الديوتريوم ( Deuterium )
الديوتريوم ويُسَمَّى أَيضًا الهيدروجين الثَّقيل، وهو نظير ثابت للهيدروجين. ★ تَصَفح: النظير. ورَمْزُه الكيميائي D أو 2H، وهو جزء أَساسي من القُنْبلة الهيدروجينيَّة، ويستخدم في أَبحاث الفيزياء الذَّرية، والكيمياء الحيويَّة، والكيمياء. وهناك حوالي جزء واحد ديوتريوم في كل 6,700 جزء من الهيدروجين العادي.
خصائصه:
تبلغ كتلة ذرَّة الديوتريوم حوالي ضعفي كتلة ذرَّة الهيدروجين العاديَّة. وتحتوي نواة ذرَّة الهيدروجين العادية على بروتون واحد فقط. ويبلغ الوزن الذري لذرَّة الهيدروجين 1,0079. وتحتوي نواة الدِّيوتريوم وتسمَّى الديوترون على بروتون ونيوترون. ويبلغ الرقم الكتلي للديوتريوم 2,01410. ولذرات الدِّيوتريوم، وذرات الهيدروجين العادي، إلكترون واحد. ويتفاعل الدِّيوتريوم كيميائياً بالطريقة نفسها التي يتفاعل بها الهيدروجين العادي، ولكنَّه في العادة يتفاعل بصورة أبطأ وأَقل اكتمالاً.ويتَّحِدُ الدِّيوتريوم مع الأُكسجين لتكوين أُكسيد الديوتريوم D2O. ★ تَصَفح: الماء الثقيل. ويُستخدم أُكسيد الديوتريوم مُخَفِّضاً للسُّرعة في المفاعلات النَّووية ذات الماء الثَّقيل لخفض سرعة النيوترونات المنطلقة في التَّفاعل النَّووي المتسلسل (النيوترونات البطيئة أَفضل من النيوترونات السَّريعة توليدًا للانشطار ـ انقسام الذَّرة إلى قسمين).
الاستعمالات:
كثيرًا ما يستخدم العلماء الدِّيوتريوم لدراسة التَّفاعلات العضويَّة، والكيميائية الحيوية. وفي العملية التي تُعْرَفُ بعملية تصنيف الديوتريوم تقوم ذرَّة الهيدروجين الثَّقيل بمهمة الكاشف، أو المتتبِّع النَّظيري، وذلك بالعمل بدلاً من واحدة أَو أَكثر من ذرَّات الهيدروجين العاديَّة الموجودة في الجزيء. وبعد أَن يتمَّ التَّفاعل يمكن تحديد موقع الدِّيوتريوم عن طريق دراسات التَّحليل الطَّيفي. وتقدم هذه التَّقنية للعلماء معلومات مهمة لتعريفهم بكيفيَّة حدوث التَّفاعل.يستخدم العلماء الديوترونات، بوصفها جسيمات للقذف، في مسرِّعات الجُسَيمات. وتستطيع إِحدى هذه الوسائل المُسَمَّاة بالسيكلوترون تسريع الدِّيوترونات، إِلى مستويات من الطَّاقة تبلغ ملايين أو حتى بلايين من الإِلكترون فولت. وعندما تصيب هذه الجسيمات المادة المستهدفة فإنَّها تُغيِّر تركيب ذرَّاتها، وتُشَكِّل عنصرًا جديدًا أو نظيرًا جديداً للعنصر الأصلي. ★ تَصَفح: السيكلوترون ؛ تحول العناصر.
هناك نظير آخر للهيدروجين، يُسَمَّى التريتيوم وزنه الذري حوالي 3، ويحتوي على بروتون واحد مضافًا إِليه نيوترونان، وهو غير ثابت. وعندما ينطلق خليط من الدِّيوتريوم والتريتيوم نتيجة انفجار ذرِّي، يحدث تفاعل نوويّ حراريّ متسلسل فتندمج ذرات نظائر الهيدروجين معًا، وتنطلق كمية كبيرة من الطَّاقة. ★ تَصَفح: الاندماج ؛ السلاح النووي.
اكتشافه:
أَعلن هارولد كليتون يوري وهو كيميائي أَمريكي، عن اكتشافه للدِّيوتريوم عام 1932م. وقد طبَّق يوري نظريَّات نيلز بورْ عن الذَّرة على ذرَّة الهيدروجين. ★ تَصَفح: بور، نيلز. فقطَّر الهيدروجين السَّائل، وتتبَّع الدِّيوتريوم في السَّائل المتبقي. وقد حصل يوري على جائزة نوبل لعام 1934م عن اكتشافه. وكان جيلبرت نيوتن. لويس، وهو كيميائي أَمريكي، أَوَّل من فصل أُكسيد الدِّيوتريوم عن الماء العادي سنة 1932م.★ تَصَفح أيضًا: الهيدروجين ؛ النظير ؛ التريتيوم ؛ يوري، هارولد كليتون.