此条目介绍的是分子式为D2O的重水。关于重水的其他用法,请见“重水 (消歧义)”。 第二次世界大战期间挪威Vemork生产的重水。

重水(或称氘代水,化学式D2O或者H2O)是水的一种,它的摩尔质量比一般水要重。普通的水(H2O)是由两个只具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氘,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。地球上水中的氢原子大约有6,400分之一是氘。

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,重水的凝固点(即固态水的熔点)和沸点比普通水稍高,在一个大气压力下,重水的凝固点是摄氏3.82度,沸点是摄氏101.4度,密度为1.1056g/cm。

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。除了由重氢组成的重水分子外,还有一种由重氧原子(氧17或氧18)组成的重水分子,称为“重氧水”。由于分离出重氧水分子的难度较高,因此提炼纯正重氧水的成本会比重氢水为高。

用途

健康问题

一般重水并不属于有毒物质,但是人体内的代谢需要轻水,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,是因为氘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,重水便会因为水分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。

参阅

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