优秀领先飞翔梦想水的结晶水是地球上的重要物质，对于生命来说尤其重要。水有很多特殊的性质，例如水结成冰后体积不但不减小反而增大，水在4°C时密度最大，水的比热和汽化热等都比一般物质大，等等。这些现象都与水分子间的相互作用，即成键情况有密切的关系，下面就此问题作些浅显的讨论。图4-库-8冰—Ih的结构示意水分子是极性分子，两个H—O键成104．5°角。水分子间的相互作用力是范德瓦耳斯力，但相互作用方式有其特殊性。当它结成晶体（即冰）时，一个水分子的氢原子与另一个水分子的氧原子相互吸引，组成一种特殊的晶体结构，如图4-库-8所示。图中大圆圈表示氧原子，小圆圈表示氢原子，在这里，每一个氢原子一端与氧原子组成共价键（用短实线表示），而另一端则与另一个水分子中的氧原子靠范德瓦耳斯力连接，它们之间的键合方式称为“氢键”，在图中用虚线表示。由于氢键本质上仍是范德瓦耳斯力，它的强度远比另一端的共价键要弱得多，因此氢原子并不处于两个氧原子的正中，而是靠氢键连接的两个原子距离较远在图中虚线画得都比实线长，就是表示这个信息。冰的晶体属六角晶系，它是一种比较特殊的晶体结构，每一个水分子都与另外三个水分子相连接（每一个水分子的两个氢原子分别与另两个水分子的氧原子连接，而它的氧原子则与第三个水分子的某一个氢原子连接），由于氢键的特殊方向性，使得冰的晶体结构内部很“空旷”，远不如金属晶体那样密集，因此在水结成冰的过程中，体积不是像大多数物质那样缩小，反而要胀大，即冰的密度比液态水的密度要小。当冰在0°C时吸热熔化成水后，水中的氢键结构只有约15%断裂，其余85%仍然保留。但这15%的氢键解体，就使得体积明显缩小（约缩小1/10）。当水的温度逐渐升高时，水中的氢键结构逐渐解体，到20°C时水中的氢键约还有一半，到了100°C沸点时，水中仍有约20%的氢键结构存在。随着温度的逐渐升高，一方面是氢键结构的解体，它造成水的体积缩小，而另一方面热膨胀现象又造成水的体积胀大，这两种因素都在起作用。从0°C开始升温的初始阶段，氢键的解体起主要作用，因此水的体积随温度的升高而减小，在4°C时体积变得最小而密度最大，4°C以后，温度再升高，起主要作用的就是热膨胀了，因此从4°C以后，水也像大多数物质一样热胀冷缩。www.youyi100.com第1页共5页优秀领先飞翔梦想氢键虽然本质上是范德瓦耳斯力，但比一般的范德瓦耳斯键要强一些。冰在升华直接变成水蒸气的过程中，要吸收热量，称为...
