O deutério é uma das espécies isotópicas de hidrogênio, que é representado como D ou doisH. Além disso, tem sido chamado de hidrogênio pesado, porque sua massa é duas vezes a do próton. Um isótopo é uma espécie que vem do mesmo elemento químico, mas cujo número de massa é diferente deste.
Essa distinção se deve à diferença no número de nêutrons que possui. O deutério é considerado um isótopo estável e pode ser encontrado em compostos de hidrogênio de ocorrência natural, embora em uma proporção bastante pequena (menos de 0,02%).
Pelas suas propriedades, muito semelhantes às do hidrogênio comum, pode substituir o hidrogênio em todas as reações das quais participa, tornando-se substâncias equivalentes..
Por este e outros motivos, este isótopo tem um grande número de aplicações em diferentes áreas da ciência, tornando-se um dos mais importantes.
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A estrutura do deutério é constituída principalmente por um núcleo que possui um próton e um nêutron, com peso ou massa atômica de aproximadamente 2.014 g.
Da mesma forma, este isótopo deve sua descoberta a Harold C. Urey, um químico dos Estados Unidos, e seus colaboradores Ferdinand Brickwedde e George Murphy, em 1931..
Na imagem acima você pode ver a comparação entre as estruturas dos isótopos de hidrogênio, que existe na forma de prótio (seu isótopo mais abundante), deutério e trítio, ordenados da esquerda para a direita.
A preparação do deutério puro foi realizada com sucesso pela primeira vez em 1933, mas desde a década de 1950 uma substância em fase sólida foi utilizada e demonstrou estabilidade, chamada deutério de lítio (LiD), para substituir o deutério e o trítio em um grande número de reações químicas.
Nesse sentido, a abundância desse isótopo tem sido estudada e observou-se que sua proporção na água pode variar ligeiramente, dependendo da fonte de onde a amostra é retirada..
Além disso, estudos de espectroscopia determinaram a existência deste isótopo em outros planetas desta galáxia..
Como afirmado acima, a diferença fundamental entre os isótopos de hidrogênio (que são os únicos que foram nomeados de maneiras diferentes) está em sua estrutura, porque o número de prótons e nêutrons em uma espécie confere a ela suas propriedades químicas.
Por outro lado, o deutério existente no interior dos corpos estelares é eliminado com maior velocidade do que é originado.
Além disso, considera-se que outros fenômenos da natureza formam apenas uma pequena quantidade dela, por isso sua produção continua a gerar interesse nos dias de hoje..
Da mesma forma, uma série de investigações revelou que a grande maioria dos átomos que se formaram a partir dessa espécie se originou no Big Bang; esta é a razão pela qual sua presença é notada em grandes planetas como Júpiter.
Como a forma mais comum de se obter essa espécie na natureza é quando ela é encontrada em combinação com o hidrogênio na forma de prótio, a relação que se estabelece entre a proporção das duas espécies nos diferentes campos da ciência continua a despertar o interesse da comunidade científica. como astronomia ou climatologia.
- É um isótopo desprovido de características radioativas; ou seja, é bastante estável na natureza.
- Ele pode ser usado para substituir o átomo de hidrogênio em reações químicas.
- Esta espécie apresenta um comportamento diferente do hidrogênio comum em reações de natureza bioquímica..
- Quando os dois átomos de hidrogênio são substituídos na água, obtemos DdoisOu, adquirindo o nome de água pesada.
- O hidrogênio presente no oceano que está na forma de deutério existe na proporção de 0,016% em relação ao prótio..
- Nas estrelas, esse isótopo tende a se fundir rapidamente para dar origem ao hélio..
- DdoisO é uma espécie tóxica, embora suas propriedades químicas sejam muito semelhantes às de Hdois
- Quando os átomos de deutério são submetidos ao processo de fusão nuclear em altas temperaturas, grandes quantidades de energia são liberadas.
- Propriedades físicas como ponto de ebulição, densidade, calor de vaporização, ponto triplo, entre outras, possuem magnitudes maiores nas moléculas de deutério (Ddois) do que em hidrogênio (Hdois).
- A forma mais comum em que é encontrada é ligada a um átomo de hidrogênio, causando deutereto de hidrogênio (HD).
Devido às suas propriedades, o deutério é usado em uma ampla variedade de aplicações nas quais o hidrogênio está envolvido. Alguns desses usos são descritos abaixo:
- No campo da bioquímica, é utilizado na marcação isotópica, que consiste em "marcar" uma amostra com o isótopo selecionado para traçá-la ao longo de sua passagem por um sistema específico..
- Em reatores nucleares que realizam reações de fusão, é usado para reduzir a velocidade com que os nêutrons se movem sem a alta absorção destes que o hidrogênio comum apresenta..
- Na área de ressonância magnética nuclear (RMN), solventes à base de deutério são utilizados para a obtenção de amostras desse tipo de espectroscopia sem a presença das interferências que ocorrem com o uso de solventes hidrogenados..
- No campo da biologia, macromoléculas são estudadas por meio de técnicas de espalhamento de nêutrons, onde amostras fornecidas com deutério são usadas para reduzir significativamente o ruído nessas propriedades de contraste..
- Na área de farmacologia, a substituição do hidrogênio pelo deutério é utilizada devido ao efeito cinético isotópico que é gerado e permite que esses fármacos tenham meia-vida mais longa..
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