【什么叫重水】重水,全称“重氢氧化物”,化学式为D₂O,是普通水(H₂O)的一种同位素形式。它由两个重氢原子(氘,符号为D)和一个氧原子组成。由于氘的原子量比普通氢大,因此重水的密度、沸点和熔点都略高于普通水。
重水在自然界中含量极少,主要通过工业方法从天然水中分离提取。由于其独特的物理和化学性质,重水在科学研究、核能技术以及医学领域有重要应用。
重水的基本信息总结
项目 | 内容 |
中文名称 | 重水 |
英文名称 | Heavy Water |
化学式 | D₂O |
组成 | 两个氘原子 + 一个氧原子 |
分子量 | 约20.026 g/mol |
密度 | 约1.107 g/cm³(常温下) |
沸点 | 约101.4°C |
熔点 | 约3.82°C |
自然界存在 | 极少,约每6000个水分子中含1个重水分子 |
主要用途 | 核反应堆中作为中子慢化剂、科研实验、医学研究等 |
重水与普通水的区别
特性 | 普通水(H₂O) | 重水(D₂O) |
氢同位素 | 普通氢(¹H) | 氘(²H) |
分子量 | 约18.015 g/mol | 约20.026 g/mol |
密度 | 约1.000 g/cm³ | 约1.107 g/cm³ |
沸点 | 约100°C | 约101.4°C |
熔点 | 约0°C | 约3.82°C |
生物毒性 | 无毒 | 高浓度时对生物有害 |
重水的应用
1. 核能领域:重水可用作核反应堆中的中子慢化剂,尤其在某些类型的核反应堆中,如加拿大开发的CANDU反应堆。
2. 科研实验:在化学、生物学和物理学实验中,重水用于研究同位素效应和分子结构。
3. 医学用途:在某些医学检测中,如正电子发射断层扫描(PET),重水可用于追踪代谢过程。
注意事项
虽然重水在特定条件下对人体无害,但高浓度的重水会干扰细胞内的生化反应,导致生物体功能异常。因此,在使用重水时需严格控制浓度和接触时间。
综上所述,重水是一种特殊的水形式,具有独特的物理和化学性质,广泛应用于多个高科技领域。了解重水的基本知识有助于更好地认识其科学价值和实际应用。