Дейтерий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Дейтерий
Hydrogen-2.png
Общие сведения
Название, символ Дейтерий, 2H
Альтернативные названия тяжёлый водород, D
Нейтронов 1
Протонов 1
Свойства нуклида
Атомная масса 2,0141017778(4)[1] а. е. м.
Избыток массы 13 135,7216(3)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон) 1 112,283(0)[1] кэВ
Изотопная распространённость 0,0115(70) %[2]
Период полураспада стабильный[2]
Спин и чётность ядра 1+[2]

Дейте́рий (лат. deuterium, от др.-греч. δεύτερος «второй»), тяжёлый водород, обозначается символами D и 2H — стабильный изотоп водорода с атомной массой, равной 2. Ядро (дейтрон) состоит из одного протона и одного нейтрона.

Открыт в 1932 г. американским физико-химиком Г. Юри. Природное содержание — 0,0115 ± 0,0070[2] %.

Изотопные модификации соединений водорода[править | править исходный текст]

Соединения изотопов водорода практически не различаются по химическим свойствам, но обладают довольно различными физическими свойствами (температура плавления, кипения, вес)[3]. Молекула D2, состоит из двух атомов дейтерия. Вещество имеет следующие физические свойства:

  • Температура плавления −254,5 °C
  • Температура кипения −249,5 °C

Содержание дейтерия в природном водороде — 0,0011-0,0016 ат.% [4].

По своим химическим свойствам соединения дейтерия имеют определенные особенности. Так, например, углерод-дейтериевые связи оказываются более «прочными», чем углерод-протиевые, из-за чего химические реакции с участием атомов дейтерия идут в несколько раз медленнее. Этим, в частности, обусловлена токсичность тяжёлой воды (вода состава D2O называется тяжёлой водой из-за большой разницы в массе протия и дейтерия).

Получение[править | править исходный текст]

Мировое производство дейтерия — десятки тысяч тонн в год. В промышленности для получения тяжелой воды (обогащения воды дейтерием) в своей основе служат процессы ионного обмена, в особенности Girdler Sulfide process, использующий изотопный обмен между водой и сероводородом. Также используется многоступенчатый электролиз воды, ректификация воды, ректификация аммиака. При электролизе 100л воды выделяется 7,5 мл 60-процентного D2O[5].

При длительном кипячении природной воды концентрация тяжёлой воды в ней повышается очень незначительно — в пределах 1 %[источник не указан 1554 дня]. Среди населения бытует миф о том, что это, якобы, может вредно сказаться на здоровье. В действительности же повышение концентрации тяжёлой воды при кипячении ничтожно.

Применение[править | править исходный текст]

Дейтерий широко используется в атомной энергетике как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах; в смеси с тритием или в соединении с литием-6 применяют для термоядерной реакции в водородных бомбах, применяется в качестве меченого стабильного индикатора в лабораторных исследованиях и технике. Перспективным также представляется применение дейтерия (в смеси с тритием) для получения высокотемпературной плазмы, необходимой для осуществления управляемого термоядерного синтеза (см. проект ITER).

Примечания[править | править исходный текст]

  1. 1 2 3 G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
  2. 1 2 3 4 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  3. Н. Е. Кузьменко, В. В. Ерёмин, В. А. Попков Начала химии (том 1) 2007.— М.: Изд-во Экзамен, С.298
  4. Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
  5. Н. Е. Кузьменко, В. В. Ерёмин, В. А. Попков Начала химии (том 1) 2007.— М.: Изд-во Экзамен, С.299

Литература[править | править исходный текст]

  • Н. Е. Кузьменко, В. В. Ерёмин, В. А. Попков Начала химии (том 1) 2007.— М.: Изд-во Экзамен, С.298-299
  • Физическая энциклопедия. / Гл. ред. Прохоров А. М. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1.— 704 с., ил. — 100 000 экз.