水與化學之緣

唐義蘭

摘 要：水是生命之源，萬物之根本。說起水的作用，每個人都會說出很多很多。可是，我現在從化學的角度來說說水。從化學工作者的角度來說，學習一種物質是從以下幾個方面來進行，即物質的存在形態、物質結構、物理性質、化學性質、物質制備到最后的用途及保存等等。

關鍵詞：化學教學；中學教育；課堂教學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）04-300-01

水是生命之源，萬物之根本。說起水的作用，每個人都會說出很多很多。可是，我現在從化學的角度來說說水。從化學工作者的角度來說，學習一種物質是從以下幾個方面來進行，即物質的存在形態、物質結構、物理性質、化學性質、物質制備到最后的用途及保存等等。

水是地球上分布最廣的物質，它覆蓋著地球表面70%以上，是人類環境的一個重要組成部分，以氣、液、固三種聚集狀態存在。水的結構說來也很有特色。氧原子最外層有6個電子，與兩個氫原子形成兩對公用電子后剛好都形成了各自需要的穩定結構。同時兩對公用電子都因氧原子吸引電子的能力強而偏向氧原子，故氧元素的化合價是-2，氫元素化合價是+1。同時又因兩個氫原子與一個氧原子形成“v”型的分子結構。所以水是由極性共價鍵形成的極性分子。而且也正因為公用電子對嚴重偏向氧原子而使水分子之間形成了氫鍵。

說起水的物理性質，它的一些數據有些奇特，會給人以深刻印象。如水的密度為1g/ml，水的熔點為00C，沸點為1000C。其中水的沸點是氧族元素所形成的氫化物中最高的。這正是前面所說的氫鍵所致。

同時水是一種最常見也是一種最重要的無機溶劑。很多的物質都溶于水，物質溶于水后受水分子的作用發生電離，形成了自由移動的水合陽離子與水合陰離子，從而使溶液導電。并且水本身就是一種電解質，當然是一種非常弱的電解質。這可從在25℃時水的離子積常數為1.0×10-14看出。所以在中學化學中水是弱電解質的代表。作為弱電解質，在溶液中就存在電離平衡。水的電離平衡的影響因素就是高中化學學習的重點。第一、溫度。由于水的電離是個吸熱過程，所以升溫會促進電離平衡向水的電離方向移動。故我們說“越熱越電離”。

第二、加酸或者加堿，由于是增大了水中氫離子或者氫氧根的濃度，都會使水的電離平衡向電離的逆方向移動。故我們說“加酸或加堿都會抑制水的電離”。第三、如果向水中加入碳酸鈉或氯化鐵等這些鹽，由于這些鹽電離的離子可以和水電離的氫離子或氫氧根結合生成弱電解質，從而會使水的電離平衡向電離的方向移動。我們就把這些鹽叫做可以水解的鹽。故向水中加入可以水解的鹽，會促進水的電離。

水的化學性質是我們化學工作者研究的重點。在有些反應中水是反應物，而另一些反應中水又是生成物。從水中氧和氫元素的化合價來說氧元素的化合價是-2價，是氧元素的最低價，具有還原性，而氫元素的化合價是+1價，是氫元素的最高價，具有氧化性。所以水既有氧化性又有還原性。這樣兩個性質在水的分解反應中就可以充分體現。表示為H2O →H2↑+ O2↑。而水的氧化性還可表現在與金屬反應中。如與鈉、與鐵等的反應中，表示為Na + H2O →NaOH + H2↑，Fe + H2O → Fe3O4 + H2↑；水的還原性表現在與氟氣的反應中。表示為 F2 + H2O → HF + O2↑。當然在更多的反應中，水既不表現氧化性，也不表現還原性，只是作為一種反應物參與反應。如二氧化氮、氯氣與水的反應中，表示為 NO2 + H2O → HNO3 + NO， Cl2 + H2O → HCl + HClO；另外在有些反應中水是一種隱藏的反應物，需要我們自己去分析和推敲。比如SO2通入Br2水中，表示為 SO2 + Br2 + H2O → H2SO4 +HBr。當然，水在很多的反應中也是一種生成物。比如酸堿中和反應、酸性氧化物與堿的反應、堿性氧化物與酸的反應及很多反應。

人類的生存和發展離不開水，化學學科的存在和發展也離不開水。我們呼吁，愛護自然環境，珍惜水資源。請節約每一滴水！

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