水的特异性质

水分子的偶极性结构和水分子间的氢键联结，使水具有一系列特异性质。

（一）水具有独特的热理性质1.水的生成热很高水的生成热为—285.8kJ·moL-1。所谓生成热是指由稳定单质（H与O）生成1mol水时的反应热。由于水的生成热很高，故水的热稳定性很高，在2000℃的高温下其离解的（H2O中H与O的分离）百分数也不及百分之一，约为0.5%。这是水能在地球初期的炽热环境下存留下来。

2、水具有很高的沸点和达到沸点以前的极长液态阶段在101325Pa下，水的沸点为100℃，冰点为0℃，这比氧的同族元素氢化物的沸点和冰点均高出很多。例如H2S,H2Se的标准沸点分别为－61℃和－41℃，这是由水分子间的氢键强度大大超过其它氢化物之间的氢键强度及水中强烈的氢键缔合作用引起的。水随着温度的变化可在物相上发生三相的改变，而水分子的结构却基本保持不变，只是氢键断裂得越来越多而已。水的这一反常特性，使得地球上有大量液态水的存在，所以地球上才有生命物质繁衍存在。

3、水的热传导、比热、熔化热、汽化热以及热膨胀等性能几乎比其它所有液体都高所谓热传导，是指水传导热的能力，以导热系数表示。所谓比热是指1g物质在温度升高1K时所需的热量。所谓熔化热是指1mol固体物质在熔点时转变为液体所吸收的热量。所谓汽化热是指1mol液体在沸点时转化为汽体所吸收的热量。热膨胀是物体受热后所具有的膨胀能力。水的热传导能力强，能使热迅速传导和散失。水的热膨胀也是其它物质难以比拟的。由于水具有上述一系列特殊的热理性质，特别是非常高的比热，所以水能很好地起到调节自然界温度的作用，防止温度变化过大。如海洋的巨大热容量对昼夜和冬夏的温差都起着调节作用，使地球上的气候适于人类居住与动植物生长。相反在无水的月球，昼夜温差竟高达200℃。

（二）水具有较大的表面张力如图1-5所示，就水内部分子a来说四周分子对它的作用是各向相等的，彼此相互抵消，合力等于零。位于表面层的b分子所受内部分子的引力与外界分子的引力是不相同的。因为液体的上方为气体，气体的密度小于液体，所以对表面层分子的引力也小。于是表面层b分子受到一个指向液体内部的合力P。这个内向合力能使表面具有缩小的趋势。图1-5水的表面状态示意图当液体表面缩小时，一部分表面分子被内向引力拉回到了液体的内部，内向引力对外界作了功。若过程为可逆的，则所作的功应为δW，其量值与缩小的表面积（—dA）成正比，即：δW=—σdA，式中“σ”为比例常数，叫表面张力。其物理意义是：沿着与液体表面相切的方向垂直作用于表面上任意单位长度上，使液体表面收缩的力。它是物质的一种特性，其值与体系的温度、压力和物质性质有关。水的表面张力随温度的升高而降低。在常温下液体中除汞以外，水的表面张力最大（20℃时为72.75×103N·m-1），影响着水溶液的吸附现象，对研究包气带水的地球化学现象将具有重要意义。水的表面张力产生着毛细现象，此现象在胶体结构的物理化学性质中起着重要作用。

（三）水具有较小的粘滞性和较大的流动性粘滞性是一种表征液体内部质点间阻力（内摩阻）程度的性质。一般来说液体的运动可视为是液体的变形，而粘滞性就是一种阻抗液体质点间形变的能力。不同液体具有不同的粘滞性。水的粘滞性小，流动性大，从本质上来说同样也是由于水分子的极性和氢键联结所决定的。水分子间的韧性，是氢键使水分子间联结不易断开，但可作一定距离的摆动和拉长，所以水易于变形。

（四）水具有高介电效应当水与盐类接触时，盐类离子晶体便发生离解。一些水分子围绕着每个离子形成一层抵消外部静电引力（或斥力）的“绝缘”外膜，它会部分地中和离子的电荷，并阻止正、负离子间的再行键合。这种水分子的封闭外壳起着类似绝缘介质的作用，从而减少离子间的引力（或斥力）。这种绝缘效应（或屏蔽效应）称为介电效应。水的介电效应高，是由于水具有很高的介电常数（水的介电常数ε在常温下为81。介电常数ε表示某介质中两电荷间引力或斥力比真空中的引力或斥力减小的倍数）。盐类离子间的引力（或斥力）随水的介电常数ε增大而减弱。故水成为离子化合物的良好溶剂，几乎所有物质都能被水溶解，当然有的物质易溶解些，而有的则难溶解些。

（五）水具有使盐类离子产生水化作用的能力水分子是一种偶极分子并且有很大极性，所以它们可借助相当强的静电引力来吸引和牵制溶于水中的离子。水分子的正极（氢端）吸引水中阴离子，而负极（氧端）吸引阳离子。这种水中离子与水分子偶极间的相互吸引作用，使水中正、负离子周围为水分子所包围的过程称为离子的水合作用（或离子的溶剂化作用）。离子的水合作用减弱了正、负离子之间的相互吸引力，这就是多数盐能够溶解于水的重要原因。离子水合后生成水合离子，如水合氢离子等，又如水合金属离子等。