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水的性质

铜臭 / 2022-07-02

水是无色、无味、无嗅的液体。在760毫米汞柱的大气压下，水的沸点是100C，水的冰点是0C,在液态和固态物质中，水的比热最大，水的密度在3.98C时最大(1克/毫升)。水的这些特性可以用水分子的结构来解释。在水分子中，两个氢原子与氧是不对称的，键角为104°40’(图4-1) 由于0-H键具有强极性，因此水分子是强极性分子。又由于水分子中的氢符合生成氢键的条件，即氢与电负性较大的原子氧成键后，氢原子上有多余的作用力，可以吸引另一个水分子中电负性大的原子，生成分子间的键。这种分子间因氢原子而引起的键就叫做氢键。

氢键的键能一般在数千卡/摩尔。由于水分子间有氢键，使分子间产生较强的结合力，由简单的分子H₂O结合成较复杂的分子(H₂O)ₓ，但又不引起水的化学性质改变的现象叫水分子的缔合(图4-2)。

水在液态时是缔合的，在3. 98°C时以(H₂O),存在，故密度最大。气态时水以单分子存在，使水汽化还要克服氢键力，因此水的沸点比分子量相近而分子间没有氢键的化合物的沸点高。同样原因，使水的温度升高也要消耗能量使缔合的分子破坏，因而水的比热大。温度较高的水洗物品易洗干净也是由于水中缔合的分子受到破坏，容易把脏物洗下来。

水只有微弱的导电性，水按下式发生自偶电离。

H₂O+H₂O⇔H₃O⁺+OH⁻

可简写成 H₂O⇔H⁺+OH⁻

精确实验测得25°C纯水中的离子浓度是：

（H⁺）=1.0×10⁻⁷M

(OH⁻)=1.0×10⁻⁷M

水的电离度随温度升高而增大。

25°C时，纯水的理论电导率为5.5× 10⁻⁸西/厘米(s/cm) 换算成电阻率是18.2x10⁶欧姆·厘米(Ω.cm) (注:电导的单位西门子相当于来制的1/欧姆或姆欧)如果水中有了电解质，它的电导率将增加。测定水的电导率可以反映水中存在电解质的多少。但是要注意此法测不出非导电物质的污染。当纯水接触空气以后，空气中的二氧化碳落于水，使其电导率增加，可达1x10⁶西/厘米，二氧化碳易用加热法除去，不影响使用。

水是很容易起化学反应的物质，它能和许多金属氧化物及非金属氧化物化合，和最活泼的金属(如钠等)反应放出氢，水也参与很多化学反应。

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