重水素の構造、性質および用途

の 重水素 は水素の同位体種の一つであり、Dまたは ²H.さらに、その質量はプロトンの2倍であるため、重い水素という名前が付けられています。同位体は同じ化学元素に由来する種ですが、その質量数はこれとは異なります。.

この違いは、それが持っている中性子の数の違いによるものです。重水素は安定同位体と考えられており、天然起源の水素によって形成された化合物中に見いだすことができるが、かなり小さな割合（０．０２％未満）である。.

その特性を考えると、通常の水素の特性と非常によく似ていますが、それが関与するすべての反応で水素を置き換えることができ、同等の物質になります。.

この理由や他の理由から、この同位体は科学のさまざまな分野で数多くの用途があり、最も重要なものの1つになります。.

索引

構造

重水素の構造は、陽子と中性子を有する核によって主に構成され、その原子量または質量は約２．０１４ｇである。.

同じように、この同位体は、1931年に、米国出身の化学者であるHarold C. Urey、および彼の共同研究者Ferdinand BrickweddeとGeorge Murphyに発見されました。.

上の画像では、左から右に配置された水素の同位体（最も豊富な同位体）、重水素、三重水素の形で存在する構造の比較を見ることができます。.

純粋な状態での重水素の製造は1933年に初めて成功裡に行われました、しかし1950年代以来固相の物質が使われて、そしてそれは重水素化リチウム（LiD）と呼ばれる安定性を示しました。大量の化学反応で重水素とトリチウムを置き換える.

この意味で、この同位体の存在量は研究されており、サンプルの採取源によっては、水中の同位体の割合がわずかに異なることが観察されています。.

さらに、分光学的研究はこの銀河の他の惑星におけるこの同位体の存在を決定しました.

先に述べたように、水素の同位体（これはさまざまな名前で呼ばれている唯一のものです）の間の根本的な違いは、その構造にあります。.

一方、恒星体の内部に存在する重水素は、発生した速度よりも速い速度で除去されます。.

また、他の自然現象もごくわずかしか発生していないと考えられるため、現時点ではその生産が関心を集め続けている理由.

同様に、一連の調査により、この種から形成された原子の大多数はビッグバンに由来することが明らかになりました。これが、その存在が木星のような大きな惑星で注目される理由です。.

この種を自然界で達成するための最も一般的な方法は、それがプロトンの形で水素と組み合わされるときであるので、科学の異なる分野における両種の割合の間の関係は、科学界の興味をそそり続けます。天文学や気候学など.

- それは放射性特性を欠く同位体です。つまり、それは本質的に非常に安定しています.

- それは化学反応の水素原子を取り替えるのに使用することができます.

- この種は生化学的性質の反応において通常の水素とは異なる挙動を示す。.

- 水の中の2つの水素原子を置き換えると、Dが得られます。₂または、重水の名前をつける.

- 重水素の形をしている海に存在する水素は、陽子に対して0.016％の割合で存在します。.

- 星では、この同位体はすばやく融合してヘリウムを生成する傾向があります。.

- D₂あるいはその化学的性質はHのそれと非常に似ているが、それは有毒種である₂

- 重水素原子が高温で核融合過程を受けると、大量のエネルギーの放出が得られる。.

- 特に沸点、密度、蒸発熱、三重点などの物理的性質は、重水素分子の方が大きい（D）。₂）水素よりも₂）.

- それが見いだされる最も一般的な形は、重水素化水素（ＨＤ）を起源とする水素原子に結合している。.

その特性のために、重水素は水素が関与する多種多様な用途に使用されている。これらの用途のいくつかを以下に説明します。

- 生化学の分野では、同位体標識に使用されます。同位体標識は、選択された同位体でサンプルを「マーキング」して、所定のシステムを通過することでサンプルを追跡することからなります.

- 核融合反応を実行する原子炉では、通常の水素を示すこれらの高吸収なしに中性子が移動する速度を減らすために使用されます.

- 核磁気共鳴（ＮＭＲ）の分野では、重水素に基づく溶媒が、水素化溶媒を使用するときに生じる干渉の存在なしにこのタイプの分光法のサンプルを得るために使用される。.

- 生物学の分野では、高分子は中性子散乱技術によって研究されており、重水素を備えたサンプルを使用してこれらのコントラスト特性のノイズを大幅に低減しています。.

- 薬理学の分野では、重水素による水素の置換が生成される動的同位体効果のために使用され、これらの薬物がより長い半減期を有することを可能にする。.