומית עם הנוסחה הכימית D₂ עם זאת, האפשרות לחיבור שני אטומי D בטבע נמוכה בגלל השפע הנמוך יותר. של דאוטריום. לכן, בעיקר דאוטריום קשור לאטום ¹H יוצר גז שנקרא HD (מימן דיוטריד). שני אטומי דאוטריום יכולים להיקשר עם חמצן ליצירת אנלוגי מים D_{2O, הידוע גם בשם מים כבדים. מולקולות עם דאוטריום מראות תכונות כימיות ופיזיקליות שונות מאשר אנלוגי המימן שלהן.לדוגמה, דאוטריום יכול להפגין אפקט איזוטופ קינטי. תרכובות מפורשות מראות הבדלים אופייניים ב-NMR, IR וספקטרוסקופיה מסה, לכן ניתן לזהות אותן באמצעות שיטות אלו. לדוטריום יש ספין של אחד. אז ב-NMR, צימוד דוטריום נותן שלישייה. הוא סופג תדר IR שונה ממימן בספקטרוסקופיה IR. בשל הבדל מסה גדול, בספקטרוסקופיה מסה, ניתן להבחין בין דאוטריום למימן.}

מה ההבדל בין מימן ודוטריום?

• דאוטריום הוא איזוטופ של מימן.

• בהשוואה לאיזוטופי מימן אחרים, לדוטריום יש מסה של שניים (נייטרון אחד ופרוטון אחד בגרעין).

• המשקל האטומי של מימן הוא 1.007947, בעוד שמסת הדאוטריום היא 2.014102.

• כאשר דאוטריום משולב במולקולות במקום מימן, תכונות מסוימות כמו אנרגיית הקשר ואורך הקשר שונות.