水与重水：差异与比较

同位素是指同一家族中具有相同原子序数但原子质量略有不同的那些成员。 同一种元素的同位素与另一种元素结合会形成不同的化合物。

由于同位素的结合，所得化合物与形成的化合物略有不同。 在水和重水中也可以注意到这些细微的变化。

关键精华

1. 水 (H2O) 由两个氢原子和一个氧原子组成，而重水 (D2O) 包含两个氘原子（一种氢同位素）和一个氧原子。
2. 由于每个氘原子中都有额外的中子，重水比普通水密度更大。
3. 重水在核反应堆中用作冷却剂和中子减速剂，而普通水则有广泛的日常应用。

水与重水

重水含有较高比例的同位素氘，而不是普通的氢原子，这使得它“更重”。 水（普通水）对人类消费和使用是安全的，重水由于其特性不适合饮用或经常使用。

对于所有生物体来说，水是生命之源。 氢和氧以固定比例以共价键结合形成水。 分子结构弯曲，形成104.5°角。

由于氧原子的高电负性，氧原子带有部分负电荷，导致 OH 键的极性。 此外，水分子似乎以短程顺序聚集在表面上。

顾名思义，重水含有更重和更高的氢同位素。 在 STP，重水没有颜色。 在室温下变成无色无味的液体。

普通水和重水的混合物导致形成 异质 混合物。 电解以钢制容器作为阴极，镍片作为阳极，水和 NaOH 作为电解液开始。 它于 1932 年首次被发现。

对比表

比较参数	水	重水
化学式	H2O是水的化学式。	水的厚度为997千克/立方米。
摩尔质量	根据事实，它的摩尔质量为18g/mol。	重水的摩尔质量为 20g/mol。
沸点	事实上，它的沸点为 100 摄氏度。	重水的沸点为 101.4 摄氏度。
冰点	水在 0 摄氏度时结冰。	但重水的冰点为 3.8 摄氏度。
密度	重水的密度为1.11克/立方厘米。	重水的密度为 1.11 克/立方厘米。

什么是水？

水覆盖了地球的很大一部分，是一种由氢和氧以共价键结合而成的化合物。 水的行为归因于它的特性，即表面张力和粘度。 水分子也形成氢键。

人们可以在三个州找到水。冰是水在 0°C 结冰形成的固态。水是液态，覆盖了地球约 71% 的面积。水蒸气是水在100°C沸腾形成的气态。 

水是无色、无臭、无味的。 几乎所有的气体、糖、盐和酸都容易混合并溶于水，水是一种通用溶剂。

当与其他溶剂结合时，它会导致形成共沸物。 表面张力， 比热，与其他流体和液体相比，水的导热系数更高。 

此外，水只传导微量的电。 但是，加入离子物质会导致液体中形成离子，从而增加其电导率。

水对于生命的每一刻都是必不可少的。 虽然我们身体的 78% 是水，但一个健康的人平均需要大约 7 升。

除了人体，水在农业、维持 pH 值、洗涤和维持地球上的水平衡等方面也发挥着重要作用。 

什么是重水？

氧化氘，又称重水，是由氘和氧组成的化合物。 氘是H2即氢的重同位素，因此具有更高的原子质量。

因此，重水的摩尔质量高于普通水。 由于氘的存在，重水的性质（即化学和物理性质）与普通水相比略有不同。

重水的分子量为20.02克/摩尔，密度为1.107克/毫升，偶极矩为1.87 D。重水的熔点为3.82℃，沸点为101.4℃。 

在电解水的情况下，碱会导致重水的形成。 此外，重水又分为半重水、重氧水和氚化水。

半重水，也称为HDO，含有一个氘、一个氕和一个氧原子的化学成分。

重氧水中较重的氧同位素的存在导致了它的名字。 氚化水，也称为 T2O，是超富水，由于氚（氢的最重同位素）而具有放射性。

水和重水的主要区别

1. 水的化学消耗包括两个氢原子和一个氧原子。 重水的化学成分包括两个氘原子和一个氧原子。 
2. 水由于其氢键而具有更广泛的结构。 相反，重水是四面体的，因为每个重水分子存在更多的氢键。
3. 由于密度小，水制成的冰块不会下沉； 相反，他们会 浮动 在水上。 但是，由于密度高，用重水制成的冰块会沉入水中。
4. 水的 pH 值为 7，表示它是中性的。 但是，重水的 pH 值为 7.44，这使其成为弱酸。 
5. 水是每个生物体的生命。从饮用到日常琐事，水对于人类生活的每项活动都至关重要。水是生存的代名词。但是，在核水域中发现了重水的使用。此外，过量消耗重水可能是致命的。 

参考资料

1. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/j100862a028
2. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.101.065502

最后更新时间：30 年 2023 月 XNUMX 日