基本信息
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化學式: 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CH?為16）
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CAS號: 558-20-3
物理性質
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外觀: 無色無味氣體
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熔點: -184.5°C（比CH?略高）
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沸點: -161.5°C（比CH?高約3°C）
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密度: 1.96 g/L（氣體，標準狀況下，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 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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化學合成法:
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氘代碘甲烷（CD?I）與氘化鋁鋰（LiAlD?）反應
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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
應用領域
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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（弛豫時間比1H長）
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反應機理研究: 追蹤氫/氘同位素效應（KIE研究）
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質譜內標: 作為質量校準標準物（m/z=20）
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半導體工業: 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%），高濃度有窒息風險
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特殊注意: 避免與強氧化劑接觸，防止同位素稀釋
分析檢測
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質譜法（MS）: 確認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C-D伸縮振動帶（約2100 cm?1）
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核磁共振（NMR）: 2H NMR化學位移與1H NMR不同（需鎖場）
備注:
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氘代甲烷在儲存中可能發生微量同位素交換（尤其接觸質子溶劑時）
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實驗系統需預先氘代化處理以避免同位素稀釋
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相比CH?，CD?化學反應速率通常降低2-7倍（動力學同位素效應）
