h2o是什么(h2o网络含义)

“水是H2O”的争论一直是哲学家们津津乐道的话题，他们从不同的角度论证了“水是H2O”和“H2O是水”。从初中接触化学开始，我们就被老师教育水是H2O，所以大家都不觉得这里面有什么问题。

但化学家显然不这么看。

(水的分子式)

这篇文章将向你介绍科学的真相。

水是H2O分子的集合。

什么是水？这似乎是一个愚蠢的问题。

水是一种无色、无嗅、无味、透明的无机液体，由氢和氧以2:1的比例组成，广泛分布于地球表面。这是生活中重要的一部分。是地球上大量的液态水孕育了生命。我们可以吃一天，但是没有办法一天不呼吸，每天都要补充水分。

(水是生命之源)

水有许多名称:一氧化二氮、氢氧化氢、氧化氢、含氧酸、含氧烷烃等等。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)对它只有两个官方名称:水和氧化烷。

H2O是水分子的化学式。化学家认为水是“H2O分子的集合”，而H2O本身并不代表对水微观结构的任何描述。“H2O”是一个成分公式，用来描述制造水的氢和氧的组合比例。相比之下，水分子的结构式H—O—H更能反映水的一些物理化学特性。

(由于氢原子和氧原子携带电荷，水分子具有很强的极性)

众所周知，水有三种形态:固态、液态和气态。很多人不知道水也有很多形态，比如超固体、超流体、超临界流体、等离子体、费米子凝聚体、玻色-爱因斯坦凝聚体等等。水之所以有这么多种形态，与单个H2O分子的原子键有关，也与H2O分子之间的氢键有关。像许多其他物质一样，单个H2O分子不能反映水的形式。这只是H2O分子，不是水。

(水分子通过氢键相互形成分子簇)

其实水并不简单。

给你一个非常干净的杯子，里面有一杯非常纯净的水。杯子里会装满H2O分子吗？不会。在任何一杯液态水中，都会有游离的离子化氢离子和氢氧根离子。

在这里，“H3O+”被称为水合氢离子。实际上，水合氢离子常表示为H9O4+，意思是氢离子和氢氧根离子在液态水中与H2O分子共存，随时重组并不断改变身份。

纯水中氢离子的数量和浓度是10-7mol/L，看起来不多，但是很重要。

由于分子间的氢键，H2O分子会结合成更大的聚合物。当一个带正电的氢离子附着在聚合物团簇的某一点上时，它可以诱导团簇间电荷的协同转移，并在远处的某一点释放出一个氢离子。结果，电荷从一点转移到另一点，而携带电荷的物质没有转移。这就是水导电的方式。

水的物理性质与水分子之间的氢键密切相关。

在一个大气压下，当水的温度在0℃到3.98℃之间时，两个H2O或三个H2O分子大多聚集在水中形成(H2O)2和(H2O)3缔合分子。此时水分子之间的距离最近，水的密度最大。

随着温度的升高，缔合分子越来越少，水开始膨胀。当温度上升到100℃时，水分子之间的氢键断裂，单个水分子变成水蒸气；

然而，当温度降至0℃以下时，水开始结冰，所有H2O分子汇聚成一个巨大的分子团。因为水分子的力场，氧原子会和附近两个水分子的氢原子形成氢键。这种晶体结构造成更大的空间隙，使得体积膨胀。这就是为什么冰的密度比水低，并且漂浮在水面上。

(固态和液态水的分子排列)

当达到374℃的临界温度和22.1MPa的临界压力时，水将处于气液完全混合的超临界状态。这时候水就会表现出很强的氧化能力，甚至可以像王水一样腐蚀黄金。和水的其他物理化学性质一样，水的超临界性质不是单个H2O分子所具备的，它与水分子的力场和分子间氢键的结合密切相关。

(水分子力模型及力点分布)

重水

氢有三种核素，分别是氘、氘和氚。我们最常见的氢是氢，它的原子核里只有一个质子；同位素氘的原子核里有一个质子和一个中子，是氢的两倍重；氚的原子核有一个质子和两个中子。

重水和普通水一样，是由氢核素氘和氧化组成的液态化合物。因为重水可以降低中子速度，所以在核反应堆中被广泛用作中子慢化剂。

(半重水和重水蝙蝠模型)

氚在自然界中很稀少，但氘却很丰富。天然中重水(D2O)含量约为0.015%；另一种半重水(HDO)的含量约为0.031%。事实上，它们存在于我们喝的每一杯水中。如果你把一壶水烧干，最后剩下的水中D2O和HDO的含量会更多，因为它们的沸点比H2O高(约101℃)，而重水更难汽化。

因为重水在天然水中的含量极低，而且重水比普通水(轻水)毒性小，所以不会对我们的健康产生任何影响。

总结:

从这里的分析，你应该明白，所谓“水不是H2O”并不是在玩什么文字游戏。严谨的表述背后，是一系列严肃的科学道理:

只有当许多H2O分子组合成一组分子时，水才能显示出它独特的物理和化学特性，而这是一两个H2O分子做不到的。

(表面张力是水分子结合力的结果)

除了水分子的力场、分子间氢键的作用、分子与其离子态之间复杂的转换关系外，水的物理化学特性与温度和压力密切相关。

在天然纯净的水中，不仅有H2O分子，还有D2O分子和HDO分子，它们共同构成了水这种普通而神奇的液体。

水不是H2O，H2O也不等于水。水是H2O分子的集合。从物质的化学特征来看，“水”是一个谓语，水的实际特征应该是指其微观结构和宏观特征，而H2O只是水分子的化学符号。