化学分子式大全必背（工科化学一二）

2.3液体和液晶

接下来讲液体的相关知识

2.3.1水的性质和应用

液体中最重要的就是水

2.3.1.1水的极性

为什么甲烷是非极性分子，而水是极性分子

从上面结构图我们可以看出，左边的甲烷，键角是109°28'，其正电荷中心（5个原子核戴正点）和负电荷中心（原子核周围的电子）是重合的，所以它是非极性分子。水的两对电子不成键（孤对电子，定义参考配合物那一节），比起甲烷来，这两对电子更靠近中心原子，而电子本身都是负电，是互斥的，就导致两对成键的电子被压迫，所以其键角比109°28'要小，其数值是104°31'，其正电荷电荷中心与负电荷中心就不在重合，所以水是极性分子。

水分子的球棍模型，及其键角数值。另：角分秒之间是60进制，0.5°=30'

思考题：氨气分子的键角应该是多大？比109°28'大？比104°31'？还是在二者之间？

水的密度随着温度变化，在4℃最大，一般实验测得水的密度都是0.98或者1.00g/cm3之间。

纯水是电的不良导体，纯水中，只有少量的氢离子和氢氧根离子，其导电性能很差。但含有少量电解质（比如有少量杂质）的水，导电性能很好。

2.3.1.2独特化学键：氢键

氢键：一个电负性较大的原子与氢原子形成共价键X-H时，电子云强烈偏向X原子，使得H原子几乎成为没有电子的带正电荷的原子核，使得H原子的轨道还能在再和一个电负性大的原子Y产生静电力，这个静电力就是氢键

X、Y均为电负性大的原子（可以是相同元素的原子），并且要有未成键的孤对电子，如F\O\N等

原 X — H 中的键极性很强，共用电子对或电子云强烈偏向 X，使 H 原子几乎成为一个裸露的质子（半径很小，带部分正电荷），极易与其它 Y 原子的孤对电子的电子云吸引而相互作用。

氢键表达式，也有部分教材上把“···”表述为“—”

氢键的特点和强度

2.3.1.3水的离子积

氢键的存在，使得水分子成为团簇型化合物，水分子互相缔合在一起，受温度影响，温度越高，缔合越弱。

水的离子积：

水的离子积与温度相关

水的离子积是水中氢离子浓度与氢氧根离子浓度的乘积，表中的cϴ叫做标准浓度，其数值为1mol/L,氢离子浓度与氢氧根浓度的单位也是mol/L。所以，离子积只是一个数字，没有单位。

水的离子积和温度相关，即使改变其酸碱性，水变为某种溶液，只要温度不变，其离子积的大小也不会改变。举例说明，25℃时，某酸性溶液中，氢离子浓度为1*10-2（10的-2次方），那么其氢氧根离子浓度就是1*10-12（10的-12次方），其乘积不变。

2.3.1.4水的其他性质

饱和蒸气压：蒸发速率和凝固速率达到平衡时的气态的分压

沸点：液体的蒸气压与外界压力相等时的温度

凝固点：液体的蒸气压与固体蒸气压相等时的温度

汽化热：单位量的液体全部气化需要吸收的热量

三相点：固、液、气三相达到平衡时的状态点（水的三相点是0.01℃，611Pa）

摩尔热容：单位摩尔物质生温度升高一度所需要的能量，水的是75.4J•mol-1•K-1=4.19J•g-1•K-1

这里面，关于熔沸点的定义，和中学时有了不同解释。

下一节讲酸碱性和pH值的计算