ดิวเทอเรียม

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไฮโดรเจน-2
Hydrogen-2.png
ทั่วไป
ชื่อ, สัญลักษณ์ ดิวเทอเรียม, 2H, D
นิวตรอน 1
โปรตอน 1
ข้อมูลนิวเคลียส
พบในธรรมชาติ 0.015%
ครึ่งชีวิต เสถียร
มวลไอโซโทป 2.01355321270 u
สปิน 1+
พลังงานเกิน 13135.720 ± 0.001 keV
พลังงานยึดเหนี่ยว 2224.573 ± 0.002 keV

ดิวเทอเรียม (อังกฤษ: Deuterium) ถูกเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าไฮโดรเจนหนัก โดยดิวเทอเรียมเป็นไอโซโทปที่เสถียรหนึ่งของไฮโดรเจน โดยมีโปรตอน 1 โปรตอน และมีนิวตรอน 1 นิวตรอน ส่งผลให้ดิวเทอเรียมมีเลขมวลมากกว่าไฮโดรเจนซึ่งมีเพียงโปรตอนเดียวเท่านั้น นิวเคลียสของดิวเทอเรียมเรียกว่าดิวเทอรอน

เราใช้สัญลักษณ์ 2H แทนดิวเทอเรียม อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งที่เราใช้ D แทนดิวเทอเรียม เช่นเมื่อเราต้องการจะเขียนสัญลักษณ์แทนโมเลกุลก๊าซดิวเทอเรียม จะสามารถเขียนแทนได้ว่า 2H2 หรือ D2 ก็ได้

หากแทนที่ดิวเทอเรียมในโมเลกุลของน้ำ จะทำให้เกิดสารดิวเทอเรียมออกไซด์หรือที่เรียกว่าน้ำมวลหนักขึ้น ถึงแม้น้ำชนิดหนักจะไม่เป็นสารพิษที่ร้ายแรงมากนัก แต่ก็ไม่เคยถูกนำมาใช้ในการอุปโภคบริโภค

การมีอยู่ของดิวเทอเรียมในดาวฤกษ์เป็นข้อมูลสำคัญในวิชาจักรวาลวิทยา โดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันในดาวฤกษ์จะทำลายดิวเทอเรียม ยังไม่พบกระบวนการในธรรมชาติใดๆที่ทำให้เกิดดิวเทอเรียมนอกจากปรากฏการณ์บิ๊กแบง

ดิวเทอเรียมไม่มีอะไรต่างจากไฮโดรเจนมากนักในเชิงเคมีฟิสิกส์ นอกเสียจากว่ามีมวลที่หนักกว่า ซึ่งมวลที่หนักกว่านี้เองที่ทำให้ดิวเทอเรียมเปรียบเสมือนกับไฮโดรเจนที่เชื่องช้า เนื่องจากการที่มีมวลมากกว่า จะทำให้มีอัตราการเกิดปฏิกิริยาน้อยกว่า

ประวัติ[แก้]

ดิวเทอเรียมถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1931 โดย แฮโรลด์ ซี. อูเรย์ ซึ่งต่อมาในปี ค.ศ. 1934 อูเรย์ก็ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ตัวอย่างของน้ำชนิดหนักบริสุทธิ์ถูกสังเคราะห์ได้เป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1933 โดย กิลเบิร์ต นิวตัน เลวิส

ประโยชน์[แก้]

ดิวเทอเรียมมีประโยชน์มากในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งแล้ว ถ้าใช้ร่วมกับไตรเทียม เพราะปฏิกิริยาระหว่างดิวเทอเรียมกับไตรเทียมจะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูง และปลดปล่อยพลังงานออกมามาก

ในทางเคมีและเคมีธรรมชาติแล้ว ดิวเทอเรียมถูกใช้เป็นตัวตามรอยในการศึกษาปฏิกิริยาทางเคมีและวิถีเมตาบอลิก เราสามารถแยกดิวเทอเรียมออกจากไฮโดรเจนได้โดยใช้สเปกโทรเมตรีมวล

การพบในธรรมชาติ[แก้]

ดิวเทอเรียมจะถูกพบเพียง 1 อะตอมในไฮโดรเจน 6500 อะตอม และในน้ำทะเล 32000 กรัม จะพบดิวเทอเรียมเพียง 1 กรัมเท่านั้น