水分子结构天然水基本特征32页PPT
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水的组成课件水的组成课件水是我们生活中不可或缺的重要物质,它不仅构成了地球表面的绝大部分,也是构成我们身体的主要成分之一。
在化学中,水的组成是由氢原子和氧原子组成的,化学式为H2O。
本篇文章将从水的分子结构、物理性质和化学性质等方面来探讨水的组成。
1. 水的分子结构水的分子结构是由两个氢原子和一个氧原子通过共价键连接而成的。
氧原子的电负性较高,使得氧原子带有部分负电荷,而氢原子带有部分正电荷。
这种电荷分布使得水分子呈现出极性,即水分子的一个端带正电,另一个端带负电。
这种极性使得水分子具有许多特殊的性质。
2. 水的物理性质水的物理性质是由其分子结构所决定的。
首先,由于水分子之间的氢键作用,水具有较高的沸点和凝固点,使得水在常温下呈现出液态。
其次,水具有较大的比热容和蒸发潜热,使得水能够吸收和释放大量的热量,起到调节气候和温度的作用。
此外,水还具有较高的表面张力和粘性,使得水能够在植物的细小血管中上升,起到输送养分的作用。
3. 水的化学性质水的化学性质主要表现在其与其他物质的反应中。
首先,水是一种良好的溶剂,可以溶解许多物质。
这是因为水分子的极性使得它可以与带电离子或带电部分的分子相互作用,从而溶解它们。
其次,水可以发生电离反应,形成氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-),这种电离反应使得水具有酸碱性质。
当水中氢离子的浓度高于氢氧根离子时,水呈酸性;反之,水呈碱性。
最后,水还可以与许多物质发生化学反应,如水分解反应,即将水分解为氢气和氧气。
4. 水的重要性水在生命中的重要性不言而喻。
首先,水是维持生命活动的基本物质之一,构成了细胞的主要成分,参与了许多生化反应。
其次,水是地球上生物生存的基础,为植物提供了养分和水分,为动物提供了饮水和生态环境。
此外,水还是人类社会发展的重要资源,用于农业、工业和生活等方面。
然而,由于人类活动的不当,水资源的污染和浪费问题日益严重,我们应该加强水资源的保护和合理利用。
总结:水的组成是由氢原子和氧原子组成的,化学式为H2O。
天然水的特性和结构水是最频繁的物质,但它有许多异样特性。
也正是因为这些特性,才使水在自然界和人类生活中普遍发生巨大作用,成为安排自然和人类环境中各种现象的主要因素。
要讨论水及其中杂质共同表现的水质特性,需先深化了解水本身的特性。
在地球表面的环境条件下,水可能呈三种物理状态,即液态、气态和固态。
因为沸点和冰点间温度范围相当宽,且相变热很大,所以地球表面大量的水还是呈液态,于是构成了各种类型的自然水系,通常条件下呈液态这一点也正是水的最重要特点之一。
水的特性与水的分子结构有关。
水分子中的氧原子受到四个电子对包围,其中两个电子对与两个氢原子分享,形成两个共价键;另外两对是氧原子本身所持有的孤对电子。
四个电子对间因为带负电而相互排斥,使它们有呈四周体结构的倾向,但因孤对电子占领的空间较小,与分享电子对相比具有更大的斥力,因此使H-O-H键角由109.5°(几何正四周体)缩减到104.5°。
氧原子具有比氢原子大得多的电负性,所以水分子中的两分享电子对趋向于氧而偏离氢,于是就在两个孤对电子上集中更多负电荷,使水分子为具有很大偶极矩的极性分子,这样的一个水分子就有可能通过正、负电荷静电引力与近旁的四个水分子以氢键相联系,分子间氢键力大小为18.81kJ/mol,约为O一H共价键的1/20,冰溶化成水或水挥发成水汽,都首先需要外界供能破坏这些氢键。
当冰开头溶化成水时,冰的疏松的三维氢键结构中约有15%氢键断裂,晶体结构崩溃,体积缩小而密度增大,如有更多热能输入体系,将引起:①更多氢键破碎,结构进一步分崩离析,密度进一步增大;②体系温度上升,分子动能增强,因为分子振动加剧,而每一分子占领更大体积空间,所以这一因素又使密度趋于减小。
上述两因素随温度上升而互相消长的结果,使淡水在4℃时有最大密度,这种状况对水生生物越冬具有特殊重要的意义。
在气相中的水大多数以单分子形态存在,在普通温度和压力条件下,惟独少量以二聚体或三聚体的形态存在。