为什么重水的物理性质与普通水有区别
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/22 23:48:25
为什么重水的物理性质与普通水有区别
为什么重水的物理性质与普通水有区别
为什么重水的物理性质与普通水有区别
重水(或称氘化水,化学式D2O或者2H2O)是水的一种,它的质量比一般水要重.普通的水(H2O)是由两个只有质子的氢原子和一个氧16原子所组成,但在重水分子内的两个氢同位素,比一般氢原子有各多一个中子,因此造成重水分子的质量比一般水要重.在自然界中,重水的含量很少.由于普通水和重水都是由相同数量的氢和氧原子组成,两者的化学反应皆会接近相同.但在物理上,重水的溶点和沸点比普通水稍高,在一个大气压力下,重水的溶点是摄氏3.82度,沸点是摄氏101.4度.密度方面,在摄氏20度和一个大气压力的环境下,重水的密度是11.05g/cm3.由于重水比普通水不容易被电解为氢和氧,以及与普通水相比,其含量稀少的关系,人们便以电解的方式来提炼纯度更高的重水.因此,重水的价格也比较昂贵.有另一种重水称为半重水,HDO,它只有一个氢原子是多一个中子的重氢.一般的半重水都并不纯正,通常是50%HDO,25%的H2O 及 25%的D2O.使用核磁共振分析时倘若溶剂是水,而研究的对象是氢,可以使用重水作溶剂 中子减速剂：某些核子反应堆使用重水来减慢中子的速度,让它们有机会与铀反应.轻水亦可以作减速剂,但因为轻水会吸收中子,因此轻水式反应堆必须使用浓缩铀,而不能使用普通铀,否则将不能达到临界质量.重水反应堆不单可以使用普通铀,而且会把铀238转化成为可制作核弹的钚.印度、巴基斯坦、以色列、北朝鲜都是以这样方法制造核燃料.为了防止核子武器扩散,重水的生产和出售在很多国家都受到限制 一般相信重水并不属于有毒物质,但是人体内的某些代谢需要轻水,所以如果只喝重水会生病.情形就好像空气中最主要的成分氮气是无毒的,但吸入纯氮会因为缺氧致死.以老鼠做的实验发现重水能抑制细胞的有丝分裂,引起需要迅速代谢的身体组织变坏.实验中的老鼠连续数天只喝重水后,体内约一半的体液变成重水；这时症状开始出现,需要快速细胞分裂的组织,如发根及胃膜最先出现毛病.本来快速增长的癌细胞生长速度亦出现减慢,不过减慢的程度并不足以令重水作为可行的治疗方法.提炼方法 地球上的水若有3,200分之一是半重水(HDO).半重水可以透过电解及蒸馏,或以化学方法从普通水中提炼出来.可以使用化学方法,是因为重氢及普通氢原子由于质量稍为不同,所以化学反应的速度有异.当水中的半重水到了相当的浓度,重水便会因为水份子之间交换氢原子而慢慢出现.要从半重水再提炼纯正的重水亦可使用电解、蒸馏及化学方法.但是电解及蒸馏所需要的能量会非常巨大,因此一般这一步只会使用化学方法.