Deuterium

Deuterium
 1s1
2D
1
 
        
        
                  
                  
                                
                                
Lahvička se svítícím deuteriem

Lahvička se svítícím deuteriem

Obecné
Název, značka, čísloDeuterium, D, 1
Cizojazyčné názvylat. Deuterium
Skupina, perioda, blok1. skupina, 1. perioda, blok s
Chemická skupinaNekovy
Vzhledbezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost2,013 63
Elektronová konfigurace1s1
Oxidační čísla−I, I
Ionizační energie
První15,46 eV (molekula D2)
Mechanické vlastnosti
Hustota179,6×10−6 g/cm3
Skupenstvíplynné
Součinitel dynamické viskozity12,6 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 entalpie221,673 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 p317,14 kPa
Kritická teplota Tk−234,75 °C (38,4 K)
Kritický tlak pk1 660 kPa
Specifické teplo tání52 J/g
Specifické teplo varu323 J/g
Měrná tepelná kapacita14,496 J·g−1·K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Magnetické chovánídiamagnetické
Bezpečnost
GHS02 – hořlavé látky
GHS02
GHS04 – plyny pod tlakem
GHS04
[1]
Nebezpečí[1]
R-větyR12
S-větyS2, S9, S16, S33
IV (%)ST1/2ZE (MeV)P

{{{izotopy}}}

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

Jako deuterium se označuje atomjádrem 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

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. a b Deuterium. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. a b c d 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

Média použitá na této stránce

GHS-pictogram-bottle.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for gas bottles
Deuterium-glow.jpg
Autor: en:User:Jurii (Transfered by Lanthanum-138/Original uploaded by Lanthanum-138), Licence: CC BY 1.0
Vial of glowing ultrapure deuterium, D2. Original size in cm: 1 x 5
GHS-pictogram-flamme.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for flammable substances
Hydrogen-2.svg
Autor: , Licence: CC-BY-SA-3.0

Hydrogen-2 isotope.
Original created by user:oo64eva using Macromedia Fireworks 4. Adapted from table created by user:Bryan_Derksen. PNG 8-bit Websnap Adaptive 32 Colors

svg redrawn made by ... McSushs fingers and a simple editor