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  韓煜han 2009-11-17 00:00:00

  一種化學(xué)元素

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  playokkill 2009-11-17 00:00:00

  氕是氫元素質(zhì)子數(shù)1中子1。氘，氚都是氫的同位素。氘是質(zhì)子數(shù)1中子數(shù)2、氚是質(zhì)子數(shù)1中子數(shù)3，

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  張文軒232 2009-11-17 00:00:00

  氘 <名> 氫的同位素，其原子量為普通輕氫的二倍，少量的存在于天然水中，用于核反應(yīng)，并在化學(xué)和生物學(xué)的研究工作中作示蹤原子 氘dāo 1.氫的同位素之一。符號岡或D

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  蘇小乖Y 2009-11-17 00:00:00

  讀 刀 氘被稱為“未來的天然燃料” dāo ㄉㄠˉ 氘為氫的一種穩(wěn)定形態(tài)同位素，也被稱為重氫，元素符號一般為D或2H。它的原子核由一顆質(zhì)子和一顆中子組成。在大自然的含量約為一般氫的7000分之一，用于熱核反應(yīng)。 筆畫數(shù)：6，部首：氣，筆順編號：311532 ------------------------------------------------------ 性質(zhì) 重氫 1.別名、英文名 氘[1]；Deuterium、Heavy hydrogen． 2.用途 核研究、氘核加速器的轟擊粒子、示蹤劑。 3.制法 (1)由重水電解。 (2)由液氫低溫精鎦。 4.理化性質(zhì) 分子量： 4.032 三相點： -254.4℃ 液體密度(平衡狀態(tài)，-252.8℃)： 169kg/m3 氣體密度(101.325千帕，0℃)：0.180kg/m3 比容(101.325kPa，21.2℃)： 5.987m3/kg 氣液容積比(15℃，100kPa)： 974L/L 壓縮系數(shù)： 壓力kPa 100 1000 5000· 10000 溫度℃ 15 50 1.0087 1.0008 1.0060 1.0057 1.0296 1.0296 1.0600 1.0555 臨界溫度： -234.8℃ 臨界壓力： 1664.8kPa 臨界密度： 66.8kg/m3 溶化熱(-254.5℃)(平衡態(tài))：48.84kJ/kg 氣化熱△Hv(-249.5℃)： 305kJ/kg 比熱容(101.335kPa，25℃，氣體)：Cp=7.243kJ/(kg·K) Cv=5.178kJ/(kK·K) 比熱比(101.325kPa，25℃，氣體)： Cp/Cv=1.40 蒸氣壓力(正常態(tài)，17.703)： 10.67kPa (正常態(tài)，21.621)： 53.33kPa (正常態(tài)，24.249K)： 119.99kPa 粘度(氣體，正常態(tài)，101.325kPa，0℃)：0.010lmPa·S (液體，平衡態(tài)，-252.8℃)：0.040mPa·s 表面張力(平衡態(tài)，-252.8℃)： 3.72mN/m 導(dǎo)熱系數(shù)(氣體101.325kPa，0℃)：0.1289w/(m·K) (液體，-252.8℃)：’ 1264W/(m·K) 折射系數(shù)nv(101.325kPa，25℃)： 1.0001265 空氣中的燃燒界限： 5%～75%(體積) 易燃性級別： 4 毒性級別：0 易爆性級別： 1 重氫在常溫常壓下為無色無嗅無毒可燃性氣體，是普通氫的一種穩(wěn)定同位素。它在通常水的氫中含0.0139%～0.0157%。其化學(xué)性質(zhì)與普通氫完全相同。但因質(zhì)量大，反應(yīng)速度小一些。 5.毒性·安全防護(hù) 重氫無毒，有窒息性。 重氫有易燃易爆性，所以對此須引起足夠的重視。其它參見氫 歷史 1931年底，美國科學(xué)家哈羅德·克萊頓·尤里(Harold Clayton Urey)在蒸發(fā)了大量液體氫之后，利用光譜檢測的方法發(fā)現(xiàn)了重氫。尤里因此在1934年獲得諾貝爾化學(xué)獎。 根據(jù)尤里的建議，重氫被命名為Deuterium，在希臘語中是“第二”的意思。 反氘 氘的對應(yīng)反物質(zhì)是反氘，其原子核擁有一顆反質(zhì)子及反中子，反氘核於1965年Z先由歐洲核子研究委員會（CERN）及美國布克海文國家實驗室制成，但至今仍未曾成功造到一顆擁有正電子的完整反氘原子。 ====================================================== 發(fā)現(xiàn)氘的科學(xué)家尤里 同位素這個名詞的西文isotope是英國人索迪（F. Soddy， 1877－1956）于1911年開始使用的。后來，另一位英國人阿斯頓（F. W. Aston， 1877—1945），在1919年制成了質(zhì)譜儀，可以用來分離不同質(zhì)量的粒子，并且測定它們的質(zhì)量。這就把研究同位素的方法提高了一大步。阿斯頓先后利用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了很多元素的同位素，他在71種元素之中，陸續(xù)找到了202種同位素之多，這為我們認(rèn)識同位素，開始積累了大量資料。 Z引人關(guān)注的是，氫有沒有同位素的問題。為了尋找氫的同位素，人們前后用了十幾年的時間，而沒有得出肯定的結(jié)果。1931年初，有人從理論上推導(dǎo)，認(rèn)為應(yīng)該有質(zhì)量數(shù)為2的氫同位素存在，并且估算出2H:1H=1:4500的比例。1931年年底，美國哥倫比亞大學(xué)的尤里教授和他的助手們，把四升液態(tài)氫在三相點14°K下緩慢蒸發(fā)，Z后只剩下幾立方毫米液氫，然后用光譜分析。結(jié)果在氫原子光譜的譜線中，得到一些新譜線，它們的位置正好與預(yù)期的質(zhì)量為2的氫譜線一致，從而發(fā)現(xiàn)了重氫。尤里對它定了一個專門名，稱deuterium，中文譯氘，符號D。后來英、美的科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量為3的tritium，中文譯為氚，符號T，是具有放射性的另一重要氫同位素。 氖的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)界在本世紀(jì)三十年代初的一件大事。尤里因此在1934年榮獲了諾貝爾化學(xué)獎金。他的聲譽從此飛躍，可是他并未停止不前，后來還繼續(xù)完成了很多重要研憲工作。現(xiàn)在Z常見的是氧化氘（又名重水），它的主要特性：氧化氘Z大密度的溫度是11.22℃（普通水是4.08℃），熔點是3.82℃，沸點是101.42℃，這些特性與普通水都大不相同。重水易于用電解水而取得，所以電費低廉的北歐能大量生產(chǎn)。后來重水成為制造的重要材料之一。 以上簡單地敘述了一下氘和重水，是想由此引起人們對這位化學(xué)家尤里的重視。他是去年一月六日才以八十六歲的高齡病故的。下面(此文發(fā)表于 1982年—編者注)扼要地介紹他的生平和業(yè)績，表示我們對他的敬念。哈羅德·克萊頓·尤里（Harold Clayton Urey）于1893年4月29日生在美國西北部印第安納州的一個農(nóng)民家庭里。中學(xué)畢業(yè)之后，他先在一個農(nóng)村的小學(xué)里教了三年書。后來才進(jìn)了蒙大拿州立大學(xué)，他當(dāng)時的主修課是生物學(xué)，以化學(xué)作為副系。可是他一生的主要成就，卻由副系化學(xué)提供了基礎(chǔ)。他畢業(yè)后得到了獎學(xué)金，從1921年到1923年在美國加州大學(xué)進(jìn)修。成績優(yōu)異，三十歲時，取得了博士學(xué)位。1923年他又得了出國進(jìn)修的獎學(xué)金，去丹麥跟波爾教授專門研究原子結(jié)構(gòu)理論。尤里回國以后，先在約翰·霍普金斯大學(xué)擔(dān)任講師。1929年到哥倫比亞大學(xué)擔(dān)任化學(xué)系副教授，他在這里和別人合作，寫了一本專著，書名是《原子、分子和量子》（Atoms、Molecules and Quanta）。這是用英文寫的關(guān)于量子力學(xué)的名著之一。這說明了尤里對于量子力學(xué)和熱力學(xué)，以及核結(jié)構(gòu)的成就，本來早已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平了。在這期間，他用光譜法發(fā)現(xiàn)了驚人的氫同位素之一，氘。尤里從此以后，成為同位素化學(xué)方面公認(rèn)的權(quán)威。經(jīng)過他的研究，使同位素的分離開始有了化學(xué)方法。由于這種方法的成功，很多同位素才成為化學(xué)的、生物學(xué)的、地質(zhì)學(xué)等方面的示蹤物。在二次世界大戰(zhàn)時，他利用同位素化學(xué)的豐富知識對Z后戰(zhàn)勝日本起了重大的作用。過去同位素的分離，只是在極小的范圍內(nèi)，用實驗室的規(guī)模進(jìn)行的。二次大戰(zhàn)期間，尤里領(lǐng)導(dǎo)了一批助手，使重水分離和鈾同位素的大規(guī)模分離，得以實現(xiàn)，這一技術(shù)方面的成功，便diyi批原的生產(chǎn)，成為可能。戰(zhàn)后，尤里接受了芝加哥大學(xué)的聘請，擔(dān)任教授。在這里，他發(fā)表了一篇極重要的論文，這篇論文的題目是《同位素物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)》。此后，尤里利用了高度精確的質(zhì)譜儀，來檢驗地質(zhì)和海洋中的氧同位素的百分比。由于這項技術(shù)的成功，他能相當(dāng)準(zhǔn)確地計算出七千萬年前海洋的溫度。 他在1952年發(fā)表了宇宙間元素豐度的數(shù)據(jù)，發(fā)展了元素起源和宇宙學(xué)理論。地的專著《行星：其起源和發(fā)展》( The Planets：Their Origin and Development)一書中，從化學(xué)過程來討論太陽系演化的學(xué)說，指出行星是由圍繞在原始太陽周圍的塵埃聚集成的。地球的原始大氣應(yīng)當(dāng)和現(xiàn)在的木星大氣相似，主要由甲烷、氨和氫所組成。地球現(xiàn)在的大氣是經(jīng)幾個長期階段的變化形成的。1953年尤里和學(xué)生米勒（Stanley L.Miller）設(shè)計了一套儀器，模擬原始地球大氣的成份和條件，在甲烷、氨、氫和水蒸氣混合物中，連續(xù)進(jìn)行了一星期的火花放電后，形成了十多種氨基酸。這說明了原始大氣產(chǎn)生蛋白質(zhì)的可能。這為研究生命起源問題開展了重要途徑。1968年他六十五歲時，被加州大學(xué)聘為海洋研究所的高級研究員，他又提出了太陽系由隕石形成的理論，并認(rèn)為在別的行星上也可能產(chǎn)生生命。尤里還是研究月球表面的專家。阿波羅登月取回月巖的樣品，就是由尤里主持參加研究的。在海盜號火箭探索火星計劃中，尤里又擔(dān)任重要顧問。尤里在四十一歲時榮獲諾貝爾化學(xué)獎外，他還先后得到各國政府、學(xué)術(shù)團體和科學(xué)組織授予的三十多種獎?wù)潞酮勂?，美國一些大學(xué)授給他十六個榮譽博士學(xué)位，其他國家的大學(xué)也曾授予他九個榮譽學(xué)位。這說明了世界上學(xué)術(shù)界對他的科學(xué)成就之重視。在尤里一生的Z后十年中，他把很多精力放在反對原子武器的破壞作用上。他早就認(rèn)為美國不可能獨占核武器，他主張美國和蘇聯(lián)都應(yīng)當(dāng)減少原子武器，使世界長期和平可能達(dá)到。他在臨終之前，還一再強調(diào)，原子能只能用于和平目的。他多年來所做的大量公開講演講和文字呼吁，曾經(jīng)得到美國好些知識分子的同情，盡管有人不同意尤里的一些觀點，但沒有人懷疑，他的主張是真誠的和發(fā)自內(nèi)心的。哈羅德.尤里的業(yè)績將永垂于化學(xué)史上。 氘對人體的危害： 有科學(xué)研究表明，氘(D)對生命體的生存發(fā)展和繁衍是有害的。氘(D)置換氫原子可以在DNA的螺旋結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，造成雙螺旋的相移、斷裂、替換，使核糖核酸排列混亂，甚至重新合成，出現(xiàn)突變。生命機體對氘(D)沒有任何抵御能力，一旦進(jìn)入生命體后很難代謝出去，在體內(nèi)有累加作用，所以高含量的氘(D)對人體的遺傳、代謝和酶系等有不良影響。氘(D)的含量越高，對生命體的毒害就越大，因此包括人在內(nèi)的各種動植物生命體始終都在受到不同程度的氘(D)中毒， 只不過它們現(xiàn)在對于自然中的150ppm比值的含氘(D)量已經(jīng)產(chǎn)生了適應(yīng)性。 氘(D)對生命體的作用，Z直接的是通過水完成的。研究表明，在水中不論氘(D)的含量多少!對生命體都是有毒的。如果自然水中D/H 超過了正常值150ppm時，對生命體的毒害就更大了。飲用水中的氘(D)濃度越低，氘(D)對人體所產(chǎn)生的有害影響就越小。 輕水試驗表明，含氘(D)量低的雪水即輕水有抗衰老作用。科學(xué)家還指出，鯨魚之所以長得很大，并生活在接近冰山的融冰邊緣區(qū)域而不在赤道區(qū)，是因為寒冷極地附近水中的含氘(D)量少，魚類和浮游生物也容易繁殖。 侏儒人和矮小動物主要生活在氘(D)含量多的赤道非洲西部，而大型非洲動物象和河馬均在氘(D)的含量比正常值少的非洲東部。長壽的人也都生活在氘(D)含量少的北方和山地。 因此氕氧輕水是“生命之水”的“圣水”， 氘氧重水則是危害和毀滅生命的禍水。水中含氘(D)量的多少對生命體進(jìn)退存亡發(fā)展的這個決定性作用。鑒于氘(D)對生命體潛在的威脅，現(xiàn)代科學(xué)家正試圖創(chuàng)造一種氘(D)含量低的飲用水，以此提高人類的生活質(zhì)量。目前，日本、歐洲、美國的科學(xué)家都開展了相關(guān)研究，我國科學(xué)家也正在對低氘水（DDW）作系統(tǒng)研究，相信很快就能為人們提供一種真正的“上善之水”。

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