定向在原来轨道轴的周围,因此,它保持近似四面体的结构。图2-1(a)和(b)分别 表示水分子的轨道模型和范德华半径 图2-1单个水分子的结构示意图 (a)sp2构型;(b)气态水分子的范德华半径 单个水分子(气态)的键角由于受到了氧的未成键电子对的排斥作用,压缩为 1045°,接近正四面体的角度109°28′,OH核间距0.96A,氢和氧的范德华半 径分别为12A和14A。 以上对水的一些描述显得过于简单化,主要是为了便于理解。在纯净的水中 除含普通的水分子外,还存在许多其他微量成分,如由10和H的同位素O、BOo、 H和H所构成的水分子,共有18种水分子的同位素变体;此外,水中还有离子 微粒如氢离子(以H3O存在)和氢氧根离子,以及它们的同位素变体,因此,实际 上水中总共有33种以上HOH的化学变体。同位素变体仅少量存在于水中,因此 在大多数情况下可以忽略不计。 2.水分子的缔合作用 水分子中的氢、氢原子呈Ⅴ字形排序,O一H键具有极性,所以分子中的电 荷是非对称分布的。纯水在蒸汽状态下,分子的偶极矩为184D(德拜),这种 极性使分子间产生吸引力,因此,水分子能以相当大的强度缔合。但是只根据水 分子有大的偶极矩还不能充分解释分子间为什么存在着非常大的吸引力,因为偶 极矩并不能表示电荷暴露的程度和分子的几何形状。 由于水分子在三维空间形成多重氢键键合,因而水分子间存在着很大的吸引 力。氢键(键能2~40KJ/mo)与共价键(平均键能约35KJmo)相比较,其键能很 小,键较长,易发生变化,氧和氢之间的氢键离解能约为13~25KJ/mol。 水分子中氧原子的电负性大,O一H键的共用电子对强烈地偏向于氧原子一 方,使每个氢原子带有部分正电荷且电子屏蔽最小,表现出裸质子的特征。氢- 氧成键轨道在水分子正四面体的两个轴上(见图2-1a),这两个轴代表正力线(氢键 给体部位),氧原子的两个孤对电子轨道位于正四面体的另外两个轴上,它们代 表负力线(氢键受体部位),每个水分子最多能够与另外4个水分子通过氢键结合- 4 - 定向在原来轨道轴的周围，因此，它保持近似四面体的结构。图 2-1(a)和(b)分别 表示水分子的轨道模型和范德华半径。 图 2-1 单个水分子的结构示意图 (a) sp3 构型； (b) 气态水分子的范德华半径 单个水分子(气态)的键角由于受到了氧的未成键电子对的排斥作用，压缩为 104.5º，接近正四面体的角度 109º28′，O-H 核间距 0.96Å，氢和氧的范德华半 径分别为 1.2Å 和 1.4Å。 以上对水的一些描述显得过于简单化，主要是为了便于理解。在纯净的水中 除含普通的水分子外，还存在许多其他微量成分，如由16O和1 H的同位素17O、18O、 2 H和3 H所构成的水分子，共有 18 种水分子的同位素变体；此外，水中还有离子 微粒如氢离子(以H3O+ 存在)和氢氧根离子，以及它们的同位素变体，因此，实际 上水中总共有 33 种以上HOH的化学变体。同位素变体仅少量存在于水中，因此， 在大多数情况下可以忽略不计。 2. 水分子的缔合作用 水分子中的氢、氢原子呈 V 字形排序，O—H 键具有极性，所以分子中的电 荷是非对称分布的。纯水在蒸汽状态下，分子的偶极矩为 1.84D（德拜），这种 极性使分子间产生吸引力，因此，水分子能以相当大的强度缔合。但是只根据水 分子有大的偶极矩还不能充分解释分子间为什么存在着非常大的吸引力，因为偶 极矩并不能表示电荷暴露的程度和分子的几何形状。 由于水分子在三维空间形成多重氢键键合，因而水分子间存在着很大的吸引 力。氢键(键能 2~40KJ/mol)与共价键(平均键能约 355KJ/mol)相比较，其键能很 小，键较长，易发生变化，氧和氢之间的氢键离解能约为 13~25KJ/mol。 水分子中氧原子的电负性大，O—H键的共用电子对强烈地偏向于氧原子一 方，使每个氢原子带有部分正电荷且电子屏蔽最小，表现出裸质子的特征。氢- 氧成键轨道在水分子正四面体的两个轴上(见图 2-1a)，这两个轴代表正力线(氢键 给体部位)，氧原子的两个孤对电子轨道位于正四面体的另外两个轴上，它们代 表负力线(氢键受体部位)，每个水分子最多能够与另外 4 个水分子通过氢键结合