Différence entre le protium, le deutérium et le tritium

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 en fonction du nombre de neutrons qu’ils ont dans leurs noyaux. 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, Protium, Deutérium et Tritium partagent certaines similitudes et différences. La principale différence entre le protium, le 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 que le tritium est composé de deux neutrons.

Zones clés couvertes

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 deutérium et le tritium
      - Aperçu des caractéristiques communes
5. Quelle est la différence entre le protium, le deutérium et le tritium?
      - Comparaison des différences clés

Mots-clés: masse atomique, nombre 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 la plus abondante d'hydrogène. 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 de l'hydrogène, nous parlons de Protium.

Le numéro atomique de Protium est 1 en raison de la présence d'un proton. Le nombre de masse de Protium est également égal à 1 car il n’ya pas de neutrons dans le noyau de Protium. La masse atomique de Protium est d'environ 1,00794 amu. Le symbole de Protium est ¹H. La configuration électronique de Protium est 1s¹.

Le protium peut être trouvé dans la nature sous forme de gaz diatomique ou d’hydrogène dans H₂O molécule. La liaison entre deux atomes dans la molécule diatomique présente une enthalpie de dissociation de liaison supérieure. Ceci est principalement dû au fait que ces atomes sont infimes 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 de Protium. Ici, le proton est montré au centre de l'atome (noyau) et l'électron est montré à l'extérieur du noyau en couleur bleue.

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 pour le deutérium est donné comme ²H. Le numéro atomique de Deutérium est 1 et le nombre de masse est 2. La masse atomique peut être égale à 2,014 amu. C'est aussi un isotope stable de l'hydrogène mais il est moins abondant. L'abondance de deutérium dans la croûte terrestre a été calculée à 0,015%. Il n'est pas radioactif car le deutérium est stable avec un proton et un neutron dans son noyau.

Figure 2: Structure atomique du deutérium

La présence de deutérium peut être en phase gazeuse ou 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 Protium. Mais il y a aussi certaines différences. En raison de la présence du neutron, la masse atomique du deutérium est deux fois supérieure à celle du protium. Par conséquent, la longueur et l’énergie de la liaison sont différentes de celles du Protium. De plus, la glace formée à partir d'eau lourde va couler dans l'eau liquide en raison de la densité élevée (la glace normale flotte à la surface de l'eau liquide).

Il existe également certaines applications du deutérium. En spectroscopie RMN, les composés inclus dans le deutérium sont utilisés comme solvant au lieu de 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 d'hydrogène composé d'un proton, de deux neutrons et d'un électron. Le symbole du tritium est ³H. Le numéro atomique de Tritium est 1 et la masse atomique de Tritium est 3. La masse peut être donnée à 3.016 amu. Cet isotope d'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 moins.

Figure 3: Structure atomique du tritium

L'image ci-dessus montre la structure atomique du tritium. Le nombre de masse de Tritium est 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

• Le protium, le deutérium et le tritium sont des isotopes de l'hydrogène.
• Ces isotopes sont composés de 1 proton par noyau.
• Tous les trois sont composés de 1 électron.

Figure 4: Protium deutérium tritium

Différence entre le protium, le 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 d'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 de deutérium est d'environ 0,015%.

Tritium: Le tritium se trouve à très faible teneur.

Symbole chimique

Protium: Le symbole de 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 de Protium est 1.

Deutérium: Le nombre de masse de deutérium est 2.

Tritium: Le nombre de masse de tritium est 3.

Masse atomique

Protium: La masse atomique de Protium est de 1.00794 amu.

Deutérium: La masse atomique de deutérium est 2.014 amu.

Tritium: La masse atomique de tritium est 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 d'hydrogène. Outre ces isotopes, il peut également exister d'autres formes d'hydrogène. Mais ils sont extrêmement instables en raison de la présence d’un nombre élevé de neutrons. La principale différence entre Protium, Deutérium et Tritium réside dans le fait que le noyau de Protium ne contient pas de neutrons, alors que le Deutérium est composé d'un neutron et que le Tritium est composé de deux neutrons..

Références:

1. ”Isotopes de l’hydrogène - Manuel ouvert sans bornes.” Sans limites. Boundless, 20 septembre 2016. Web. Disponible ici. 02 août 2017. 
2. "Deutérium, Tritium et Protium - Trois Isotopes de l'Hydrogène." Quirky Science. N.p., 25 mars 2017. Web. Disponible ici. 02 août 2017. 

Courtoisie d'image:

1. “Hydrogen” de Mets501 - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Atome H-2» de ZYjacklin - Travail personnel (CC0) via Commons Wikimedia
3. “Blausen 0528 Hydrogen-3 Tritium” Par Bruce Blaus - Propre travail (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
4. «204 isotopes de l'hydrogène-01», par le site Web Connexions d'OpenStax College - Anatomy & Physiology, 19 juin 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia