Deutério

Deutério
hidrogênio 2

tabela

Em geral
Sobrenome deutério
Símbolo 2
1H, D
Nêutrons 1
Prótons 1
Dados físicos
Presença natural 0,015%
Meia vida Estábulo
Produto decadente Não
Massa atômica 2.014101777 (99) u
Rodar 1 +
Excesso de energia 13135,7196 ± 0,001 keV
Energia de ligação 2224,573 ± 0,002 keV

O deutério , simbolizado 2 H ou D, é um isótopo estável e natural do hidrogênio . Seu núcleo atômico , chamado deutério ou deutério , tem um próton e um nêutron , portanto, um número de massa igual a dois. O deutério foi descoberto em 1931 por Harold Clayton Urey , um químico da Universidade de Columbia . Essa descoberta lhe rendeu o Prêmio Nobel de Química em 1934 .

Diferenças entre protium e deutério

Símbolo químico

A IUPAC recomenda representar o símbolo deutério 2 H a fim de preservar a homogeneidade de seus nomes, mas tolera que o símbolo D seja amplamente utilizado. A razão para essa tolerância está no fato de que, de todos os elementos químicos, o hidrogênio é aquele para o qual os isótopos apresentam as maiores diferenças de massa relativa. Isso tem consequências em suas respectivas propriedades físico-químicas. A massa atômica do prótio 1 H é 1,007 825 032 14  u, enquanto a do deutério 2 H é 2,014 101 777 99  u .

Abundância natural

O deutério existe naturalmente em pequenas quantidades (normalmente 0,015% em abundância (número de átomos) em relação ao prótio ), possivelmente na forma de dideutério D 2, mas sua forma mais comum no universo, de longe, é o deuterídeo de hidrogênio (HD ou 1 H- 2 H), no qual um átomo de deutério está ligado a um átomo de prótio por uma única ligação eletrônica. A proporção da massa de deutério na água pura a 20  ° C é próxima a 33,5  g / m 3 e na água do mar 32,4  g / m 3 .

A presença de deutério na Terra, no resto do sistema solar e no espectro das estrelas é um fato importante da cosmologia física , pois 2 núcleos H só podem ter se formado nas abundâncias observadas durante a nucleossíntese primordial . A presença de uma fração pequena, mas constante de deutério sempre que o hidrogênio é encontrado no Universo (exceto em gigantes gasosos que têm uma concentração aumentada de deutério, mas cujo tamanho relativo permanece muito pequeno em comparação com o do Universo), é um argumento a favor da teoria do Big Bang em comparação com a teoria do estado estacionário  : acredita-se que a abundância relativa de deutério em relação ao hidrogênio permaneceu essencialmente constante desde a nucleossíntese primordial 13,7 bilhões de anos atrás.

A razão de abundância de deutério para prótio no início da história do sistema solar é estimada em 2,1 × 10 −5 , os valores em Vênus e em Marte são respectivamente 120 vezes e cinco vezes maiores do que na Terra, que é interpretado como um vestígio da presença passada de água nesses dois planetas.

Propriedades físico-químicas e efeitos fisiológicos

Comparado com o protium, o deutério é ligeiramente mais viscoso e, do ponto de vista químico, exibe um efeito isotópico significativo: é um pouco menos reativo que o protium e forma ligações ( ligação covalente e ligação de hidrogênio ) ligeiramente mais fortes. Absorver água pesada em vez de água natural não é sem consequências para o corpo, com experimentos em animais de laboratório indicando que os efeitos mais perceptíveis aparecem primeiro nas células que se dividem rapidamente, afetando as mitoses e, portanto, acelerando a degradação do tecido (ver Água Pesada ).

Começam a surgir problemas digestivos em animais com uma taxa de reposição fisiológica da ordem de 25%, assim como problemas de esterilidade pelo fato de a meiose estar bloqueada tanto quanto as mitoses. Foi observado que nessas condições as plantas param de crescer e as sementes param de germinar. A uma taxa de deuteração de cerca de 50%, os eucariotos sofrem danos letais (em animais, intestino grave e falha óssea, em particular), enquanto os procariontes sobrevivem em água pura e pesada, aparentemente afetados.

Características

Formulários

Na cultura popular

Antideutério

Um anti-euteron é a antimatéria equivalente a um deuteron ( hydron de deutério), composto de um antiproton e um antineutron . O antideuteron foi produzido pela primeira vez em 1965 pelo Síncrotron de Prótons no CERN e pelo Síncrotron de Gradiente Alternado no Laboratório Nacional de Brookhaven . Um átomo inteiro, com um pósitron preso ao núcleo, deveria ser chamado de anti-eutério, mas até 2005 o anti-eutério ainda não havia sido criado. O símbolo proposto é antideuterium D .

Notas e referências

Notas

  1. Além do deutério, os outros quatro átomos estáveis ​​com números ímpares de prótons e nêutrons são lítio 6 , boro 10 , nitrogênio 14 e tântalo 180m .
  2. Quando em uma fórmula química ou em qualquer outro contexto o símbolo D é usado, então H torna-se o símbolo do prótio e não mais o do elemento químico hidrogênio. Por exemplo, HDO é denotado pela fórmula de água semipesada .
  3. deutério também pode ser formado por radioatividade exótica, intermediária entre a radioatividade α e a fissão espontânea , e que é chamada de radioatividade de cluster .
  4. 0,3 mb também é encontrado  em nêutrons térmicos.

Referências

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Veja também

Bibliografia