3.1水分子结构 天然水基本特征(1)
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水是一种化学物质,也是地球上最常见和最重要的物质之一、在九年级化学课程中,我们学习了关于水的一系列知识点,包括水的化学性质、物理性质以及水在生活中的应用等。
下面,我将详细介绍关于水的知识点,以便更好地理解和应用这一重要化学物质。
1.水的化学式和分子结构:水的化学式是H2O,由一个氧原子和两个氢原子组成。
水分子的结构是由两个氢原子和一个氧原子通过共价键结合而成的。
水分子呈现出V形结构,氧原子位于分子的中心,两个氢原子成45度角与氧原子相连。
水分子的氧原子部分带有部分负电荷,而氢原子则带有部分正电荷,导致水分子呈现出部分极性。
2.水的物理性质:(1)水的密度:水的密度在常温下为1克/立方厘米,在四度时达到最大值。
(2)水的沸点和凝固点:水的沸点是100摄氏度,凝固点是0摄氏度。
(3)水的热容量:水具有高热容量,可以吸收大量的热量而温度变化较小。
(4)水的表面张力:水分子之间存在着较强的氢键作用力,导致水呈现出较高的表面张力。
(5)水的溶解性:水是一种优良的溶剂,在许多物质中能快速溶解。
3.水的化学性质:(1)水的离解和酸碱性:水有微弱的电离性,可以发生离子化反应,生成氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。
在纯水中,自离子化的浓度非常低,但可以通过溶解其他物质来增加自离子化程度。
当水中氢离子的浓度大于氢氧根离子的浓度时,水呈酸性;当氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度时,水呈碱性;当氢离子和氢氧根离子的浓度相等时,水呈中性。
(2)水的氧化还原性:水可以参与氧化还原反应。
在一些反应中,水可以被氧化为氧气,如电解水时;在其他反应中,由于电子的转移,氧气被还原为水,如燃烧和呼吸过程中。
(3)水的中和性:水不仅可以作为酸或碱进行中和反应,还可以中和酸性和碱性溶液,将其pH值调节至中性。
4.水在生活中的应用:(1)生活用水:水是人类生活中必不可少的资源,用于饮用、洗涤、煮饭等各种日常活动。
(2)环境治理:水被广泛用于农业灌溉、城市供水以及工业生产过程中,同时也用于废水、废气和废固体的处理和净化。
水的分子结构及其特性水是地球上最常见的物质之一,也是生命的重要组成部分。
而水的分子结构和特性,是决定其在自然界中作用和重要性的关键因素。
一、水的分子结构水分子由一个氧原子和两个氢原子组成,化学式为H2O。
氢原子带有正电荷,氧原子带有负电荷,由于带电,水分子呈现极性。
由于电子云的分布有规律,水分子的氢原子的正极和氧原子的负极相互作用,形成氢键,这种离子键使得水分子更加有结构性。
二、水的性质二十世纪中叶之前,科学家们认为水的性质是普通的。
但是,随着研究不断深入,人们逐渐发现,水分子具有很多独特的性质,使其与众不同。
下面,我们来看看这些性质是如何影响水在自然界中的作用。
1. 凝聚力由于水分子之间的氢键,水分子具有相互吸引的作用力,这种作用力称为凝聚力。
水的凝聚力使得其分子能够紧密地排列在一起,并且在表面形成起伏。
由于这种凝聚力,水能够在各种表面上形成粘附力和表面张力,促使其形成水滴,并且在各种天然和人造物体上形成液滴。
2. 融化和沸腾点高水的分子结构使得它具有较高的融化和沸腾点。
这是由于水分子之间的氢键缔结,需要一定的能量才能打破这种缔结。
因此,水分子需要比其他分子更高的温度才能被破坏。
这种特性使得水成为生物体内部的理想环境,因为水分子能够保持其液态状态,而不致于随着环境变化而失去体液。
3. 卓越的溶解性和极性水具有卓越的溶解性和极性,这使得水分子能够在水中溶解许多物质,这是因为水分子具有极性,带电的阳离子和阴离子与水分子结合形成一个溶解体,在水中保持互相斥力,处于分子分散状态。
因此,水是一个理想的溶液,能够将许多不同类型的化学物质溶解在其中。
4. 热容量和导热性水的热容量和导热性比其他液体高,因为水分子之间的氢键使得它们在分子上运动不受影响。
这种特性使得水适合用作调节温度的介质,而且水能够更快更有效地将电能和热能传递到周围环境中。
三、水在自然界中的作用由于水的分子结构和特性,它在自然界中起着非常关键的作用。
水质分析摘要:关键词:前言:在我们生活的地球上约四分之三的面积被水所覆盖。
水,是构成一切生命形式的基本要素,是一切生命赖以生存的基本条件之一,它还是人类生产生活中最常被大量利用又最易被忽视的一种资源,既然它如此重要,我们了解它也就更显得重要了。
生物体包括人体,一般含水都在60%以上,婴儿甚至占到80%。
食品中除干制品外,含水都在65~90%之间。
水似乎是最普通、最简单不过的物质,然而,随着近年来对水的生理作用研究的展开,水又变得那么神秘而深奥。
水是珍贵的。
它是人类赖以生存的最基本的物质基础,是基础性的自然资源和战略资源。
我们无法想象,一个没有水的世界,将是什么样的世界;一个没有水的社会,将是什么样的社会。
没有水,就没有世界;没有水,也没有社会;没有水,也就没有人类。
水又是稀缺的。
尤其是可供人类饮用之水更为稀缺。
全球的淡水可供人类饮用的仅占淡水总量的0.34%,占地球水体总量的0.008%。
现在,世界上有80个国家约15亿人口面临淡水不足,其中29个国家的4.5亿多人生活在缺水状态之中。
加之全球每年污水排放总量达4000多亿吨,从而造成5万多亿吨水体被污染,致使目前全球20%的人口约12亿人无法获得洁净饮水。
到2025年,世界无法获得安全饮用水的人数将增加到23亿。
在我国,贫水情况也相当严重。
全国669个城市中,400个供水不足,其中110个严重缺水。
今年3月16日,联合国在“第三届水资源论坛大会”召开之前,发表了一个报告,对180个国家和地区的水资源丰富状况做出排名,中国以平均每人每年拥有近2260立方米用水统计数字,排在第128位。
古人说:“民以食为天。
”这是天经地义、千真万确的。
但是,当人们取得了食物之后,又是怎样变食物为营养的呢?靠的是水。
人每天喝的水量比吃的食物量要多,而且食物(包括主食、副食、饮料和其他食物)的加工制作都离不开水,所以说“人以水为先”可与“民以食为天”相提并论。
保证人们饮用水的质量是一个十分重要的问题。
第三章:水环境化学——天然水的性质第三章:水环境化学——天然水的基本特征以及污染物存在形态一、水和水分子结构的特异性二、天然水的基本特征1、天然水的组成(离子、溶解气体、水生生物)2、天然水的化学特征3、天然水的性质(1)碳酸盐系统(2)酸度和碱度(3)天然水的缓冲能力● 缓冲溶液能够抵御外界的影响,使其组分保持一定的稳定性,pH 缓冲溶液能够在一定程度上保持pH 不变化。
● 天然水体的pH 值一般在6-9之间,而且对于某一水体,其pH 几乎保持不变,这表明天然水体具有一定的缓冲能力,是一个缓冲体系。
● 一般认为各种碳酸盐化合物是控制水体pH 值的主要因素,并使水体具有缓冲作用。
但最近研究表明,水体与周围环境之间发生的多种物理、化学和生物化学反应,对水体的pH 值也有着重要作用。
● 但无论如何,碳酸化合物仍是水体缓冲作用的重要因素。
因而,人们时常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能力。
对于碳酸水体系,当pH<8.3时,可以只考虑一级碳酸平衡,故其pH 值可由下式确定:][][lg 3*321--=HCO CO H pK pH如果向水体投入△B 量的碱性废水时,相应由△B 量H 2CO 3*转化为HCO 3-,水体pH 升高为pH ',则:B HCO BCO H pK pH ∆+∆--=-][][lg 3*321'水体中pH 变化为△pH=pH '-pH ,即:][][lg ][][lg 3*323*32--+∆+∆--=∆HCO CO H B HCO BCO H pH由于通常情况下,在天然水体中,pH=7左右,对碱度贡献的主要物质就是[HCO 3-],因此经常情况下,可以把[HCO 3-]作为碱度。
若把[HCO 3-]作为水的碱度,[H 2CO 3*]作为水中游离碳酸[CO 2],就可推出:△B=[碱度][10△pH -1]/(1+K 1×10pH+△pH )△pH 即为相应改变的pH 值。
第三章:水环境化学——天然水的基本特征以及污染物存在形态●水是世界上分布最广的资源之一,也是人类兰以生存和发展必不可少的物质,但是世界上可供人类利用的淡水资源很少,仅占地球水资源总量的0.64%,尽管如此,人类排放的大量污染物还造成了这些淡水资源的污染,水质下降,因此水资源保护十分重要。
●水环境化学主要研究物质在天然水体中的存在形态、反应机制、迁移转化途径、归趋的规律与化学行为以及对生态环境的影响。
这是环境化学的重要组成部分之一。
●地球表面有70.8%为海洋所覆盖,占地球总水量的97.3%,淡水只占2.7%,可供人类使用的淡水资源约为850万km3,仅占地球总水量的0.64%。
我国水资源比较丰富,约为27210亿m3,居世界第六位。
目前用水量仅次于美国。
对我国44个城市水质调查:地下水93.2%被污染,地表水100%污染。
●1977年,联合国世界水会议:“如用一个半加仑(2.25L)的瓶子装下地球上的所有水,则可以直接利用的淡水只有半茶匙,其中河水湖泊水只有1滴,其余为地下水”。
本节讲述内容:水分子结构、天然水基本特征(主要组成)一、水和水分子结构的特异性1、水分子的结构●水是地球上常见的物质之一。
●水是氧的氢化物,具有V型结构的极性分子。
为什么?水分子的结构式是H2O,氧原子受到四个电子对包围,其中包括两个与氢原子共享所形成的两个共价键的成键电子对、以及由氧原子提供的两个孤对电子对。
根据H.M.Poewll提出的价层电子对互斥理论,孤对电子对之间的斥力>孤对电子对与成键电子对的斥力>成键电子对之间的斥力。
因此由于电子对之间的斥力不同,造成了水分子的V型结构。
●这种V型结构使水分子正负电荷向两端集中,一端为两个H离子带正电荷,一端为O带负电荷,所以水是极性分子。
●极性使水分子之间存在氢键,并有多个水分子缔合nH2O=(H2O)n。
常称“水分子团”。
●正是氢键的存在使水分子和同族分子相比具有特异性。