Deuterijum

Deuterijum poznat i kao teški vodonik, je stabilni izotop vodonika čije atomsko jezgro sadrži po jedan proton i neutron, dok jezgro običnog vodonika ima samo jedan proton. Prirodna rasprostranjenost je 1/6500 (na svaki atom deuterijuma dođe 6500 atoma vodonika).

Vodonik-2
Kompl. t.
Opšte
Naziv, Simbol	deuterijum, 2H ili D
Neutrona	1
Protona	1
Podaci o nuklidima
Prirodna rasprostranjenost	0,015%
Vreme poluživota	stabilan
Izotopska masa	2,01355321270 u
Spin	1+
Višak energije	13135,720 ± 0,001 keV
Energija vezivanja	2224,573 ± 0,002 keV

Hemijski simbol mu je ²H ali se koristi i simbol D mada deuterijum sam za sebe nije hemijski element. Hemijski se ponaša identično vodoniku uz izraziti izotopski efekt. Dva izotopa se mogu razlikovati pomoću masene spektrometrije zbog ogromne razlike u atomskoj masi i nuklearne magnetne rezonancije zbog ogromne razlike u rezonantnim frekvencijama. Zbog izotopskog efekta i fizičke osobine jedinjenja deuterijuma mogu značajno da se razlikuju od vodoničnih analoga; na primer, D₂O, teška voda je viskoznija od H₂O, (lake vode) i ima znatno višu tačku topljenja. Atomsko jezgro deuterijuma naziva se deuteron, ima spin +1 pa je, prema tome, bozon.

Postojanje deuterijuma u zvezdama je važan podatak za kosmologiju. Prilikom fuzije u zvezdama deuterijum se troši, a osim nukleosinteze nakon Velikog praska, nema drugog procesa sinteze deuterijuma. Dakle, prisustvo deuterijuma u zvezdama je jedan od ključnih argumenata u korist teorije Velikog praska naspram stacionarne teorije o nastanku svemira.

Primene

Deuterijum je posebno koristan u protonskoj nuklearnoj magnetnoj rezonanciji. Da bi se izbeglo preklapanje signala iz uzorka sa signalom iz rastvarača, većina NMR rastvarača je perdeuterisana, dakle, sav vodonik je zamenjen deuterijumom.

Istorija

Deuterijum je detektovao 1931. godine Harold Juri, za šta je 1934. godine dobio Nobelovu nagradu za hemiju.

Podaci

• gustina: 0,180 kg/m³ na standardnim uslovima (0 °C, 101,325 ).
• atomska težina: 2,01355321270.

Na 18 K (trojna tačka):

• gustina:

• čvrstog: 195 kg/m³
• gasovitog: 0,452

• viskoznost: 1,3 µPa·s
• specifična toplota na konstantnom pritisku c_p:

• čvrstog: 2950 J/(kg·K)
• gasovitog: 5200 J/(kg·K)

Antideuterijum

Antideuteron je antičestica deuterijuma i sastoji se od antiprotona i antineutrona. Antideuteron je prvi put proizveden u CERN-u u Švajcarskoj i u Brukhaven nacionalnoj laboratoriji u SAD 1965. godine. Kompletan anti atom, sa pozitronima koji kruže oko jezgra bi se zvao antideuterijum ali do 2006. godine još nije proizveden.