ChemNews 國科會自然處《化學圖書服務計畫》電子報

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國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系

蘇 明 德 教 授

(文章內容版權為蘇明德教授所有,如需引用請聯繫midesu@mail.ncyu.edu.tw)

在正式介紹「氘」(音唸ㄉㄠ)之前,先來談談〝氫元素家族〞。〝氫元素家族〞共有7個已知的〝同位素〞兄弟,其中有3個兄弟屬於天然的〝同位素〞,分別是老大叫氫(H),老二叫「氘」(2H),老三氚(音唸「川」,3H)。另外4個人工〝同位素〞兄弟分別是4H、5H、6H和7H,都是在實驗室裏人工製造出來的,從來沒有在自然界出現過,因為它們很不穩定,稍縱即逝。

老大氫原子含有一個帶正電的質子和一個帶負電的電子。老二「氘」含有一個質子,一個中子和一個電子,因此有時又被稱為「重氫」(deuterium),「氘」的元素符號寫為D或2H。在大自然中,「氘」的含量約為老大氫的7000分之一。老三「氚」則帶有一個質子,兩個中子和一個電子。「氚」的另一個名字叫「超重氫」(tritum),「氚」可是不好惹的,因為具有放射性,故很不穩定。由此可見,在7個兄弟的〝氫元素家族〞裏,只有老大(氫)和老二(「氘」)可以穩定存在於自然界裏。

必須指出的是:由於氫的這三種較常見的〝同位素〞(氫、「氘」、氚)具有相同的電子層結構,即它們的原子核外都只有一個電子,因此這三種〝同位素〞的化學性質基本上相同。但由於它們的原子質量相差較大,導致它們的單一元素及所連帶生成的化合物在物理性質上有所差異,而這種差異在其它元素的〝同位素〞中是不顯著的。