El deuterio (del griego Δεύτερος segundo), cuyo símbolo es ²H, es un isótopo estable del hidrógeno que se encuentra en la naturaleza con una abundancia del 0,015 % átomos de hidrógeno (uno de cada 6500). El núcleo del deuterio está formado por un protón y un neutrón (el hidrógeno tiene solamente un protón). Cuando el isótopo pierde su electrón el ion resultante recibe el nombre de deuterón. El deuterio también recibe el nombre de hidrógeno pesado. Se puede nombrar como ²H o como D. Aunque no es un elemento diferenciado en el sentido estricto (es hidrógeno), la diferenciación entre las propiedades de los isótopos es tanto más acusada cuanto más ligero sea el elemento químico al que pertenecen. En el caso del deuterio las diferencias son máximas ya que tiene el doble de masa atómica que el hidrógeno. El deuterio fue detectado en 1931 por Harold Clayton Urey, un químico de la Universidad de Columbia. Urey ganó, en 1934, el Premio Nobel de química por este trabajo. La existencia del deuterio en la tierra, otras partes del Sistema Solar (según lo confirmado por las sondas planetarias), y en los espectros de estrellas, es un dato importante en cosmología. La fusión estelar destruye el deuterio y no hay procesos de creación naturales conocidos con excepción de la nucleosíntesis primordial, que pudo haber producido el deuterio en una abundancia cercana a la natural observada en este elemento. Esta abundancia parece ser una fracción muy similar a la del hidrógeno, dondequiera que se encuentre este. Así, la existencia del deuterio es una de las discusiones a favor de la teoría del Big Bang en vez de la teoría del estado estacionario del universo. El deuterio combinado con el oxígeno forma agua pesada.

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Deuterium (symbol D or 2H, also known as heavy hydrogen) is one of two stable isotopes of hydrogen. The nucleus of deuterium, called a deuteron, contains one proton and one neutron, whereas the far more common hydrogen isotope, protium, has no neutron in the nucleus. Deuterium has a natural abundance in Earth's oceans of about one atom in 6420 of hydrogen. Thus deuterium accounts for approximately 0.0156% (or on a mass basis 0.0312%) of all the naturally occurring hydrogen in the oceans, while the most common isotope (hydrogen-1 or protium) accounts for more than 99.98%. The abundance of deuterium changes slightly from one kind of natural water to another (see Vienna Standard Mean Ocean Water). The deuterium isotope's name is formed from the Greek deuteros meaning "second", to denote the two particles composing the nucleus. Deuterium was discovered and named in 1931 by Harold Urey. When the neutron was discovered in 1932, this made the nuclear structure of deuterium obvious, and Urey won the Nobel Prize in 1934. Soon after deuterium's discovery, Urey and others produced samples of "heavy water" in which the deuterium content had been highly concentrated. Deuterium is destroyed in the interiors of stars faster than it is produced. Other natural processes are thought to produce only an insignificant amount of deuterium. Nearly all deuterium found in nature was produced in the Big Bang 13.8 billion years ago, as the basic or primordial ratio of hydrogen-1 (protium) to deuterium (about 26 atoms of deuterium per million hydrogen atoms) has its origin from that time. This is the ratio found in the gas giant planets, such as Jupiter (see references 2,3 and 4). However, other astronomical bodies are found to have different ratios of deuterium to hydrogen-1. This is thought to be as a result of natural isotope separation processes that occur from solar heating of ices in comets. Like the water-cycle in Earth's weather, such heating processes may enrich deuterium with respect to protium. The analysis of deuterium/protium ratios in comets found results very similar to the mean ratio in Earth's oceans (156 atoms of deuterium per million hydrogens). This reinforces theories that much of Earth's ocean water is of cometary origin. The deuterium/protium ratio of the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, as measured by the Rosetta space probe, is about three times that of earth water. This figure is the highest yet measured in a comet. Deuterium/protium ratios thus continue to be an active topic of research in both astronomy and climatology.

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