水溶解时拆散了大量的氢键,使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子),故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不象冰中那样固定,H?O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去 。这样分子间的空隙减少,密度相对冰就会增大 。
超临界水
当气压和温度达到一定值(约22MPa,374摄氏度)时,水达到超临界状态 。体系温度和压力超过临界点的水,称为超临界水 。临界点时水与水蒸气不可区分,成为一种新的呈现高压高温状态的流体 。这种超临界流体有很多性质,比如具有极强的氧化能力,将需要处理的物质放入超临界水中,再向其中溶解氧气(可以大量溶解),其氧化性强于高锰酸钾 。二是许多物质都可以在其中燃烧,冒出火焰 。三是可以溶解很多物质(比如油),且在溶解时体积会大大缩小,这是因为超临界水在这时会紧紧裹住油 。四是它能够缓慢地溶解腐蚀几乎所有金属,甚至包括黄金(与王水相仿) 。五是它的超级催化作用,在超临界水中,化学反应变得很快 。
重水与轻水
重水(heavy water、deuteroxide )(氧化氘)是由氘和氧组成的化合物 。分子式D?O,分子量20.0275,比普通水(H?O)的分子量18.0153高出约11%,因此叫做重水 。在天然水中,重水的含量约占0.015% 。由于氘与氢的性质差别极小,因此重水和普通水也很相似 。重水的离子积常数为1.6*10-15 。
为了与重水区别,将普通水称为轻水 。动力堆中的慢化剂,大多是轻水、重水和石墨;它们的冷却剂,则多是轻水、重水和氦等气体 。唯有轻水是目前各种反应堆中用得最广的慢化剂和冷却剂 。
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