Το δευτέριο μπορεί να έχει διαφορετικές κινητικές ισοτοπικές επιδράσεις από το υδρογόνο, και οι φυσικές και χημικές ιδιότητες των ενώσεων του δευτερίου διαφέρουν από εκείνες των ενώσεών του. Για παράδειγμα, το βαρύ νερό) είναι πιο παχύρρευστο και βαρύτερο από το κανονικό νερό).

Το βαρύ νερό είναι περίπου 10% πιο πυκνό από το κανονικό νερό, αρκετά για να βυθίσει τον πάγο που σχηματίζεται από το βαρύ ύδωρ στο κανονική νερό.

Οι διαφορές στις ενέργειες δεσμού και τα μήκη των ενώσεων των ισοτόπων του βαρέος υδρογόνου είναι μεγαλύτερες από τις ισοτοπικές διαφορών για οποιοδήποτε άλλο στοιχείο. Οι δεσμοί μεταξύ δευτερίου και τριτίου είναι ισχυρότεροι από εκείνους με το κανονικό υδρογόνο, και αυτές οι διαφοροί είναι αρκετές για να προκαλέσουν σημαντικές αλλαγές στις βιολογικές αντιδράσεις.

Έτσι, το βαρύ νερό είναι τοξικό για τους ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Αντικατάσταση του 25% του νερού στο σώμα με βαρύ ύδωρ προκαλεί προβλήματα στην κυτταρική διαίρεση και την αναπαραγωγή, ενώ αντικατάσταση κατά 50% προκαλεί θάνατο.