水的特性和性质

水是地球表面最丰富的分子，也是化学研究中最重要的分子之一。水化学的事实揭示了为什么这是一个如此不可思议的分子。

什么是水？
水是一种化合物。每个水分子 H 2 O 或 HOH 由两个氢原子与一个氧原子键合组成。

水的性质
水有几个重要的特性，使其有别于其他分子，并使其成为生命的关键化合物：

凝聚力是水的一个重要特性。由于分子的极性，水分子相互吸引。相邻分子之间形成氢键。由于其粘性，水在常温下保持液态，而不是蒸发成气体。内聚性也导致高表面张力。表面张力的一个例子是表面上的水珠和昆虫在液态水上行走而不下沉的能力。

粘附力是水的另一个特性。粘附性是衡量水吸引其他类型分子的能力的指标。水粘附在能够与其形成氢键的分子上。附着力和内聚力导致毛细管作用，当水从狭窄的玻璃管或植物的茎中上升时，就会看到这种现象。

高比热和高汽化热意味着需要大量能量来破坏水分子之间的氢键。正因为如此，水可以抵抗极端的温度变化。这对天气和物种生存都很重要。高汽化热意味着蒸发水具有显着的冷却效果。许多动物利用这种效应利用排汗来保持凉爽。

水是极性分子。每个分子都是弯曲的，一侧是带负电的氧分子，另一侧是一对带正电的氢分子。

水是在普通自然条件下以固相、液相和气相存在的唯一常见化合物。

水是两性的，这意味着它既可以作为酸也可以作为碱。水的自电离会产生 H +和 OH -离子。

冰的密度低于液态水。对于大多数材料，固相比液相更致密。水分子之间的氢键是造成冰密度较低的原因。一个重要的后果是湖泊和河流自上而下结冰，冰漂浮在水面上。

室温下的纯液态水无臭、无味且几乎无色。水有淡淡的蓝色，在大量的水中变得更加明显。

水具有所有物质的第二高比熔化焓（仅次于氨）。0 °C 时水的比熔化焓为 333.55 kJ·kg−1。

水的比热容是所有已知物质中第二高的。氨的比热最高。水还具有很高的汽化热 (40.65 kJ·mol−1)。高比热和汽化热是由水分子之间的高度氢键引起的。这样做的一个结果是水不会受到快速温度波动的影响。在地球上，这有助于防止剧烈的气候变化。

水可以称为万能溶剂，因为它能够溶解许多不同的物质。

有趣的水事实
水的其他名称是一氧化二氢、氧化烷、羟基酸和氢氧化物。

水的分子式为H 2 O

摩尔质量：18.01528(33) g/mol

密度：1000 kg/m 3，液体 (4 °C) 或 917 kg/m 3，固体

熔点：0 °C, 32 °F (273.15 K)

沸点：100 °C, 212 °F (373.15 K)

酸度 (pKa)：15.74

碱度 (pKb)：15.74

折射率：(nD) 1.3330

粘度：20 °C 时为 0.001 Pa·s

晶体结构：六方

分子形状：弯曲