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氕氘氚

译自Chem-Station网站日本版 原文链接:重水素 (Deuterium)

翻译:炸鸡

氘元素 (Deuterium)是原子质量为2的氢的同位素。化学符号为D或2H。常被用作研究反应机理和光谱学研究[1]。1931年被当时在哥伦比亚大学工作的 Harold C. Urey发现[2]。

结构

在自然界中存量最多的氢原子是由一个质子和一个电子组成的氕原子(protium,1H),丰度高达99.98%。(图1左)作为稳定的同位素,没有放射性。原子质量为1.01u。

氢的同位素氘(deuterium,2H)由一个质子,一个中子和一个电子组成(图1中间)。自然界中的氢元素中大约有0.02%是氘原子。氘原子也是稳定的同位素,没有放射性。原子质量为2.01u。

氢的另一个同位素为氚(tritium, 3H),由一个质子,两个中子和一个电子构成(图1右)。天然中几乎不存在(丰度为 0.000000000000000001%)。氚具有放射性,半衰期约为12年。原子质量为3.02 u。

 

化学性质和用途

氘原子的质量大约是氕原子质量的两倍。并且两种氢原子的旋磁比也大不相同[3]。氕原子的核自旋量子数 I = 1/2,氘原子的核自旋量子数为= 1。这个性质上的差异导致氘代物质(氘标记物质)在键解离能,密度,沸点,熔点等物理性质和红外分光,拉曼分光,NMR,质量分析,中子散射,化学反应性, 磷光寿命等方面有差别。氘代物质在反应机理分析,光谱学研究,仪器测定溶剂,追踪剂,探针,光纤,医药品等行业有着广泛的应用。

参考文献

  1. 標準化学用語辞典(第二版、日本化学会編纂、丸善)
  2. Ferdinand G. Brickwedde, Harold Urey and the discovery of deuterium. Physics Today198235, 34.DOI: 10.1063/1.2915259
  3. 化学便覧基礎編(改訂6版、日本化学会編纂、丸善)

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