Skillnad mellan protiumdeuterium och tritium

Huvudskillnad - Protium vs Deuterium vs Tritium

Protium, Deuterium och Tritium är isotoper av väteelementet. Isotoper är olika former av samma element som skiljer sig från varandra beroende på antalet neutroner de har i sina kärnor. Därför har isotoper samma atomnummer men olika atommassor. På grund av denna anledning har isotoper olika fysikaliska egenskaper men de kemiska egenskaperna förblir desamma eftersom antalet elektroner närvarande i isotoper är lika. Därför delar Protium, Deuterium och Tritium vissa likheter såväl som skillnader. Huvudskillnaden mellan Protium Deuterium och Tritium är det Protium har inga neutroner i dess kärnor medan Deuterium består av en neutron och Tritium består av två neutroner.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Protium
      - Definition, Egenskaper och överflöd
2. Vad är deuterium
      - Definition, Egenskaper och överflöd
3. Vad är Tritium
      - Definition, Egenskaper och överflöd
4. Vad är likheterna mellan Protium Deuterium och Tritium
      - Översikt över gemensamma funktioner
5. Vad är skillnaden mellan Protium Deuterium och Tritium
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Viktiga termer: Atommassa, Atomtal, Deuterium, Isotoper, Neutron, Protium, Tritium

Vad är Protium

Protium är en isotop av väte som består av en proton och en elektron. Det är den vanligaste väteformen. Denna isotops överflöd i jordskorpan är ca 99,9%. Protium har inga neutroner i sin kärna. Det anses vara den mest stabila isotopen av väte. Därför talar vi om protium när vi brukar tala om väte.

Atomantalet Protium är 1 på grund av närvaron av en proton. Massantalet Protium är också 1 eftersom det inte finns några neutroner i kärnan i Protium. Protiummassan är cirka 1,00794 amu. Symbolen för Protium är ¹H. Elektronkonfigurationen av Protium är 1s¹.

Protium kan hittas i naturen som en diatomisk gasform eller som väte i H₂O molekyl. Bindningen mellan två atomer i den diatomiska molekylen har en högre bindningsdissociationsenthalpi. Detta beror främst på att dessa atomer är små och de har fullständiga elektronkonfigurationer i den enda orbitalen (s orbitala) i deras diatomiska molekylform.

Figur 1: Atomstruktur av protium

Ovanstående bild visar protiums atomstruktur. Här visas protonen i mitten av atomen (kärnan) och elektronen visas utanför kärnan i blå färg.

Vad är deuterium

Deuterium är en isotop av väte som består av en proton, en neutron och en elektron. Kärnan i Deuterium består av en proton och en neutron. Symbolen för Deuterium ges som ²H. Atomerantalet är 1 och massnumret är 2. Atommassan kan ges som 2,014 amu. Detta är också en stabil isotop av väte men är mindre riklig. Deuteriumens överflöd i jordskorpan har beräknats som 0,015%. Det är inte radioaktivt eftersom deuterium är stabilt med en proton och en neutron i sin kärna.

Figur 2: Atomerisk struktur av deuterium

Förekomsten av deuterium kan vara antingen i gasfas eller flytande fas. Deuterium existerar som diatomiska gaser, såsom D₂ eller HD (i kombination med väte). Om inte kan deuterium hittas som tungt vatten. Tungt vatten består av D₂O molekyler. Deuterium verkar oftast på liknande sätt som Protium. Men det finns vissa skillnader också. På grund av närvaron av neutronen är atommassan av deuterium lika dubbelt som Protium. Därför skiljer sig bindelängden och bindningsenergin från Protium. Dessutom kommer is från tungt vatten sjunka i flytande vatten på grund av hög densitet (normala isflottor på flytande vattenyta).

Det finns också några tillämpningar av deuterium. I NMR-spektroskopi används deuterium-inkluderade föreningarna som lösningsmedel i stället för föreningar som består av väte. Därefter kan topparna som ges av väteatomer i analyten särskiljas av lösningsmedlets atomer.

Vad är Tritium

Tritium är en isotop av väte som består av ett proton, två neutroner och en elektron. Symbolen för Tritium är ³H. Atomnumret av tritium är 1 och atommassan av Tritium är 3. Massan kan ges som 3,016 amu. Denna isotop av väte är radioaktiv på grund av närvaron av ett stort antal neutroner jämfört med antalet protoner.

Tritium genomgår ofta beta-sönderfall. Detta ger Helim-3 och det släpper ut en stor mängd energi. Halitiden för Tritium har beräknats som 12,32 år. Men överflöd av tritium på jordskorpan är väldigt mindre.

Figur 3: Atometisk struktur av tritium

Ovanstående bild visar den atriska strukturen av tritium. Massantalet Tritium är 3 på grund av närvaron av två neutroner (i röd färg) och en proton (i blå färg).

Likheter mellan Protium Deuterium och Tritium

• Protium, Deuterium och Tritium är isotoper av väte.
• Dessa isotoper består av 1 proton per kärna.
• Alla tre består av 1 elektron.

Figur 4: Protiumdeuteriumtritium

Skillnad mellan protiumdeuterium och tritium

Definition

Protium: Protium är en isotop av väte som består av en proton och en elektron.

deuterium: Deuterium är en isotop av väte som består av en proton, en neutron och en elektron.

tritium: Tritium är en isotop av väte som består av ett proton, två neutroner och en elektron.

Överflöd

Protium: Protiumens överflöd är ca 99,9%.

deuterium: Deuteriums överflöd är ca 0,015%.

tritium: Tritium finns i mycket spårmängder.

Kemiskt symbol

Protium: Symbolen för Protium är ¹H.

deuterium: Symbolen för Deuterium är ¹H.

tritium: Symbolen för Tritium är ¹H.

Massnummer

Protium: Massantalet Protium är 1.

deuterium: Massantalet Deuterium är 2.

tritium: Massantalet Tritium är 3.

Atomisk massa

Protium: Protiummassan är 1,00794 amu.

deuterium: Atomerens atommassa är 2.014 amu.

tritium: Atommassan av tritium är 3,016 amu.

Radioaktivitet

Protium: Protium är inte radioaktivt.

deuterium: Deuterium är inte radioaktiv.

tritium: Tritium är radioaktiv.

Slutsats

Protium, Deuterium och Tritium är tre isotoper av väte. Bortsett från dessa isotoper kan det också finnas några andra former av väte. Men de är mycket instabila på grund av närvaron av ett stort antal neutroner. Den största skillnaden mellan Protium deuterium och tritium är att Protium har inga neutroner i sina kärnor medan Deuterium är sammansatt av en neutron och Tritium är sammansatt av två neutroner.

referenser:

1. "Isotoper av väte - Boundless Open Textbook." Boundless. Gränslös, 20 september 2016. Web. Tillgänglig här. 02 aug 2017. 
2. "Deuterium, Tritium och Protium - Tre Vätgasisotoper." Quirky Science. Nacka, 25 mars 2017. Web. Tillgänglig här. 02 aug 2017. 

Image Courtesy:

1. "Vätgas" Av Mets501 - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "H-2 atom" Av ZYjacklin - Egent arbete (CC0) via Commons Wikimedia
3. "Blausen 0528 Hydrogen-3 Tritium" Av BruceBlaus - Egent arbete (CC BY 3.0) via Wikimedia Commons
4. ”204 isotoper av väte-01" By OpenStax College -. Anatomi & fysiologi, Connexions webbplats 19 juni 2013. (CC BY 3,0) via Commons Wikimedia