Différence principale - Protium vs Deutérium vs Tritium

Le protium, le deutérium et le tritium sont des isotopes de l'élément hydrogène. Les isotopes sont des formes différentes d'un même élément qui diffèrent les unes des autres selon le nombre de neutrons qu'ils ont dans leur noyau. Par conséquent, les isotopes ont le même numéro atomique mais des masses atomiques différentes. Pour cette raison, les isotopes ont des propriétés physiques différentes mais les propriétés chimiques restent les mêmes car le nombre d'électrons présents dans les isotopes est égal. Par conséquent, le protium, le deutérium et le tritium partagent certaines similitudes ainsi que des différences. La principale différence entre le protium deutérium et le tritium est que Le protium n'a pas de neutrons dans ses noyaux alors que le deutérium est composé d'un neutron et le tritium est composé de deux neutrons.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que le protium - Définition, propriétés et abondance 2. Qu'est-ce que le deutérium - Définition, propriétés et abondance 3. Qu'est-ce que le tritium - Définition, propriétés et abondance 4. Quelles sont les similitudes entre le protium, le deutérium et le tritium – Aperçu des caractéristiques communes 5. Quelle est la différence entre le protium, le deutérium et le tritium – Comparaison des principales différences

Mots-clés: masse atomique, numéro atomique, deutérium, isotopes, neutrons, protium, tritium

Qu'est-ce que le Protium

Le protium est un isotope de l'hydrogène composé d'un proton et d'un électron. C'est la forme d'hydrogène la plus abondante. L'abondance de cet isotope dans la croûte terrestre est d'environ 99,9%. Le protium n'a pas de neutrons dans son noyau. Il est considéré comme l'isotope le plus stable de l'hydrogène. Par conséquent, lorsque nous parlons normalement d'hydrogène, nous parlons de Protium.

Le numéro atomique du Protium est 1 en raison de la présence d'un proton. Le nombre de masse du Protium est également 1 puisqu'il n'y a pas de neutrons dans le noyau du Protium. La masse atomique du protium est d'environ 1,00794 amu. Le symbole du Protium est ¹H. La configuration électronique du Protium est 1s¹.

Le protium peut être trouvé dans la nature sous forme gazeuse diatomique ou sous forme d'hydrogène dans H₂O molécule. La liaison entre deux atomes dans la molécule diatomique a une enthalpie de dissociation de liaison plus élevée. C'est principalement parce que ces atomes sont minuscules et qu'ils ont des configurations électroniques complètes dans la seule orbitale (orbitale s) sous leur forme de molécule diatomique.

Figure 1: Structure atomique du protium

L'image ci-dessus montre la structure atomique du Protium. Ici, le proton est représenté au centre de l'atome (noyau) et l'électron est représenté à l'extérieur du noyau en bleu.

Qu'est-ce que le deutérium

Le deutérium est un isotope de l'hydrogène composé d'un proton, d'un neutron et d'un électron. Le noyau de Deutérium est composé d'un proton et d'un neutron. Le symbole du Deutérium est donné par ²H. Le numéro atomique du Deutérium est 1 et le nombre de masse est 2. La masse atomique peut être donnée comme 2.014 amu. C'est aussi un isotope stable de l'hydrogène mais moins abondant. L'abondance du deutérium dans la croûte terrestre a été calculée à 0,015%. Il n'est pas radioactif puisque le Deutérium est stable avec un proton et un neutron dans son noyau.

Figure 2: Structure atomique du deutérium

L'apparition du deutérium peut être soit en phase gazeuse, soit en phase liquide. Le deutérium existe sous forme de gaz diatomiques tels que le D₂ ou HD (en combinaison avec de l'hydrogène). Sinon, le deutérium peut être trouvé sous forme d'eau lourde. L'eau lourde est composée de D₂O molécules. La plupart du temps, le Deutérium agit de la même manière que le Protium. Mais il y a aussi certaines différences. En raison de la présence du neutron, la masse atomique du Deutérium est le double de celle du Protium. Par conséquent, la longueur de liaison et l'énergie de liaison sont différentes de celles du Protium. De plus, la glace fabriquée à partir d'eau lourde coulera dans l'eau liquide en raison de sa densité élevée (la glace normale flotte à la surface de l'eau liquide).

Il existe également des applications du deutérium. En spectroscopie RMN, les composés inclus dans le deutérium sont utilisés comme solvant à la place des composés composés d'hydrogène. Ensuite, les pics donnés par les atomes d'hydrogène de l'analyte peuvent être distingués par les atomes du solvant.

Qu'est-ce que le tritium

Le tritium est un isotope de l'hydrogène composé d'un proton, de deux neutrons et d'un électron. Le symbole du tritium est ³H. Le numéro atomique du Tritium est 1 et la masse atomique du Tritium est 3. La masse peut être donnée comme 3.016 amu. Cet isotope de l'hydrogène est radioactif en raison de la présence d'un nombre élevé de neutrons par rapport au nombre de protons.

Le tritium subit souvent une désintégration bêta. Cela produit Helim-3 et libère une grande quantité d'énergie. La demi-vie du tritium a été calculée à 12,32 ans. Cependant, l'abondance de tritium sur la croûte terrestre est très inférieure.

Figure 3: Structure atomique du tritium

L'image ci-dessus montre la structure atomique du tritium. Le nombre de masse du Tritium est de 3 en raison de la présence de deux neutrons (de couleur rouge) et d'un proton (de couleur bleue).

Similitudes entre le protium, le deutérium et le tritium

Figure 4: Protium Deutérium Tritium

Différence entre le protium deutérium et le tritium

Définition

Protium: Le protium est un isotope de l'hydrogène composé d'un proton et d'un électron.

Deutérium: Le deutérium est un isotope de l'hydrogène composé d'un proton, d'un neutron et d'un électron.

Tritium: Le tritium est un isotope de l'hydrogène composé d'un proton, de deux neutrons et d'un électron.

Abondance

Protium: L'abondance de Protium est d'environ 99,9%.

Deutérium: L'abondance du deutérium est d'environ 0,015%.

Tritium: Le tritium se trouve en très petites quantités.

Symbole chimique

Protium: Le symbole du Protium est ¹H.

Deutérium: Le symbole du Deutérium est ¹H.

Tritium: Le symbole du tritium est ¹H.

Nombre de masse

Protium: Le nombre de masse du Protium est 1.

Deutérium: Le nombre de masse du Deutérium est 2.

Tritium: Le nombre de masse du Tritium est 3.

Masse atomique

Protium: La masse atomique du Protium est de 1,00794 amu.

Deutérium: La masse atomique du Deutérium est de 2,014 amu.

Tritium: La masse atomique du tritium est de 3,016 amu.

Radioactivité

Protium: Le protium n'est pas radioactif.

Deutérium: Le deutérium n'est pas radioactif.

Tritium: Le tritium est radioactif.

Conclusion

Le protium, le deutérium et le tritium sont trois isotopes de l'hydrogène. En dehors de ces isotopes, il peut également exister d'autres formes d'hydrogène. Mais ils sont très instables en raison de la présence d'un nombre élevé de neutrons. le différence principale entre le protium deutérium et le tritium est que le protium n'a pas de neutrons dans ses noyaux tandis que le deutérium est composé d'un neutron et le tritium est composé de deux neutrons.

Les références:

1. "Isotopes de l'hydrogène - Manuel ouvert sans limites." Sans bornes. Boundless, 20 sept. 2016. Web. Disponible ici. 02 août 2017. 2. "Deutérium, tritium et protium - Trois isotopes d'hydrogène." Science décalée. N.p., 25 mars 2017. Web. Disponible ici. 02 août 2017.

Image de courtoisie:

1. "Hydrogène" de Mets501 - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. "Atom H-2" de ZYjacklin - Travail personnel (CC0) via Commons Wikimedia 3. "Blausen 0528 Hydrogène-3 Tritium" de BruceBlaus - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 4. "204 isotopes de l'hydrogène-01" par OpenStax College - Anatomy & Physiology, site Web Connexions. 19 juin 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia