Deuterium

Jako deuterium se označuje atom s jádrem 2H, který má v jádře jeden proton a jeden neutron a od běžného vodíku se liší především atomovou hmotností, která činí 2,013 63 u. Často mu bývá přiřazována i chemická značka D, přestože se nejedná o jiný prvek.

deuteron (d, 2H+, D+)
Obecné vlastnosti
Klasifikacesložená částice (atomové jádro)
Složeníp + n
Antičásticeantideuteron (p + n)
Fyzikální vlastnosti
Klidová hmotnost1875,612 942 57(57)[2] MeV/c2
3,343 583 7724(10) × 10−27[2] kg
Elektrický náboj+1 e
1,602 176 634 × 10−19[2] C
Magnetický moment0,857 438 2338(22)[2] μN
Spin1
Deuterium
  1s1
2 D
1
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               

Lahvička se svítícím deuteriem

Obecné
Název, značka, číslo Deuterium, D, 1
Cizojazyčné názvy lat. Deuterium
Skupina, perioda, blok 1. skupina, 1. perioda, blok s
Chemická skupina Nekovy
Vzhled bezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS 7782-39-0
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost 2,013 63
Elektronová konfigurace 1s1
Oxidační čísla −I, I
Ionizační energie
První 15,46 eV (molekula D2)
Mechanické vlastnosti
Hustota 179,6×10−6 g/cm3
Skupenství plynné
Součinitel dynamické viskozity 12,6 µPa s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost −243,15 °C (kap.): 0,137 W·m−1·K−1,
−40 °C: 0,115 0 W·m−1·K−1,
27 °C: 0,140 6 W·m−1·K−1,
97 °C: 0,166 W·m−1·K−1
Molární atomizační entalpie 221,673 kJ/mol
Standardní molární entropie S° 144,85 J⋅K−1⋅mol−1 (molekula D2),
123,24 J⋅K−1⋅mol−1 (atom D)
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání −254,50 °C (18,65 K)
Teplota varu −249,48 °C (23,67 K)
Teplota trojného bodu T3 −254,42 °C (18,73 K)
Tlak trojného bodu p3 17,14 kPa
Kritická teplota Tk −234,75 °C (38,4 K)
Kritický tlak pk 1 660 kPa
Specifické teplo tání 52 J/g
Specifické teplo varu 323 J/g
Měrná tepelná kapacita 14,496 J·g−1·K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Magnetické chování diamagnetické
Bezpečnost

GHS02

GHS04
[1]
Nebezpečí[1]
R-věty R12
S-věty S2, S9, S16, S33
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P

{{{izotopy}}}

Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
D

Jádro deuteria se označuje jako deuteron, což je částice s hmotností 2.013553212535(17) u[3] a elektrickým nábojem + 1 e.

Charakteristika
Umístění deuteria ve schématu izotopů

Deuterium je stabilní izotop, který nepodléhá radioaktivní přeměně. V přírodě se běžně vyskytuje namísto lehkého vodíku. V průměru připadá na jeden atom deuteria 6 000 atomů normálního vodíku.

Ve spojení s kyslíkem tvoří deuterium tzv. těžkou vodu, D2O. Tato sloučenina má významné využití v jaderném průmyslu. Je velmi účinným moderátorem, tedy látkou zpomalující rychlost neutronů. Této vlastnosti se již od druhé světové války využívá v určitém typu jaderných reaktorů k přípravě plutonia z uranu.

Německá armáda se za druhé světové války intenzivně snažila vyvinout jadernou bombu na bázi plutonia. V norském Rjukanu existoval průmyslový komplex společnosti Norsk Hydro, vyrábějící těžkou vodu. Spojenci tento komplex zničili operací zvláštních jednotek (bombardování po jeho opravě způsobilo těžké ztráty na životech místních obyvatel, ale továrnu poškodilo jen mírně), přesto se však nacistům podařilo vyrobit dostatečné množství těžké vody pro další experimenty s jadernou zbraní.

Dnes je deuterium využíváno také jako účinný stopovač biochemických reakcí. Pokud je na počátku výzkumu distribuce určité sloučeniny v organismu použita látka, která má atomy vodíku nahrazeny deuteriem, lze vysledovat její cestu biochemickou přeměnou analýzou všech možných vzniklých produktů.

V jádrech hnědých trpaslíků pravděpodobně dochází k fúzním reakcím, na jejichž základě vzniká z deuteria helium.

Reference
  1. Deuterium. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky)
  2. CODATA Internationally recommended 2018 values of the Fundamental Physical Constants. NIST, květen 2019. Dostupné online (PDF) (anglicky)
  3. DUMÉ, Isabelle. Physicists pin down deuteron mass. Physics World [online]. IOP Publishing, 9. říjen 2020 [cit. 2020-10-09]. Dostupné online. (anglicky)

Literatura
  • VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.