ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างดิวเทอเรียมและทริเทียมคือนิวเคลียสดิวเทอเรียมมีหนึ่งนิวตรอนในขณะที่นิวเคลียสทริเทียมมีสองนิวตรอน
ไฮโดรเจนเป็นธาตุแรกและเล็กที่สุดในตารางธาตุ ซึ่งเราเรียกว่า H ซึ่งมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวและโปรตอนหนึ่งตัว เราสามารถจัดหมวดหมู่ได้ในกลุ่มที่ 1 และคาบที่ 1 ในตารางธาตุ เนื่องจากการเรียงตัวของอิเล็กตรอน: 1s1 ไฮโดรเจนสามารถรับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างไอออนที่มีประจุลบ หรือสามารถบริจาคอิเล็กตรอนเพื่อผลิตโปรตอนที่มีประจุบวกได้อย่างง่ายดาย ถ้าไม่เช่นนั้นก็สามารถใช้อิเล็กตรอนร่วมกันเพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ได้ เนื่องจากความสามารถนี้ ไฮโดรเจนจึงมีอยู่ในโมเลกุลจำนวนมาก และเป็นธาตุที่มีอยู่อย่างมากมายในโลกไฮโดรเจนมีไอโซโทปสามตัวเป็น protium-1H (ไม่มีนิวตรอน), deuterium-2H (หนึ่งนิวตรอน) และ tritium-3H (สองนิวตรอน) Protium มีมากที่สุดในบรรดาสามกลุ่มนี้ โดยมีความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ประมาณ 99%
ดิวเทอเรียมคืออะไร
ดิวเทอเรียมเป็นหนึ่งในไอโซโทปของไฮโดรเจน เป็นไอโซโทปเสถียรที่มีความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ 0.015% มีโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสของดิวเทอเรียม ดังนั้นเลขมวลของมันคือ 2 และเลขอะตอมคือหนึ่ง เราเรียกไอโซโทปนี้ว่าไฮโดรเจนหนัก และแสดงเป็น 2H อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไป เราจะแสดงด้วย D.
รูปที่ 1: ดิวเทอเรียม
ดิวเทอเรียมสามารถดำรงอยู่ได้ในรูปของโมเลกุลก๊าซไดอะตอมมิกที่มีสูตรทางเคมี D2 อย่างไรก็ตาม ความเป็นไปได้ของการรวมอะตอม D สองอะตอมในธรรมชาตินั้นต่ำ เนื่องจากมีความอุดมสมบูรณ์ต่ำกว่าดังนั้น ไอโซโทปนี้ส่วนใหญ่จับกับอะตอม 1H ทำให้เกิดก๊าซ -HD (ไฮโดรเจน ดิวเทอไรด์) นอกจากนี้ อะตอมดิวเทอเรียม 2 อะตอมสามารถจับกับออกซิเจนเพื่อสร้าง D2O แบบแอนะล็อกของน้ำ ซึ่งเราเรียกว่าน้ำที่มีน้ำหนักมาก
ยิ่งไปกว่านั้น โมเลกุลที่มีดิวเทอเรียมยังแสดงคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่แตกต่างจากไฮโดรเจนอะนาลอกของพวกมัน ตัวอย่างเช่น มันสามารถแสดงผลไอโซโทปจลนศาสตร์ นอกจากนี้ สารประกอบดิวเทอเรตยังแสดงความแตกต่างของลักษณะเฉพาะใน NMR, IR และแมสสเปกโทรสโกปี ดังนั้นเราจึงสามารถระบุได้โดยใช้วิธีการเหล่านั้น นอกจากนี้ดิวเทอเรียมยังมีสปินหนึ่งอัน ดังนั้นใน NMR การมีเพศสัมพันธ์ของไอโซโทปนี้จึงทำให้เกิดแฝดสาม นอกจากนี้ยังดูดซับความถี่ IR ที่แตกต่างจากไฮโดรเจนในอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี เนื่องจากมวลที่ต่างกันมาก ในแมสสเปกโทรสโกปี ดิวเทอเรียมจึงสามารถแยกความแตกต่างจากไฮโดรเจนได้
ทริเทียมคืออะไร
ทริเทียมคือไอโซโทปของไฮโดรเจนที่มีเลขมวลเป็นสาม ดังนั้นนิวเคลียสของทริเทียมจึงมีโปรตอนหนึ่งตัวและนิวตรอนสองตัว มันมีอยู่ในปริมาณร่องรอยในธรรมชาติเนื่องจากกัมมันตภาพรังสี ด้วยเหตุนี้จึงต้องผลิตขึ้นเพื่อการใช้งานจริง
รูปที่ 02: ไอโซโทปที่สำคัญสามไอโซโทปของไฮโดรเจน
ทริเทียมเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (นี่คือไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเพียงชนิดเดียวของไฮโดรเจน) มีครึ่งชีวิต 12 ปี และสลายตัวด้วยการปล่อยอนุภาคบีตาเพื่อผลิตฮีเลียม-3 มวลอะตอมของไอโซโทปนี้คือ 3.0160492 นอกจากนี้ยังมีอยู่เป็นก๊าซ (HT) ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน นอกจากนี้ยังสามารถสร้างออกไซด์ (HTO) ซึ่งเราเรียกว่า Tritium มีประโยชน์ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์และเป็นตัวติดตามในการศึกษาทางชีววิทยาและสิ่งแวดล้อม
ดิวเทอเรียมและทริเทียมต่างกันอย่างไร
ดิวเทอเรียมและทริเทียมเป็นไอโซโทปของไฮโดรเจนสองไอโซโทป ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างดิวเทอเรียมและทริเทียมคือ นิวเคลียสดิวเทอเรียมมีหนึ่งนิวตรอนในขณะที่นิวเคลียสทริเทียมมีสองนิวตรอนนอกจากนี้ จำนวนมวลของดิวเทอเรียมคือ 2.0135532 ในขณะที่จำนวนมวลของทริเทียมคือ 3.0160492 นี่จึงเป็นข้อแตกต่างที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งระหว่างดิวเทอเรียมและทริเทียม
นอกจากนี้ ความแตกต่างเพิ่มเติมระหว่างดิวเทอเรียมและทริเทียมก็คือ ดิวเทอเรียมเป็นไอโซโทปที่เสถียร และเราสามารถพบมันได้ในธรรมชาติ ในขณะที่ทริเทียมเป็นไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่เราไม่พบในธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม เราสามารถผลิตมันขึ้นมาเพื่อการใช้งานจริงได้
สรุป – ดิวเทอเรียม vs ทริเทียม
ดิวเทอเรียมและทริเทียมเป็นไอโซโทปของไฮโดรเจนที่เป็นองค์ประกอบทางเคมี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างดิวเทอเรียมและทริเทียมคือนิวเคลียสดิวเทอเรียมมีหนึ่งนิวตรอนในขณะที่นิวเคลียสทริเทียมมีสองนิวตรอน นอกจากนี้ ทริเทียมยังมีกัมมันตภาพรังสีในขณะที่ดิวเทอเรียมเป็นไอโซโทปที่เสถียร