基本信息
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化學(xué)式: CD?（全氘代甲烷）
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同位素組成: D?（99%氘代率）
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分子量: 20（常規(guī)CH?為16）
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CAS號: 558-20-3
物理性質(zhì)
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外觀: 無色無味氣體
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熔點(diǎn): -184.5°C（比CH?略高）
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沸點(diǎn): -161.5°C（比CH?高約3°C）
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密度: 1.96 g/L（氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，比CH?高25%）
同位素特性
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氘代率: 99% D（每個氫位點(diǎn)被氘取代）
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自然豐度對比: 自然界中氘（D）約占0.0156%
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核自旋: 氘核自旋量子數(shù) I = 1（具有四極矩，可用于NMR研究）
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振動光譜: C-D鍵伸縮振動≈2200 cm?1（C-H鍵≈2900 cm?1）
制備方法
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催化交換法: CH?與D?O在鎳/鉑催化劑作用下高溫交換
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化學(xué)合成法:
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氘代碘甲烷（CD?I）與氘化鋁鋰（LiAlD?）反應(yīng)
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二氧化碳（CO?）與氘氣（D?）在高溫高壓下催化還原
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低溫蒸餾法: 從部分氘代甲烷混合物中分離純化
應(yīng)用領(lǐng)域
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中子散射研究: 氘代樣品減少中子非相干散射，提高信噪比
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核磁共振（NMR）: 2H NMR研究分子動力學(xué)（弛豫時間比1H長）
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反應(yīng)機(jī)理研究: 追蹤氫/氘同位素效應(yīng)（KIE研究）
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質(zhì)譜內(nèi)標(biāo): 作為質(zhì)量校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)物（m/z=20）
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半導(dǎo)體工業(yè): 用于制備氘代碳薄膜
安全信息
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儲存條件: 高壓鋼瓶儲存，避免高溫和明火
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危險性: 易燃易爆（爆炸極限5-15%），高濃度有窒息風(fēng)險
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特殊注意: 避免與強(qiáng)氧化劑接觸，防止同位素稀釋
分析檢測
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質(zhì)譜法（MS）: 確認(rèn)D?分子離子峰（m/z=20）及同位素純度
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紅外光譜（IR）: 特征C-D鍵吸收峰（2200 cm?1附近）
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拉曼光譜: 強(qiáng)C-D伸縮振動帶（約2100 cm?1）
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核磁共振（NMR）: 2H NMR化學(xué)位移與1H NMR不同（需鎖場）
備注:
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氘代甲烷在儲存中可能發(fā)生微量同位素交換（尤其接觸質(zhì)子溶劑時）
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實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需預(yù)先氘代化處理以避免同位素稀釋
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相比CH?，CD?化學(xué)反應(yīng)速率通常降低2-7倍（動力學(xué)同位素效應(yīng)）
