重水と軽水の違い

重水と軽水の決定的な違いは、重水には重水素の同位体があり、軽水には陽子の同位体があることだ...。

重水と軽水の大きな違いは、重水には重水素の同位体があり、軽水には陽子の同位体があることです。

水は一酸化二窒素（H2O）です。私たちは皆、体の機能を正常に保つために水を飲む必要があるため、非常に一般的な液体です。水は実に素晴らしい分子である。生物界に最も多く存在する無機化合物である。私たちの体の75％以上は、この無機化合物でできているのです。細胞にとって不可欠な存在であり、溶媒や反応剤として働いている。今回は、「重水」と「軽水」の2種類の水について説明します。重水と軽水の違いは、その化学組成にある。これらの水の同位体は、水素原子ではなく、水素であるからだ。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 重水とは 3. 軽水とは 4. 横並び比較-重水と軽水の表形式 5. まとめ

重水は何ですか？

重水（H2O）の2つの水素原子が重水素原子に置き換わる。これは、水素原子の代わりに重水素原子を2個持っていることを意味する。水と似ていますね。重水素は、水素の同位体の一つです。重水素の原子核は、陽子1個と中性子1個を持つ。また、重水素の単位は2Hであり、重水素と呼ばれる。ただし、通常はDと表記する。したがって、重水の分子式はD2Oとなる。

図01：原子炉用重水

重水は透明で淡い青色をしている。水素の類似物質とは異なる化学的・物理的性質を示すことができる。また、重水は原子炉や化学・生化学の研究（等方性トレーサー）に有用である。

軽水は何ですか？

ライトウォーターとは、言わずと知れた水という意味です。水がなければ、私たちは生きていけません。水素原子2個と酸素原子1個が共有結合し、水分子が形成される。この分子は、電子のローンペア結合の反発を最小にするために曲がった形をしており、H-O-H角は104°である。

図02：淡水は普通の飲み水

水は無色透明、無味無臭の液体で、霧、露、雪、氷、水蒸気などさまざまな形で存在する。しかし、通常の大気圧で100℃以上に加熱すると気相になる。分子量は18gmol-1と低いが、室温では液体である。

水素結合を形成する能力は、水の最もユニークな性質の一つである。1つの水分子は4つの水素結合を形成することができる。また、酸素は水素よりも電気陰性であるため、水分子のO-H結合は極性を持つ。水は極性を持ち、水素結合を形成することができるため、強力な溶媒となる。多くの物質を溶かすことができるため、万能溶媒と呼ばれる。

さらに、水は表面張力が高く、粘着力や凝集力が強いという特徴があります。その結果、気体や固体になることなく、温度変化に耐えることができるのです。さらに、生体の生存に重要な熱容量が高いことも知られている。