水分子
水(化学式:H2O)是地球表面上最多的分子,除了以气体形式存在于大气中,其液体和固体形式占据了地面70-75%组成部分。标准状况下,水在液体和气体之间保持动态平衡。室温下,它是无色,无味,透明的液体。作为通用溶剂之一,水可以溶解许多物质。因此,自然界极少有纯净水。
一个水分子含有两种不同的元素:氢和氧。一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。
基本信息
- 中文名
水
- 英文名
water
- 化学式
H2O
- 分子量
18g/mol
- 熔点
0℃
- 沸点
100℃
- 外观
无色、无味液体
- 危险性描述
安全
物质简介
水(化学式:H2O)是地球表面上最多的分子。水是用得最普遍的物质。没有水就没有生命,世界气候就会是另一个样子,最要紧的是无法用微波炉加热食物。水这种物质如此多样的原因何在?关键在于它的分子结构。
水的形态
水以多种形态存在,固态的水即我们熟知的冰,气态的水即我们所说的水蒸气(无色,我们看到的白色水气是水蒸气冷凝后的液态小水滴),而一般只有液态的水才被视为水。在其临界温度及压力(647K及22.064MPa)时,水分子会变为一种“超临界”状态,液态般的水滴漂浮于气态之中。
重水是普通水的氢原子被它更重的同位素氘所取代而形成的。其化学性质和普通水基本一致,常用在核反应堆中减速中子。
在宇宙中
在银河系星云中被探明存在水,由于氢和氧是构成宇宙的主要元素,科学家认为其他星系中依然存在大量水。
由于星云尘埃的凝聚,形成各种彗星,行星,矮行星及其卫星,水也会存在于这些天体上。在太阳系中,水以固体形式存在于以下天体:
月球
水星,火星,海王星
冥王星
天然卫星,如海卫一,木卫二
只在地球上发现液态形式的水,科学家也预测说液态水极有可能存在于土卫二的表面。
在地球上
水以水循环为载体存在于地球上,包括大气层,土壤含水,河流水,地下水,植物含水。
地球上的水含量(全部水)大约是1,360,000,000 km³ (326 000 000 mi³)。包括了:
1,320, 000, 000 km³ (316 900 000 mi³ 即 97.2%)在海洋中。
25, 000, 000 km³ (6 000 000 mi³ 即1.8%) 在冰川,冰盖,冰原中。
13 ,000, 000 km³ (3,000,000 mi³ 即0.9%) 是地下水。
250 ,000 km³ (60,000 mi³ 即0.02%)是淡水,包括河湖,内陆海。
13, 000 km³ (3,100 mi³ 即0.001%)存在于大气层中。
结构分析
一个水分子的质量为:
尽管水分子的作用复杂,它却是又小又简单的分子。它由两个氢原子分别和一个氧原子键合而成(见图1)。