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氘是什么东西?氘的用途有哪些

作者:小编 日期:2020-12-15 13:51:26 点击数:

氘又称重氢,符号D或2H,氢的一种同位素。氢气中含氘0.02%。氘的大部分理化性质类似氢,在大多数情况下,氘的反应性较氕稍小。与氧化合而成重水(D2O)。氘主要以重水的形式被使用。人工加速的氘原子核能参与核反应,在热核反应过程中释放出巨大的能量,也用作氢反应机理的示踪原子。

氘亦称“重氢”。氢的一种同位素。符 号12H或D。分子量4.032。无色无臭的气体。熔点 -254.6℃ (16.132kPa),沸点-249.7℃,相对密度 0.171-253.1(液态),折光率2。微溶于水和其他液体。化学 性质不及普通氢和氕活泼。有许多和普通氢相似的化合物,如与氧化合而成的是重水D2O,与氮化合而成的是重氨ND3。主要存在于重水中。制法:可由电解重水或在较高温度下用铁或钨还原重水而得。用途:可用作研究氢的反应机理和核现象的示踪原子,人工加速的重氢核用于 进行许多核反应,在热核子反应过程中释放出巨大的能量,是一种极有前途的能源。

自然界里存在的水一般由2个氢原子和1个氧原子组成,但氢原子有质量不同的3个同位素,原子量分别为1,2,3的氕(H,氢)、氘(D ,重氢)、氚(T,超重氢)。自然界的水中,重氢的含量约为150ppm(百万分之150)。1931年底,美国科学家哈罗德·克莱顿·尤里(Harold Clayton Urey)在蒸发了大量液体氢之后,利用光谱检测的方法发现了重氢(氘,D)。尤里因此在1934年获得诺贝尔化学奖。

如果人体内氘含量过多,就无法生产足够的能量,随之而来就是疲劳、癌症还有各种慢性病。很多人有这样的病症,就是因为体内环境的氘过多,而这又有很多原因,比如转基因食物、工业化食品,还有居住于临海地区等等。

工业化食品里面的氘水平是比较高的,这类食品食用过多,就会是人体氘含量增加。因为人体细胞本身就是一个去氘机,在正常的代谢过程中会去氘,如果体内氘水平太高,难以调整到一个正常的水平(130ppm),氘比较重就会搅乱蛋白质和DNA,从而引发癌症。这其实不是因为致癌基因,20%的患癌症病人基因是没有突变的,是氘让DNA变大,使细胞不断分裂。

由于氘和氢的原子质量相差显著,碳和氘形成的键会在较低的频率上振动,其零点基础能量比相应的碳氢键能量要低,而它们的过渡态活化能是相近的,所以使碳氘键断裂比使碳氢键断裂需要更多的能量。(简而要之就是:碳氘键“生存”需要的能量比碳氢键低,拆散碳氘的结合需要更大的“动力”)。正因为打破碳氘共价键比碳氢键需要更大的能量,当化合物中的氢被氘取代后,化学反应的速率将显著减缓。如果反应过渡态涉及到碳氢键的对称断裂,那么碳氢键上的氢被氘取代后,可以减慢反应速度85% 左右。理论上,如果碳氢键的断裂涉及新陈代谢途径的速率决定步骤,那么氢被氘取代后,其氘代化合物在生物体内由代谢酶所催化的代谢过程就会减慢或者中止(如细胞色素P450、单胺氧化酶和醛氧化酶等)。认知到氘对身体代谢的影响,低氘水的应用原理即通过降低水中氘含量,减少人体内的氘值,从而帮助人体提高代谢效率。相比于天然水中150ppm的氘含量,氘的含量在140ppm及以下即可称为低氘水(ppm表示100万氢原子中有多少氘原子)。国内生产的低氘水主要以水为原料,采用分离方法制备而得。水是生命之源,成人体内70%的成份为水。人体内每天发生了无数次化学反应,而氢键作为最普遍的化学键,几乎参与了生命体内的所有反应。当人体内氘含量偏高的时候,由于氘化学键比氢键的断裂速度慢6到10倍,这些由氘参与的化学反应,速率就会大大降低。一旦DNA转录复制中的随机错误发生在氘键上,就很难被DNA修复酶纠正,而这些错误,最终会对人体产生不可逆转的危害。 对于健康人体来说,低氘水进入生命体后,低氘的环境可促进人体的新陈代谢,促进作为人体基础物质-蛋白质的合成,保证DNA遗传信息的完整,提高机体免疫功能,有效抵御外来疾病侵扰。而对于癌症人体来说,癌细胞需要碳水化合物上的氘来生长,高氘环境为癌细胞的疯狂繁衍提供了燃料。低氘水通过稀释体内的氘含量,可以帮助降低癌细胞的繁衍能力:降低细胞中的氘含量。降低癌细胞获得能量的能力。消除癌细胞转移所需的能量。


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