~水的性質

水的物理性質：

1. 在1atm下水的沸點為100℃。
- 蒸發：所有液體之表面或多或少都有汽化的現象，液體存在之任何溫度都可能發生，此現象稱為蒸發。

-沸騰：在某一特定溫度液體整體汽化的現象，此時液體之爭氣壓與外界的大氣壓力相等，液體之表面及內部劇烈汽化稱為沸騰。

-沸點：沸騰之特定溫度稱為沸點。

-正常沸點：外界壓力為1atm之沸點稱為正常沸點（若無特別聲明，沸點通常指的是正常沸點）。

-（飽和）蒸氣壓：密閉容器內液體與蒸氣（在特定溫度）會達成兩相平衡，此平衡狀況下之蒸氣壓稱為飽和蒸氣壓。

a. 物質的蒸氣壓隨溫度升高而增大。

b. 不同液體，分子間作用力較大者，其蒸氣壓較小。

c. 飽和蒸氣壓與外界大氣壓力相同時，就會有沸騰現象。

-大氣壓力與沸點的關係：外界壓力降低，沸點亦隨之變低。

2.水的汽化熱：在100℃1mol的水汽化需西熱40.6KJ。

-吸收汽化熱，溫度並無上升，能量用來使分子間距離增大，同樣溫度之氣體與液體，氣體具有較高的潛能。

-不同之液體，分子間作用力月大著，汽化熱越大。

-水的凝固點：1atm下水的凝固點為0℃。

-凝固點：外在某特定氣壓下，物質液態與固態共存時之溫度，此時液相之蒸氣壓與固相之蒸氣壓相等。

外界壓力改變凝固點隨之改變，分為兩類：

a.凝固時體積膨脹（比液體大）者，外界壓力增大，凝固點下降，例如：水。

b.凝固時體積縮小者，外界壓力增大，凝固點上升。

-正常凝固點：1atm下之凝固點。

-熔點：熔點與凝固點都是固、液兩相平衡之溫度，熔點與凝固點溫度一樣。

4. 水的凝固熱：1mol水在0℃凝固為冰放熱5.99KJ。

1） 熔化熱與凝固熱同值異號，即1mol冰在0℃熔化為水，吸熱5.99KJ。

2） 固相與液相之轉變，與分子原來堆積和分子間引力之改變有關，熔點越高者，莫耳熔化熱不一定較高。

5.水的密度：4℃水的密度最大，為1g/ml。

-0℃~4℃的水，密度隨溫度升高而增大。

-4℃以上的水，密度隨溫度升高而減小。

-冰的密度比水小，因此冰融化時體積縮小。

6. 水的比熱：1k cal/g ℃，比一般物質大，因此水比其他一般物質溫度較不易變動。

7. 水的氫鍵：
-由於水具有氫鍵，所以水具有高汽化熱、高凝固熱和高比熱。

-冰融化成水體積縮小，也是因為有氫鍵。

-冰晶體結構中，每一個水分子旁只有4個水分子以氫鍵連接，有很多一格一格的空間，有點像蜂巢結構，因此密度相對變小，當冰融化時，一些氫鍵被打斷，部份類似蜂巢結構瓦解，所以水分子反而可以聚得更緊密，密度相對變大。因此冰融化成水體積反而縮小。在4℃時密度最大，4℃以上由於分子熱運動又使密度縮小。

水的化學性質：

1. 水為良好溶劑：
-水為極性分子，且具有氫鍵，故分子量不大的極性分子，並能與水分子產生氫鍵者，易溶於水。例：NH3、CH3OH、C12H22O11都易溶於水。

-水是電解質的優良溶劑：

a.水有很大的介電常數，使陰、陽梨子間引力大大降低，容易分開而溶解。

b. 水分子為極性分子，可以與陰離子和陽離子產生水合作用，形成水合離子而降低系統能量，有利於水容易形成。

c. 水合過程所放出來之熱稱為水合熱。

2. 重水：自然界水中含極少量重水。

-用途：核子反應器中，作為中子減速劑得到慢中子（或熱中子），可以形成連鎖核反應。

-重水物理性質：熔點3.82℃，沸點101.42℃，熔化熱6.3KJ/mol，汽化熱41.6KJ/mol，密度1.10g/ml，都比純水大。

-水當作反應物：

-水與鹼金屬作用，生成氫氣和氫氧化物。

水與大部份金屬氧化物作用生成鹼性氧化物。

3.水與大部份非金屬氧化物作用生成酸性氧化物。

4. 水的離子積：水為極弱電解質，其溫度越高，水的離子積之值越大。

http://www.geos.ntnu.edu.tw/home/1_department/g/oceangrophy/Sea91/1/quality.htm




水的其他性質:

-水的極性高，有利於和鹽類作用，不利於和脂質作用
水是由兩個氫與一個氧原子所形成的化合物，因為氫和氧的陰電性差異很大，氫氧鍵在氫端帶著部份的正電，在氧端帶著部份的負電。這種電荷分離使水具有很高的極性，所以只有極性高的物質才會溶於水，像油或氯仿(chloroform) 等極性低的物質則不會與水相溶。這種不互溶的性質是在細胞中能產生間隔，隔絕不相容物質的原因。

極性低的物質彼此間有疏水性作用(hydrophobic interation)，會聚集在一起而將水排出。同樣地， 極性高的水分子則會彼此連接形成氫鍵網，而不與極性低的物質作用。

-水合有助於物質的溶解
極性高的物質能溶解在水中，這是因為水分子可與極性高的化合物交互作用。以鹽為例，一個離子的外側會接合幾個水分子，而穩定離子在離開晶體而損失的格子能，這種穩定離子的能量稱之為水合能(hydration energy)。

-氫鍵使水分子形成網狀結構
水分子彼此間也會以帶負電的氧端會和氫端作用而形成氫鍵，因為水的氧原子上有兩個未配對電子，一個水分子上有兩個位置可和其它水分子形成氫鍵，再加上原有的兩個氫氧鍵，就可形成一類似四角錐體(tetrahedral) 的結構。一群水分子可連成一網狀結構，非常穩定，所以水的熱含量很大，有助於保持恆溫。到現在物理化學家都還未完全瞭解，水是以怎樣的形式參與反應，不過這對瞭解生化反應並不重要。

-純水緩衝 pH 的效果不好
氫和氧所形成的是共價鍵，所以水的極性雖然很強，解離度卻很低，純水的解離後，氫離子濃度只有10-7 M(pH 是7)，因此水的 pH 很容易受到外加物質的影響。好在體液內有一些弱酸鹽，有緩衝 pH 的效果。

http://binfo.ym.edu.tw/bch/bio_org/water.htm

更多有關水的性質:
http://library.thinkquest.org/C0126220/significance/advance2_c.htm

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