close
دانلود فیلم
بررسی ایزوتوپ های هیدروژن

هــــــــــــدف
بررسی ایزوتوپ های هیدروژن

بررسی ایزوتوپ های هیدروژن

پنجشنبه 31 فروردين 1391

 

بررسی ایزوتوپ های هیدروژن

هیدروژن سه ایزوتوپ دارد که فراوانترین آنها هیدروژن معمولی ( پروتیوم ) با عدد جرمی 1 است و در هسته خود یک پروتون دارد. دو ایزوتوپ دیگر هیدروژن دارای عدد جرمی دو و سه هستند. ایزوتوپی که دارای عدد جرمی دو است، در هسته خود یک پروتون و یک نوترون دارد و آن را دوتریم یا هیدروژن سنگین می نامند و آن را با علامت D نشان می دهند.

هیدروژنی که دارای عدد جرمی 3 است، در هسته خود 1 پروتون و 2 نوترون درد و ترتیم خوانده می شود و آن را با علامت T مشخص می کنند. ترتیم برخلاف پروتیوم و دوتریم که هسته پایدار دارند، پرتوزاست. مقدار ترتیم در طبیعت فوق العاده کم است و آن را معمولاً از واکنش هسته بین لیتیم و نوترون بدست می آورند:

63Li + 10n => 31T + 42He

در یک واکنش معین، نسبت اجزای سازنده محصول بدست آمده توسط هریک از این سه ایزوتوپ یکسان است، زیر آرایش الکترونی هر سه ایزوتوپ به صورت 1s1 می باشد. مثلاً در واکنش کلر ( Cl ) با هیدروژن معمولی، دوتریم و ترتیم به ترتیب TCl , DCl , HCl تشکیل می شود. تنها تفاوت این واکنش ها سرعت آنهاست که برای هیدروژن معمولی از همه بیشتر و برای ترتیم از همه کمتر است. جدول زیر مقایسه هیدروژن سنگین و معمولی و آب تشکیل شده از آن ها را نشان می دهد. توجه شود که هر سه نوع هیدروژن از نظر واکنش شیمیایی یکسان هستند.

پارامتر

H2

D2

پارامتر

H2O

D2O
دمای ذوب -259.2 -254.4 دمای ذوب 0.0 3.8
دمای جوش -252.8 -249.5 دمای جوش 100.0 101.4
طول پیوند (Å) 0.742 0.742 چگالی ( 25 C ) 0.997 1.10
گرمای ذوب
 ( kj/mol)
0.117 0.196 گرمای ذوب
( kj/mol)
6.002 6.270
گرمای تبخیر
 ( kj/mol)
0.903 1.225 گرمای تبخیر
 ( kj/mol)
40.6 41.6

کابرد آب هسته ای در نیروگاه های اتمی جهت خنک کردن راکتور هاست، چون گرمای تبخیر آب هسته بیش از آب معمولی است، می تواند برای این کار بهتر عمل کند. قابل ذکر است آب هسته ای برای بسیاری از گونه ها سمی بوده، اماً مقدار زیادی از آن برای کشتن انسان لازم می باشد.