同学们,开始上课。今天上化学课。
先来温习一下几个知识点:
1、根据目前的化学元素周期表内容,人类己发现的元素有118种，其中94种存在于地球上。
2、每一种元素由原子构成。原子由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子组成的（也可没有中子）。
3、划分不同种类元素的标准是原子的原子核内的质子数（即核电荷数)，不是中子数、电子数和相对原子质量。
4、同位素是指质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同类型原子。
5、同种元素可以组成性质不同的物质。如金刚石和石墨都是由碳元素组成的，氧气和臭氧都是由氧元素组成的。
好,经过以上铺垫,今天的主角登场:氢（H）。氢是元素周期表中排名第一位的元素，因为它的原子核内带一个质子。也就是原子核内只带一个质子的元素都叫作氢元素（H）。但元素只能看作是一个大类,因为即使拥有相同质子数的同一类元素,它们各自原子核内的中子数、电子数可能是不同的，这就是同位素的概念。当然，并不是每一种元素都有同位素。
氢元素刚好有三种同位素:氕[piē]、氘[dāo]、氚[chuān]。这三种元素（其实就是同一种元素:氢）形成的纯元素物质分别为氕气、氘气、氚气，合起来称为氢气。这当然是一个认知习惯问题---我们习惯于把元素归纳到某一种具形的物质。这个认知看起来是宏观的，但却是狭隘的。事实上,具体物质只是元素概念下的一种表象。而纯氢气在自然界中存在很少,因为氢气化学性质非常活泼,很难长期存在。主要来自然电离或工业生产逃逸。所以,认识氢元素,我们适宜从更加宏观的元素观念去认识,也就不局限于纯元素物质,还包括各类化合物中的元素占比。让我们从元素的宏观角度再来认识一下氢元素的三种同位素:
1、氕[piē]，符号为P或1H， 质子数1，它的原子核由一个质子和一个电子组成，是氢的主要形式。约占整个自然界氢元素含量的99.98%。
2、氘[dāo],也被称为重氢，元素符号为D或2H。它的原子核中有一个质子和一个中子，约占整个自然界氢元素含量的0.016%。
主要用于和氚[chuān]的热核反应,聚变时放出β射线后形成化学元素表中排位为 3 的氦元素。氘被称为“未来的天然燃料”。常温下，氘是一种无色、无味、无毒无害的可燃性气体。
3、氚[chuān]，也被称作超重氢。元素符号为T或3H，原子核中有一个质子和两个中子。约占整个自然界氢元素含量的0.004%。
它带有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年。由于氚的β衰变只会放出高速移动的电子，不会穿透人体，因此只有大量吸入氚才会对人体有害。主要用于和氘[dāo]的热核反应,聚变时放出β射线后形成化学元素表中排位为 3 的氦元素，并释放出巨大能量，化学反应式为 3H+2H4He+n+17.6MeV
氢元素在自然界中最常见的化合物就是水（H2O）,而H元素又分为氕[piē]、氘[dāo]、氚[chuān],所以我们常说的水严格意义上是氕水（轻水¹H₂O）、氘水（重水,即D2O)氚水（超重水，即T2O）的混合物。超重水在自然界中几乎不存在，而且它有发射性,性状不稳定；轻水也就是我们常规认知当中的普通水,在水中的比例占99.98%；重水比例在水中不到0.02%。
氕水（轻水¹H₂O）、氘水（重水,即D2O)氚水（超重水，即T2O）这三种水在国防科技中意义重大。
轻水常被作为热核反应堆中的慢化剂和冷却剂,这样的核反应堆，被称为轻水反应堆。轻水廉价低廉，减速效率也很高。轻水反应堆只能使用浓缩铀。因为浓缩铀（25%以上）的提炼比较困难,所以利用轻水反堆生产核能的起步条件要求还是比较高,相对不容易构成核扩散威胁。
重水也被作为热核反应堆中的慢化剂和冷却剂,这样的核反应堆，被称为重水反应堆。重水是非常优异的慢化剂，它与石墨并列为最常用的慢化剂。重水反应堆可以直接使用未经浓缩的铀，用过的燃料可获取制造核武器的核材料金属钚。但是重水的制取和提纯技术复杂，这是制约重水反应堆的推广的经济制约条件。钚和浓缩铀都可用于生产核武器，而钚比铀更易于产生裂变。为了防止核子武器扩散，许多国家都限制或禁止重水的生产和出售。
超重水理论上更适宜作核反应堆中的慢化剂和冷却剂。但是制备成本极其高昂，超重水在天然水中极其稀少，其比例不到十亿分之一。若要制取1公斤的重水需要超过100万吨的天然水和大量的电能，因此超重水成本比黄金高上百倍，比重水提取成本又高上万倍。而且超重水具有放射性，性状不稳定，从成本和安全性考虑并不适合日常生产运用。所以它一般被用作工业生产中的示踪剂。
除了国防科学和工业用途，水最大的作用当然是喝了。有放射性的氚水对人体的危害自不必说，氘水（重水）对人体的危害也是很大的。普通饮用水中重水的含量越多，对人体的身体危害也就越大，它会搅乱身体的蛋白质，破坏身体的细胞。所以,理论上而言，日常饮用水中的氘水比例越低，对我们的身体越有利。“低氘水”的概念正是基于这个逻辑面市的。就是把普通水中的“氘水”部分离出来，只剩下氕水部分（氚水部分含量太少,可以忽略不计）。
科学研究表示，低氘水的水分子非常活跃，分子团小，会带动含水离子跑到人体的一切角落，它可以中和血液里的酸性废物，帮助改善体内环境，提高人体的免疫力，保持细胞的活性，促进新陈代谢。总之一句话:抗癌抗衰老抗辐射，美容养颜防糖尿病,无所不能,无所不包。天然低氘水大部分都是冰川水和雪融水。中国低氘水的分部主要集中在新疆的三座大山，分别是昆仑山、天山、阿尔泰山。这段文字听起来有什么感觉？好像不是在讲科学,而是在做广告。事实上食品科学与市场营销的结合,已经是未来发展的必然趋势。你可以说是强强联合,但确实也可以怀疑是利益关联。毕竟商人擅长炒作,随便抛出一个概念,就可能引发一种消费潮流。这不,出产于昆仑山、天山、阿尔泰山地区的“低氘水”品牌这几年开始多了不少。
低氘水有益健康，这个结论应该是有一定科学依据的。但那应该只是实验室的结论,真要引申到实际生活,个人觉得意义不大,至少是效果很难肉眼短时间内可以验证,有些像“信则有,不信则无”的味道,这就为商家投机取巧提供了空间 ---明明是一瓶普通的水,商家说是“低氘水”，你如何验证？即使是有相关检测单位出具的证明,如今诚信普遍缺失的社会,可信度也并不太高。事实上,氘水的含量在普通水中只占0.016%,虽然比氚水高不少,但这个比例真的是微几其微的,除与不除,对水整体的品质能有多大影响,对饮用者的身体健康又能有多大影响？这就像我们把一滴剧毒氰化钾倒入长江，会毒死人吗？肯定是不可能的事；你要说这一滴毒液未来几十年可能对沿岸群众身体健康造成多少持续危害，是不是有些危言耸听了？而且也找不出什么证据。如果“低氘水”这种商业概念能被接受,那么“低氚水”的概念是不是也可以炒作一下呢？氚水的危害性更大，而且它的含量更低，即使不作任何处理，直接说成是“低氚水”,普通消费者又如何能够验证呢？
水,这个东西虽然说是碳基生命体的活力源泉，重要性是不言而喻的。但总感觉是生活中司空见惯的存在，普通得不能再普通了。可是你能想到钟睒睒靠卖水卖成了全国首富吗？从打自来水烧开喝到瓶装水，一个全新的商品概念引领了世人一种全新的生活理念和生活习惯，也造就了一个新的财富神话。从几块钱一瓶的普及型的瓶装水到几十块、几百块一瓶的高档水，会不会又引领一种生活风潮、造就一个新的财富神话？我觉得是不太可能的了。瓶装水至所以能够风行,本质上快捷方便卫生的特性还是很契合人们的价值观和实际需求的。而高端水的产品概念则更多是虚无缥缈、更多有些拿捏人们虚荣心的味道。我想现在的消费者已经越来越理性了，捧着钱排队去缴智商税的事是不太会去做了。所以，无论是低氘水还是富氢水、富氦水，当一个商业噱头听听就好了。对大众而言，普通的纯净水就是性价比最高的好水了。当然，如果这课化学课你听进去了，这普通的纯净水就是99.98%的氕水，加0.016%的氘水，再加0.004%的氚水。放心喝，绝对比地沟油、苏旦红安全多了。
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