第138章匈奴不死心马踏阴山

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啊……

IUPAC规定,H2O分子的正式名称只有两种:水(Water)与氧烷(Oxidane)。

民间命名

根据其化学式,人们又给水以下别称:氧化氢、一氧化二氢;

类比VIA族与VIIA族其它化合物命名规律:氢氧酸、酸式氧;

类比金属氢氧化物(碱)命名规律:氢氧化氢、苛性氢、羟基氢、碱式氢。

上述名称虽各不相同,但描述的都是同一种物质——水。国外曾经有过一篇将水称为“一氧化二氢“的恶搞文章,引起哗然,就是人们对水的这些“另类命名”不了解造成的。

虽然可以根据水的化学式得到以上读法,但是只有IUPAC规定的“水”与“氧烷”是正式名称,其它名称都不能在正式科学场合使用。在“水”的前面加上定语,可以用来区分特殊种类的水,比如蒸馏水、去离子水或重水。

盘点

正式命名:水、氧烷

民间命名:聚氢氧酸酐,苛性氢,脱氰零醛肟,一氧化二氢,氢化脱磺硫酸,羟基氢,脱碳甲醛,脱碳葡萄糖,脱羰甲酸,氧代硫化氢,氢氧化氢,碱式氢,二氢醚,零醇,氢酚,氢羟酸,二零醚,正氧烷,氧乙烯,氢化超氧酰,二聚氢氧酸酐,氧化脱酯甲酸,氢化脱苄苯甲醇,羟基脱羧甲酸,氢化脱硝硝酸,氢化脱氰氰酸

来源简介

概述

地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。

地球上水的起源在学术界上存在很大的分歧,有几十种不同的水形成学说。有些观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。

另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至地球上的水还在不停增加。

当我们打开世界地图时,或者当我们面对地球仪时,呈现在我们面前的大部分面积都是鲜艳的蓝色。从太空中看地球,我们居住的地球是很圆的,因为地球的赤道半径仅比两极半径长0.33%。地球是极为秀丽的蔚蓝色球体。水是地球表面数量最多的天然物质,它覆盖了地球71%以上的表面。地球是一个名副其实的大水球。

地球从原始星云凝聚成行星后,由于内部温度变化和重力作用,物质发生分异和对流,于是地球逐渐分化出圈层,在分化过程中,氢、氧气体上浮到地表,再通过各种物理及化学作用生成水;

2.水是在玄武岩先熔化后冷却形成原始地壳的时候产生的。最初地球是一个冰冷的球体。此后,由于存在地球内部的铀、钍等放射性元素开始衰变,释放出热能。因此地球内部的物质也开始熔化,高熔点的物质下沉,易熔化的物质上升,从中分离出易挥发的物质:氮、氧、碳水化合物、硫和大量水蒸气,试验证明当1m3花岗岩熔化时,可以释放出26L的水和许多完全可挥发的化合物;

3.地下深处的岩浆中含有丰富的水,实验证明,压力为15kPa,温度为1,0000的岩浆,可以溶解30%的水。火山口处的岩浆平均含水6%,有的可达12%,而且越往地球深处含水量越高。据此,有人根据地球深处岩浆的数量推测在地球存在的45亿年内,深部岩浆释放的水量可达现代全球大洋水的一半;

4.火山喷发释放出大量的水。从现代火山活动情况看,几乎每次火山喷发都有约75%以上的水汽会喷出。1906年维苏威火山喷发的纯水蒸气柱高达13,000米,一直喷发了20个h。阿拉斯加卡特迈火山区的万烟谷,有成千上万个天然水蒸气喷出孔,平均每秒种可喷出97~6450C的水蒸汽和热水约23,000m3。据此有人认为,在地球的全部历史中,火山抛出来的固体物质总量为全部岩石圈的一半,火山喷出的水也可占现代全球大洋水的一半;

5.地球内部矿物脱水分解出部分水,或者释放出的一氧化碳、二氧化碳等气体,在高温下与氢作用生成水。此外,碳氢化合物燃烧也可以生成水,在坚硬的火成岩中,也有一定数量的结晶水和原始水的包裹体。

外生说

1.人们在研究球粒陨石成分时,发现其中含有一定量的水,一般为0.5~5%,有的高达10%以上,而碳质球粒陨石含水更多。球粒陨石是太阳系中最常见的一种陨石,大约占所有陨石总数的86%。一般认为,球粒陨石是原始太阳最早期的凝结物,地球和太阳系的其他行星都是由这些球粒陨石凝聚而成的;

2.太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等。再通过不同的化学反应变成水分子,据估计,在地球大气的高层,每年几乎产生这种“宇宙水”。然后,这种水以雨、雪的形式落到地球上。

3.科学家在“深度撞击号“在2005年1月13日撞击了坦普尔1号彗星的彗核后在溅起的物质中发现了冰,两-三亿年前,由于木星与土星两颗气态巨行星在它们的两星连珠时产生了巨大引力,奥尔特云中的彗星被拉进了内太阳系中,地球也受到了彗星的撞击,研究表明,大部分彗星是由宇宙尘埃、气体、冰组成的,谷神星这一颗彗星中含有的水分比地球上所有的水还要多,彗星穿过大气层时会融化为水,以雨、雪等形式落到地面上。

物化性质

三态变化

众所周知,水有三态,分别为:固态、液态、气态。

但是水却不止只有三态,还有:超临界流体、超固体、超流体、费米子凝聚态、等离子态、

玻色-爱因斯坦凝聚态等等。

是无色、无味的液体。

沸点:(气压为一个标准大气压时,也就是)。

凝固点:0

三相点:

最大相对密度时的温度:

比热容:(kg·)蒸发潜热:(kg)

密度:水的密度在时最大,为1x103kgm3,水在0时,密度为x103kgm3,冰在0时,密度为x103kgm3。

临界温度:374.2

导热率:在20时,水的热导率为·cm·K,

冰的热导率为·cm·K,

在雪的密度为0.1x103kgm3时,雪的热导率为·cm·K。

浮力分类:悬浮、漂浮、沉底、上浮、下沉。

不同温度下水的各类物理参数:

t p c λ a

温度 压力 比热容 导热系数 热扩散率

kPa kJ(kg·K) W(m·K) 10mh

04.8

104.9

205.1

更多

水密度的变化

20张

水的密度在时最大,为1000kgm3,温度高于时(也可以忽略为4),水的密度随温度升高而减小,在0~时,水热缩冷涨,密度随温度的升高而增加。

温度(摄氏度) 密度:

水的密度

-30

-20

-10

更多

原因:主要由分子排列决定。也可以说由氢键导致。由于水分子有很强的极性,能通过氢键结合成缔合分子。液态水,除含有简单的水分子(H?O)外,同时还含有缔合分子(H?O)2和(H?O)3等,当温度在0水未结冰时,大多数水分子是以(H?O)3的缔合分子存在,当温度升高到时水分子多以(H?O)2缔合分子形式存在,分子占据空间相对减小,此时水的密度最大。如果温度再继续升高在以上,一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。水温降到0时,水结成冰,水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子,在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻两个氢键这种排布导致成是种敞开结构,冰的结构中有较大的空隙,所以冰的密度反比同温度的水小。

化学

化学式:H?O

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水之韵律

结构式:H—O—H(两氢氧键间夹角104.5°)。

相对分子质量:

化学实验:水的电解。方程式:2H?O=通电=2H?↑+O?↑(分解反应)

分子构成:氢原子、氧原子。

CAS号:7732-18-5

水具有以下化学性质:

1.稳定性:在2000以上才开始分解。

水的电离:纯水中存在下列电离平衡:H?O==可逆==H?+OH?或H?O+H?O=可逆=H?O?+OH?。

注:“H?O?”为水合氢离子,为了简便,常常简写成H?,更准确的说法为H9O4?,纯水中氢离子物质的量浓度为10??molL。

2.水的氧化性:水跟较活泼金属或碳反应时,表现氧化性,氢被还原成氢气。

2Na+2H?O=2NaOH+H?↑

Mg+2H?O=Mg(OH)?↓+H?↑

3Fe+4H?O(水蒸气)=Fe?O?+4H?(加热)

C+H?O=CO+H?(高温)

3.水的还原性:水跟氟单质反应时,表现还原性,氧被还原成氧气

2F?+2H?O=4HF+O?↑。

4.水的电解:

水在直流电作用下,分解生成氢气和氧气,工业上用此法制纯氢和纯氧2H?O=2H?↑+O?↑。

5.水化反应:

水可跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和烃发生水化反应。

Na?O+H?O=2NaOH

CaO+H?O=Ca(OH)?

SO?+H?O=H?SO?

P?O?+3H?O=2H?PO?

CH?=CH?+H?O←C?H?OH

6.水解反应

盐的水解:

氮化物水解:Mg?N?+6H?O(加热)=3Mg(OH)?↓+2NH?↑

NaAlO?+HCI+H?O=Al(OH)?↓+NaCI(NaCI少量)

碳化钙水解:CaC?(电石)+2H?O(饱和氯化钠)=Ca(OH)?+C?H?↑

卤代烃水解:C?H?

+H?O(加热下的氢氧化钠溶液)←C?H?OH+H

醇钠水解:

C?H?ONa+H?OC?H?OH+NaOH

酯类水解:

CH?COOC?H?+H?O(铜或银催化并且加热)←CH?COOH+C?H?OH

多糖水解:(C?H??O?)n+nH?O←nC?H??O?

丙腈水解:CH?CH?CN+H?OCH?CH?NH

CH?CH?NH+H?OCH?CH??NH?

CH?CH?CONH?+H?OCH?CH?COOH+NH?

酰胺水解:—CO—NH—+H?O—COOH+NH?—

分子的直径数量级为10的-10次方,一般认为水的直径为23个此单位。

7.水的电离:

纯水有极微弱的导电能力,因为水有微弱的电离,存在着水的解离平衡。

H?O←H?+OH?

298.时纯水的离子积为10-14。

8.水是两性物质,既有氢离子(H?),也有氢氧根离子(OH?)。但纯净蒸馏水是中性的。

9.水的PH值:水在25下PH值为,随着温度的变化仍为中性。

水的软硬

日常生活中的水可分为软水和硬水,溶有较多可溶性钙、镁和铁盐的水叫做硬水。水中含有的Ca2+,Mg2+等离子的总浓度称为硬度。水的硬度的单位为mol·m-3或mmol·dm-3。根据水的硬度可以将水分类为:

硬度(mmol·dm-3) amp;;4.5 3.04.5 1.53.0 0.51.5 amp;0.5

名称 极硬水 硬水 中硬水 软水 极软水

工业上也有其他定义:以1dm3水中含有的MgO与CaO总量相当于10mg的CaO定义为硬度1°,硬度在8°以上的为硬水。

含有HCO3-的水称为暂时硬水,加热时碳酸氢根离子分解使得钙镁离子沉淀而软化。

含有Cl-,SO42-的水不能通过加热软化,称为永久硬水。

可以用肥皂水来区分软硬度,煮沸可以使硬水变软

地下水与地表水

地下水——有机物和微生物污染较少,而离子则溶解较多,通常硬度较高,蒸馏烧水时易结水垢;有时锰氟离子超标,不能满足生产生活用水需求。

地表水——较地下水有机物和微生物污染较多,如果该地属石灰岩地区,其地表水往往也有较大的硬度,如四川的德阳、绵阳、广元、阿坝等地区。

原水与净水

原水——通常是指水处理设备的进水,如常用的城市自来水、城郊地下水、野外地表水等,常以TDS值(水中溶解性总固体含量)检测其水质,城市自来水TDS

TDS值(水中溶解性总固体含量)检测

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