重水

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
	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	水、超重水
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

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大。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。

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

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、北韓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

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

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

水

参考资料

Parpart, Arthur K. . 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. . 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. . PanSci 泛科學. [2021-05-04]. （原始内容存档于2021-05-16）.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[parpart1935-1] Parpart, Arthur K. . 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）.

[svishchev1994-2] Svishchev, I. M.; Kusalik, P. G. . 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）.

[3] 羅夏. . PanSci 泛科學. [2021-05-04]. （原始内容存档于2021-05-16）.