ההבדל העיקרי - דאוטריום מול מימן

מימן הוא היסוד הראשון בטבלה המחזורית בעל מספר האטום 1. המשמעות היא שלמימן יש פרוטון אחד בגרעין שלו. דאוטריום הוא איזוטופ יציב של מימן. מכיוון שאיזוטופים הם אטומים של אותו יסוד שיש להם אותו מספר פרוטונים ומספר נויטרונים שונים, מימן ודוטריום מורכבים מפרוטון אחד לכל גרעין. ההבדל העיקרי בין דאוטריום ומימן הוא זה אטומי דאוטריום מכילים נויטרון בגרעין שלהם ואילו אטומי מימן אינם מכילים נויטרונים בגרעין שלהם.

אזורי מפתח מכוסים

1. מהו מימן - הגדרה, מאפיינים, יישומים 2. מהו דאוטריום - הגדרה, מאפיינים, יישומים 3. מה הדמיון בין דאוטריום ומימן - מתווה של תכונות נפוצות 4. מה ההבדל בין דאוטריום ומימן - השוואה בין הבדלים מרכזיים

מונחי מפתח: מסה אטומית, מספר אטומי, דאוטריום, דויטרון, מימן, איזוטופ, נייטרון, פרוטון

מהו מימן

מימן הוא יסוד כימי בעל המספר האטומי 1. הוא היסוד הראשון בטבלת האלמנטים המחזורית. הוא מורכב מפרוטון בודד בגרעין שלו. המסה האטומית הסטנדרטית של מימן היא 1.00794 u. מימן הוא היסוד הקל ביותר הקיים על פני כדור הארץ. ניתן לייצג את אטום המימן כ ¹₁ח.

איור 1: מבנה כימי של מימן.

ליסוד המימן יש שלושה איזוטופים עיקריים. הם פרוטיום, דוטריום וטריטיום. פרוטיום היא הצורה הנפוצה ביותר מבין שלושת האיזוטופים הללו. השפע שלו הוא כ -99%. לכן הוא נחשב למימן רגיל. אטום פרוטיום מורכב מפרוטון ואין לו נויטרונים. ניתן לראות אלקטרון אחד כאשר הוא אינו נמצא בקשר. תצורת האלקטרונים של מימן היא 1s¹. יש לו רק מסלול אחד ואין לו מסלולי p.

מימן נמצא לרוב כ- H₂ גז או בצורה הנוזלית כמים (H₂O). כאשר מימן נמצא ב- H₂ בצורת גזים, הוא דליק מאוד ויכול לעבור בעירה. לכן הוא משמש בעיבוד דלקים מאובנים. מימן משמש גם כמגיב העיקרי בייצור אמוניה. יישום חשוב נוסף של מימן הוא השימוש בו כנוזל קירור לגנרטורים בתחנות כוח.

מהו דאוטריום

דאוטריום הוא איזוטופ יציב של יסוד מימן. הוא מכיל גרעין בעל פרוטון אחד וניוטרון אחד. מחוץ לגרעין, לדוטריום יש אלקטרון אחד. המספר האטומי של דוטריום הוא 1. המסה האטומית של דוטריום היא כ -2.014 u. ניתן לתת דוטריום בסמלים כמו, ²ח.

איור 2: מבנה כימי של דאוטריום

שפע הדוטריום בקרום כדור הארץ הוא כ -0.015%. מכיוון שדוטריום יציב, הוא אינו יסוד רדיואקטיבי. הוא נקרא גם מימן כבד מכיוון שהוא כבד מהמימן הרגיל. נדיר למצוא גז טהור דוטריום. ברוב הפעמים ניתן למצוא גז HD (H-D) ולא D₂ גַז.

מים כבדים הם צורה של מים העשויים מ- D.₂O מולקולות במקום H₂O מולקולות. זה נקרא מים כבדים כי D₂O כבד יותר מ- H₂O. המסה הטוחנת של D₂O הוא בערך 20 גרם/מול ואילו המסה הטוחנת של H₂O הוא 18 גרם/מול. מים כבדים משמשים כמקור לדוטריום לתגובות סינתזה בכימיה אורגנית.

גרעין הדוטריום נקרא דויטרון. המסה של גרעין זה שווה בערך ל -2.013 u. דאוטריום יציב עם מספר מוזר של פרוטונים ומספר אי זוגי של נויטרונים. רוב הגרעינים עם מספר מוזר של פרוטונים או נויטרונים אינם יציבים ועוברים ריקבון בטא עקב חוסר יציבות זו.

דויטריום משמש בכורים ביקוע בצורה של מים כבדים. כאן הוא משמש להאטת נויטרונים. דויטריום משמש גם בספקטרוסקופיית פרוטון NMR כ- CDCl₃ על מנת להבחין בין ספקטרום המימן הקל למימן בממס.

קווי דמיון בין דאוטריום ומימן

ההבדל בין דאוטריום ומימן

הַגדָרָה

דאוטריום: דאוטריום הוא איזוטופ יציב של יסוד מימן.

מֵימָן: מימן הוא יסוד כימי בעל המספר האטומי 1.

מסה אטומית

דאוטריום: המסה האטומית של דאוטריום היא 2.014 u.

מֵימָן: המסה האטומית של מימן היא 1.00794 u.

סמל אלמנטרי

דאוטריום: ניתן לייצג דאוטריום כ- D או ²₁ח.

מֵימָן: מימן יכול להיות מיוצג כ- H או ¹₁ח.

שפע טבעי

דאוטריום: שפע הדוטריום עומד על כ- 0.015%.

מֵימָן: שפע המימן הוא כ -99%.

סיכום

דאוטריום הוא איזוטופ של מימן. מכיוון שפרוטיום הוא האיזוטופ הנפוץ ביותר של מימן, הוא נחשב למימן רגיל. שפע הפרוטיום הוא כ -99%. עם זאת, בנוסף להיותם איזוטופים, יש הבדל מובהק בין דויטריום ומימן.

הפניות:

1. הלמנסטין, דוקטורט. אן מארי. "עובדות מעניינות בדאוטריום." ThoughtCo. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. זמין פה. 25 ביולי 2017. 2. “מימן - מידע על יסודות, מאפיינים ושימושים | טבלה מחזורית." החברה המלכותית לכימיה - קידום מצוינות במדעי הכימיה. נ.פ., נ.ד. אינטרנט. זמין פה. 25 ביולי 2017.

באדיבות התמונה:

"Blausen 0526 Hydrogen-1Atom" מאת BruceBlaus-יצירה משלו (CC BY 3.0) באמצעות Commons Wikimedia "Blausen 0527 Hydrogen-2 Deuterium" Av BruceBlaus-Eget verk (CC BY 3.0) באמצעות Commons Wikimedia