Ізотопи водню: властивості, характеристика і застосування

Дейтерій

Важкий ізотоп водню має більш складно влаштоване ядро, що складається з протона і нейтрона. Відповідно атомна маса дейтерію вдвічі більше – 2,0141. Прийняте позначення – 2H1 або D. Ця ізотопна форма також стабільна, так як в процесах сильної взаємодії в ядрі протон і нейтрон постійно перетворюються один в одного, і останній не встигає зазнати розпад.

На Землі водень містить від 0,011% до 0,016% дейтерію. Концентрація його різна в залежності від середовища: у морській воді цього ізотопу більше, а в складі, наприклад, природного газу – істотно менше. На інших тілах Сонячної системи відношення дейтерію до легкого водню може бути іншим: так, лід деяких комет містить більшу кількість важкого ізотопу.

Дейтерій плавиться при 18,6 До (легкий водень – при 14 До), а кипить при 23,6 До (відповідна точка протію – 20,3 До). Важкий водень виявляє, загалом, ті ж хімічні властивості, що і протій, утворюючи всі характерні для цього елемента типи з’єднань, проте йому властиві й деякі особливості, пов’язані з серйозною різницею в атомній масі – адже дейтерій важче в 2 рази. Слід зауважити, що з цієї причини ізотопним форм водню властиві найбільші хімічні відмінності з усіх елементів. В цілому для дейтерію характерні більш низькі (в 5 – 10 разів) швидкості протікання реакцій.