水的化学方程式(初中有水参与的化学方程式)
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- 是水分子的集合。
- 其实,水并不简单
- 水的物理性质与水分子之间的氢键密切相关。
- 重水
- 总结:
水的化学方程式(初中涉及水的化学方程式)
“水是何”的论点一直是哲学家们最喜欢的话题。他们从各种角度论证“水即何”“何即水”。从初中接触化学开始,也有老师教我们水是HO,所以大家都不觉得有什么不好。
但是化学家显然不这么认为。
水的分子式
这篇文章将向你介绍科学真理。
是水分子的集合。
水是什么?这似乎是一个愚蠢的问题。
水是一种无色、无味、无臭、透明的无机液体,由氢和氧以2:1的比例组成,广泛分布在地球表面。它是生活的重要组成部分。正是地球上大量的液态水孕育了生命。我们可以一天不吃东西,但一天不能停止呼吸,必须每天补充水分。
水是生命之源。
水有很多名字:一氧化氢、氢氧化氢、氧化氢、羟基氧化物、羟基氧化物、氧烷等。国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)只给了它两个官方名称:水和氧化烷。
Ho是水分子的化学式。化学家认为水是“HO分子的集合”,而HO本身并不代表对水微观结构的任何描述。“HO”是一个成分公式,用来描述用来制造水的氢和氧的组合比例。相比之下,结构式H-O-H—O—H水分子能更好地反映水的一些物理化学特性。
由于氢原子和氧原子携带的电荷,水分子具有很强的极性。
众所周知,水有三种形式:固体、液体和气体。很多人不知道水也有超固体、超流体、超临界流体、等离子体、费米子凝聚体、玻色-爱因斯坦凝聚体等多种形态。水之所以有这么多形态,与单个HO分子的原子键有关,更与HO分子之间的氢键有关。像许多其他物质一样,单个HO分子不能反映水的形式。只是HO分子,不是水。
水分子通过氢键相互形成分子簇。
其实,水并不简单
给你一个非常干净的杯子,里面装满了非常纯净的水。杯子里会装满HO分子吗?不完全是。在任何一杯液态水中,都有游离的离子化氢离子和氢氧根离子。
它将反映电离平衡:ho h+oh。
或者:嗬+嗬嗬+哦
在这里,“HO”被称为水合氢离子。事实上,水合氢离子常表示为H9O4⁺,这意味着氢离子和氢氧离子在液态水中与HO分子共存,并随时重组和改变它们的身份。
纯水中氢离子的量和浓度是10摩尔/升,虽然不多,但很重要。
水合氢离子H₃O⁺蝙蝠模型
由于分子间的氢键,HO分子会结合成更大的聚合物。当带正电的氢离子附着在聚合物团簇的一个点上时,它可以诱导团簇之间电荷的协调转移,并在远处释放氢离子。结果,电荷从一个点转移到另一个点,而携带电荷的物质没有转移。这就是水导电的方式。
水的物理性质与水分子之间的氢键密切相关。
在一个大气压下,当水温为0℃~3.98℃时,两个或三个HO分子大部分在水中聚集形成(HO) 2和(HO) 3缔合分子。这时水分子之间的距离最近,水的密度最高。
随着温度的升高,缔合分子越来越少,水开始膨胀。当温度上升到100℃时,水分子之间的氢键断裂,单个水分子变成水蒸气。
当温度降至0℃以下,水开始结冰,所有HO分子汇聚形成一个巨大的分子团。由于水分子的力场作用,氧原子会与附近两个水分子的氢原子形成氢键,造成更大的空间隙,使体积膨胀。这就是为什么冰的密度比水低,并且会漂浮在水面上。
固态和液态水的分子排列
当达到374℃的临界温度和22.1兆帕的临界压力时,水将处于气液完全混合的超临界状态。这时水会表现出很强的氧化能力,甚至可以像王水一样腐蚀黄金。和水的其他物理化学性质一样,水的超临界性质不是单个HO分子所具备的,而是与水分子的力场和分子间氢键的结合密切相关。
水分子模型和力点分布
重水
氢的核素有三种,即氘、氘和氚。我们最常见的氢是氘,它的原子核中只有一个质子;氘是钼的同位素,其原子核中有一个质子和一个中子,其重量是氢的两倍;氚核有一个质子和两个中子。
重水和普通水一样,也是氢核素氘和氧化结合形成的液态化合物。因为重水可以减缓中子速率,所以在核反应堆中被广泛用作中子慢化剂。
半重水和重水蝙蝠模型
氚在自然界中很少见,但氘却很丰富。自然界中的重水(DO)含量约为0.015%;另一种半重水(HDO)的含量约为0.031%。事实上,它们存在于我们喝的每一杯水中。如果把一锅水烧干,剩余水中DO和HDO的含量会更多,因为它们的沸点比HO高(约101℃),而重水不太可能汽化。
因为天然水中的重水含量极低,而且与普通水(轻水)相比,重水没有毒性,所以不会对我们的健康产生任何影响。
总结:
分析到最后,你应该明白,所谓的“水不HO”不是文字游戏,而是严谨表达的背后是一系列严肃的科学道理:
只有当许多HO分子结合成一个分子集合时,水才能显示出其独特的物理和化学特性,这是一两个HO分子做不到的。
表面张力是水分子结合力的结果。
除了水分子的力场、分子间氢键的作用、分子与其离子态之间复杂的转换关系外,水的物理化学特性与温度、压力等因素密切相关。
天然纯水中不仅有HO分子,还有DO分子和HDO分子。正是这些分子共同构成了普通而神奇的水液。
水不是ho,ho不等于水,水是ho分子的集合。从物质的化学特性来看,“水”是一个谓语。水的实际特性需要参考其微观结构和宏观特性,而HO只是水分子的化学符号。
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