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重水化學式D2O，又稱氧化氘。1931年H.C.尤萊在把4L液氫在-259℃下緩慢蒸發到剩余數毫升，光譜分析時發現了重氫“D”，稱氘。氘 (deuterium) 的意思是2，表示原子量等于2的氫同位素。由重氫和氧組成的化合物稱重水，分子量為20.028，比普通水分子量18.016高出約11%。純重水在1933年就已制得。普通水中所含重水很少，約占普通水質量的0.02%，自然界沒有富含重水的源泉。
重水分子間氫鍵力較大，分子間締合度也較大，所以它的熔點、沸點比水高。常溫下重水的蒸氣壓比水小，這是水精餾法富集重水的理論根據。在25℃時重水的粘度比水大2.3%，致使許多電解質在重水中的電導率比水中小。重水的介電常數低于水，鹽類在重水中的溶解度一般小些，在25℃時1g水能溶解0.3592g氯化鈉，但1g重水只能溶解0.3056g; 在25℃時，碘在四氯化碳和水間的分配系數是85：1，而在四氯化碳和重水間的分配系數是103：1。重水表面張力、離子積([D+7][OD+]=2×10-15)的數值都比水小，重水的反應速度比水的同樣反應要慢些。
重水有吸水的性質，和濃硫酸相象，必須將它保存在密封的容器內。
重水的主要用途是在核反應堆中做“減速劑”，減小中子速度，控制核裂變過程，也是冷卻劑。重水和氘在研究化學和生理變化中是一種寶貴的示蹤材料，例如，用稀重水灌溉樹木，可以測知水在這些植物中每小時可運行十幾米到幾十米。測定飲過大量稀重水的人尿中的氘含量，知道水分子在人體中停留時間平均為14天。用氘代替普通氫，可以研究動植物消化和新陳代謝過程。濃的或純重水不能維持動植物生命，重水對一般動植物的致死濃度為60%。
生產重水的方法很多，曾用過電解法、水精餾法等，現在利用H2S/H2O雙溫交換法，先把重水富集約15%后，再電解富集成99.8%，該法成本低廉。
CN201520864653.4公開了一種用于過濾重水的凈水器，該凈水器包括不溶物過濾器、冷水罐、重水過濾器及輕水過濾器，其中：所述不溶物過濾器設置于所述冷水罐內部，該不溶物過濾器用于過濾水中的固體雜質，并將過濾后的水引流至冷水罐中；所述重水過濾器設置于所述冷水罐的下方，該重水過濾器用于接收所述冷水罐中的水以分離出所述水中的重水；所述輕水過濾器設置于重水過濾器的下方，該輕水過濾器用于接收經過所述重水過濾器分離后的水，并從所述經過所述重水過濾器分離后的水中分離出輕水。本實用新型可以將普通水中的重水進行分離以得到干凈的輕水，避免了不干凈的水對人體的危害。通過多重過濾，不但從普通水中分離出重水， 還過濾了普通水中其它雜質，提高了水的清潔度，避免了重水對人體的危害， 有利于人體的健康。圖1是本實用新型用于過濾重水的凈水器較佳實施例的剖面結構示意圖。
重水作為反應堆的慢化材料,其濃度直接影響反應堆的安全和性能。劉艷等人為研究其重水濃度與吸光度間的關系曲線類型,基于朗伯-比爾定律,從理論上推導出液態重水中某種水分子的紅外吸收峰分別與0～2種其他水分子的紅外吸收峰發生重疊時重水濃度與吸光度間的關系式,分情況對二者之間的關系曲線類型進行討論。采用傅里葉變換紅外光譜儀,測得濃度為0.015%～99.98%(摩爾比)的重水標準樣品吸收光譜,對重水濃度和吸光度間的關系曲線類型進行驗證,理論推導與實際吻合。研究表明,一般情況下,寬濃度范圍內,重水濃度與吸光度間的關系曲線類型為二次曲線;窄濃度范圍內,關系曲線類型為線性。特殊情況下,吸光度為定值或關系曲線類型為線性。
王世霞等人應用金剛石壓腔結合拉曼光譜技術研究了重水在291K,0.1～800MPa條件下的拉曼譜圖。結果表明:壓力增大的過程中,重水的拉曼伸縮振動光譜向低頻方向移動,并且頻移和壓力基本呈線性相關。頻移沒有突變,沒有發生相的轉變。將重水的拉曼譜峰分解為代表分子內O—D振動的高頻峰和代表分子間氫鍵振動的低頻峰。研究這兩種不同類型譜峰的性質,發現代表分子間氫鍵的低頻峰峰面積在不同的壓力范圍內呈現出不同的變化特征,壓力對分子間氫鍵的影響并不是持續不變的。拉曼峰的峰面積反映的是產生這種拉曼峰的振動的數目,峰面積的變化反映了特征振動數目的變化。由于分子間氫鍵的強相互作用,水分子總是傾向于形成對稱的空間五分子四面體結構,因此最大峰面積代表了最穩定的五分子團簇結構。
[1] 中國中學教學百科全書·化學卷
[2] [中國實用新型] CN201520864653.4 用于過濾重水的凈水器
[3] 劉艷,任英,胡石林,武超,張賓永,呂衛星.重水濃度與吸光度關系曲線類型研究[J].同位素,2019,32(06):425-430.
[4] 王世霞,鄭海飛.高壓液態重水的拉曼光譜研究[J].光譜學與光譜分析,2009,29(04):979-981.