我想大家都听说过水可以‘重’。而有些人还是不敢用水壶烧开几次水,因为水渐渐变成了毒药。先了解一下这种危险的重兽和普通水的区别,排除一个重要的神字。
在自然界中,化学元素包括具有相同核电荷和质子数的同位素——的原子变体,但这些变体的原子核中的中子数不同,因此质量也不同。同位素不是化学性质不同,也就是反应相同,而是物理性质不同。3354同位素沸点不同,与其他原子的结合能不同,稳定性也不同。我们都听说过放射性同位素,但我们下次再谈这个。
让我们回到我们的液体。事实上,构成水分子的氢有三种同位素,每种都有自己的名字:H-氘、D-氘和T-氚(放射性)。最常见的同位素氢的原子核由一个质子组成。重氢原子核由一个质子和一个中子组成,也就是说,它的质量几乎是一个中子的两倍。这种质量差异的影响仅在氢的情况下特别明显。先抛开放射性不谈,但类比一下,我们可以猜测它的原子核也是由一个质子组成的,只是多了两个中子,它的质量就会增加三倍。
氘在自然界中自然存在,但含量很少。对于6500-9100个普通氢原子,只有一个异质氘原子。
氘在自然界中自然存在,但含量很少。对于6500-9100个普通H原子,只有一个外来氘D原子。
重水含有两个原子的重同位素,而不是常见的两个原子的氢H。重水的分子式通常写成do。从外观上看,这种水和普通水是一样的。——无色、无味、无嗅。这种差异发生在物理和化学性质的层面:由重水制成的冰在大约4摄氏度融化,在101摄氏度沸腾。另外,在重水里所有的反应都明显变慢。这就是为什么它被认为是有毒的。
是的,在实验室测试中,不止一只注射了重水的老鼠死亡。当哺乳动物体内25%的水被重水取代时,动物会变得不育,在更高的浓度下死亡。在人体实验中发现,喝三杯纯氘水不会对健康造成太大伤害,过几天就会排出体外。
现在我想提醒大家,重氢同位素的自然含量是多么微不足道。这种集中的负面效应是不可能的。
现在是时候破除一个你们很多人可能听过的神话了。长时间煮沸,水中的氘浓度增加,使这种水有毒。一个数字反驳了这个假设:要把水的自然氘含量只提高10倍,那么多吨水需要蒸发,这个数字会有30个零。这相当于整个地球含水量的几亿倍。如果水烧开后味道变了,不是因为氘的积累,而是因为各种杂质的破坏。
另外,如果重水能这么容易合成,就不用花那么多钱了。一克氘水的价格是1欧元。这是每杯一大笔钱。
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