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重水

重水,或称氘代水一氧化二氘化学式為D2O或2H2O,是的一種,它的摩爾质量比一般水要重。普通的水(H2O)是由兩個只具有質子原子和一個16原子所組成,但在重水分子內的兩個氫同位素,比一般氫原子有各多一個中子,因此造成重水分子的質量比一般水要重。地球上水中的氢原子大約有6,400分之一是氘。

重水
IUPAC名
[2H]2-water
[2H]2-水
别名 氘代水
氧化氘[1]
水-d2[2]
一氧化二氘
识别
CAS号 7789-20-0  
SMILES
RTECS ZC0230000
性质
化学式 D2O
摩尔质量 20.04 g·mol⁻¹
外观 无色透明液体
密度 1.1056 g/mL (20°C, 液)
1.0177 g/cm3 (m.p., 固)
熔点 3.82 °C, 38.88 °F (276.97 °K)
沸点 101.4 °C, 214.56 °F (374.55 °K)
黏度 0.00125 Pa·s, 20 °C
偶极矩 1.87 D
危险性
MSDS External MSDS
NFPA 704
0
1
0
 
相关物质
相关溶剂 丙酮甲醇
相关化学品 超重水
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。
第二次世界大戰期間德占挪威Vemork生產的重水。

由於普通水和重水都是由相同數量的氫和氧原子組成,兩者的化學反應皆會接近相同。但在物理上,重水的凝固点(即固態水的熔點)和沸點比普通水稍高,在一個大氣壓力下,重水的凝固點是攝氏3.82度,沸點是攝氏101.4度,密度為1.1056g/cm3

有另一種重水稱為半重水(HDO)它只有一個氫原子是多一個中子的重氫。一般的半重水都並不純正,通常是50%HDO,25%的H2O 及 25%的D2O。除了由重氫組成的重水分子外,還有一種由重氧原子(氧17或氧18)組成的重水分子,稱為「重氧水」。由於分離出重氧水分子的難度較高,因此提煉純正重氧水的成本會比重氫水為高。

用途

健康問題

一般重水並不屬於有毒物質,但是人體內的代謝需要輕水,所以如果只喝重水會生病。情形就好像空氣中最主要的成分氮氣是無毒的,但吸入純氮會因為缺氧致死。以老鼠做的實驗發現重水能抑制細胞有絲分裂,引起需要迅速代謝的身體組織變壞。[3]實驗中的老鼠連續數天只喝重水後,體內約一半的體液變成重水;這時症狀開始出現,需要快速細胞分裂的組織,如髮根及胃膜最先出現毛病。本來快速增長的癌細胞生長速度亦出現減慢,不過減慢的程度並不足以令重水作為可行的治療方法。

提煉方法

地球上的水分子中大约有3,200分之一是半重水(HDO),也即6,400分之一的氢原子是氘。半重水可以透過電解及蒸餾,或以化學方法從普通水中提煉出來。可以使用化學方法,是因為氘及普通氫原子由於質量稍為不同,所以化學反應的速度有異。當水中的半重水到了相當的濃度,重水便會因為水分子之間交換氫原子而慢慢出現。要從半重水再提煉純正的重水亦可使用電解、蒸餾及化學方法。但是電解及蒸餾所需要的能量會非常巨大,因此一般這一步只會使用化學方法。

参阅

参考资料

  1. ^ Parpart, Arthur K. The permeability of the mammalian erythrocyte to deuterium oxide (heavy water). Journal of Cellular and Comparative Physiology. December 1935, 7 (2): 153–162 [2014-12-29]. doi:10.1002/jcp.1030070202. (原始内容于2017-12-12). 
  2. ^ Svishchev, I. M.; Kusalik, P. G. Dynamics in liquid water, water-d2, and water-t2: a comparative simulation study. The Journal of Physical Chemistry. January 1994, 98 (3): 728–733 [2014-12-29]. doi:10.1021/j100054a002. (原始内容于2021-05-15). 
  3. ^ 羅夏. 這杯重水喝起來甜甜的,我可以再來一杯嗎?. PanSci 泛科學. [2021-05-04]. (原始内容于2021-05-16). 

重水, 此條目介紹的是分子式为d2o的, 关于的其他用法, 请见, 消歧義, 本條目存在以下問題, 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法, 此條目需要补充更多来源, 2019年9月11日, 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目, 无法查证的内容可能會因為异议提出而移除, 致使用者, 请搜索一下条目的标题, 来源搜索, 网页, 新闻, 书籍, 学术, 图像, 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源, 判定指引, 此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充, 2021年3月21日, 若您熟悉来源语言和主题, 请协. 此條目介紹的是分子式为D2O的重水 关于重水的其他用法 请见 重水 消歧義 本條目存在以下問題 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法 此條目需要补充更多来源 2019年9月11日 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目 无法查证的内容可能會因為异议提出而移除 致使用者 请搜索一下条目的标题 来源搜索 重水 网页 新闻 书籍 学术 图像 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源 判定指引 此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充 2021年3月21日 若您熟悉来源语言和主题 请协助参考外语维基百科扩充条目 请勿直接提交机械翻译 也不要翻译不可靠 低品质内容 依版权协议 译文需在编辑摘要注明来源 或于讨论页顶部标记 a href Template Translated page html title Template Translated page Translated page a 标签 重水 或称氘代水 一氧化二氘 化学式為D2O或2H2O 是水的一種 它的摩爾质量比一般水要重 普通的水 H2O 是由兩個只具有質子的氫原子和一個氧16原子所組成 但在重水分子內的兩個氫同位素氘 比一般氫原子有各多一個中子 因此造成重水分子的質量比一般水要重 地球上水中的氢原子大約有6 400分之一是氘 重水IUPAC名 2H 2 water 2H 2 水别名 氘代水氧化氘 1 水 d2 2 一氧化二氘识别CAS号 7789 20 0 SMILES 2H O 2H RTECS ZC0230000性质化学式 D2O摩尔质量 20 04 g mol 外观 无色透明液体密度 1 1056 g mL 20 C 液 1 0177 g cm3 m p 固 熔点 3 82 C 38 88 F 276 97 K 沸点 101 4 C 214 56 F 374 55 K 黏度 0 00125 Pa s 20 C偶极矩 1 87 D危险性MSDS External MSDSNFPA 704 0 1 0 相关物质相关溶剂 丙酮 甲醇相关化学品 水 超重水若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 第二次世界大戰期間德占挪威Vemork生產的重水 由於普通水和重水都是由相同數量的氫和氧原子組成 兩者的化學反應皆會接近相同 但在物理上 重水的凝固点 即固態水的熔點 和沸點比普通水稍高 在一個大氣壓力下 重水的凝固點是攝氏3 82度 沸點是攝氏101 4度 密度為1 1056g cm3 有另一種重水稱為半重水 HDO 它只有一個氫原子是多一個中子的重氫 一般的半重水都並不純正 通常是50 HDO 25 的H2O 及 25 的D2O 除了由重氫組成的重水分子外 還有一種由重氧原子 氧17或氧18 組成的重水分子 稱為 重氧水 由於分離出重氧水分子的難度較高 因此提煉純正重氧水的成本會比重氫水為高 目录 1 用途 2 健康問題 3 提煉方法 4 参阅 5 参考资料用途 编辑使用核磁共振分析時倘若溶劑是水 而研究的對象是氫 可以使用重水作溶劑 中子減速劑 某些核子反應堆使用重水來減慢中子的速度 讓它們有機會與鈾反應 輕水 普通水 亦可以作減速劑 但因為輕水會吸收中子 因此輕水反應堆必須使用濃縮鈾 而不能使用普通鈾 否則將不能達到臨界質量 重水反應堆不但可以使用普通鈾 而且會把鈾238轉化成為可製作核彈的鈽 納粹德國 印度 巴基斯坦 以色列 北朝鮮都是以這樣方法製造核燃料 為了防止核子武器擴散 重水的生產和出售在很多國家都受到限制 健康問題 编辑一般重水並不屬於有毒物質 但是人體內的代謝需要輕水 所以如果只喝重水會生病 情形就好像空氣中最主要的成分氮氣是無毒的 但吸入純氮會因為缺氧致死 以老鼠做的實驗發現重水能抑制細胞的有絲分裂 引起需要迅速代謝的身體組織變壞 3 實驗中的老鼠連續數天只喝重水後 體內約一半的體液變成重水 這時症狀開始出現 需要快速細胞分裂的組織 如髮根及胃膜最先出現毛病 本來快速增長的癌細胞生長速度亦出現減慢 不過減慢的程度並不足以令重水作為可行的治療方法 提煉方法 编辑地球上的水分子中大约有3 200分之一是半重水 HDO 也即6 400分之一的氢原子是氘 半重水可以透過電解及蒸餾 或以化學方法從普通水中提煉出來 可以使用化學方法 是因為氘及普通氫原子由於質量稍為不同 所以化學反應的速度有異 當水中的半重水到了相當的濃度 重水便會因為水分子之間交換氫原子而慢慢出現 要從半重水再提煉純正的重水亦可使用電解 蒸餾及化學方法 但是電解及蒸餾所需要的能量會非常巨大 因此一般這一步只會使用化學方法 参阅 编辑水参考资料 编辑 Parpart Arthur K The permeability of the mammalian erythrocyte to deuterium oxide heavy water Journal of Cellular and Comparative Physiology December 1935 7 2 153 162 2014 12 29 doi 10 1002 jcp 1030070202 原始内容存档于2017 12 12 Svishchev I M Kusalik P G Dynamics in liquid water water d2 and water t2 a comparative simulation study The Journal of Physical Chemistry January 1994 98 3 728 733 2014 12 29 doi 10 1021 j100054a002 原始内容存档于2021 05 15 羅夏 這杯重水喝起來甜甜的 我可以再來一杯嗎 PanSci 泛科學 2021 05 04 原始内容存档于2021 05 16 取自 https zh wikipedia org w index php title 重水 amp oldid 75402162, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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