关于“水是H2O”的论点，一直是哲学家们喜欢的话题，他们从各种角度论证“水就是H2O”、“H2O就是水”。我们从初中接触化学起，也被老师教育说水是H2O，于是大家都不认为这中间存在什么问题。
但化学家们显然并不这么看。
（水的分子式）
本文就向你介绍其中的科学道理。
水是H2O分子的集合
水是什么？这看起来像是个傻问题。
水是由氢和氧两种元素按2:1的比例组成的无色无嗅无味透明的无机液体，它广泛分布在地球表面；它是生命的重要组成部分，地球上正是有了大量液态水才孕育出生命，我们可以一天不吃东西，但没有办法一天不呼吸，也必须每天补充水。
（水是生命的源泉）
水有很多的名称：一氧化二氢、氢氧化氢、氧化氢、氢氧酸、氧烷......等等。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）给它的正式命名只有两个：水(Water)、氧烷(Oxidane)。
H2O是水分子的化学式，化学家们认为水是“H2O分子的集合”，而H2O本身并不代表任何水微观结构的描述，“H2O”是组成式，用以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更能反应水的某些物理和化学特性。
（水分子因氢氧原子所携带的电荷而拥有很强的极性）
我们都知道，水有固态、液态和气态这三种形态，许多人不知道水还有超固体、超液体、超临界流体、等离子体、费米子凝聚态、玻色-爱因斯坦凝聚态等许多形态。水之所以存在这么多的形态，与单个H2O分子的原子键相关，更与H2O分子间的氢键相关。像许多其它物质一样，单个H2O分子无法体现水的形态，它只是H2O分子，它不是水。
（水分子间通过氢键相互形成分子团）
水其实并不简单
给你一个极干净的杯子，里边装了一杯极纯净的水，杯子里会全是H2O分子吗？并不。在任何一杯液态水里，都会存在着自由电离的氢离子和氢氧根离子。
在这里“H3O ”被称为水合氢离子，事实上水合氢离子常常体现为H9O4 ，这意味着氢离子和氢氧根离子在液态水中与H2O分子共存，并且随时*、不断变换自己的身份。
纯水中氢离子物质的量浓度为10^-7mol/L，看起来不多，但很重要。
因为分子间氢键的作用，H2O分子会结合成更大的聚合物，当一个携带正电荷的氢离子附着在一个聚合物簇的一点上时，就可以诱导电荷在簇间的协同转移，在某个遥远的点释放一个氢离子。其结果是电荷从一个点转移到另一个点，而不需要携带它的物质转移。水就是通过这种方式导电的。
水的物理特性与水分子间的氢键有很大关系
一个大气压下，当水的温度在0℃~3.98℃时，水中大多是两个H2O或三个H2O分子抱成团，形成（H2O）2和（H2O）3缔合分子，这时候水分子间的距离最近，水的密度最大；
温度升高，缔合分子越来越少，水开始膨胀；当温度上升到100℃，水分子间的氢键断开，单个的水分子变成水蒸气；
而温度降低到0℃以下时，水开始结冰，所有的H2O分子会聚合成一个巨大的分子团，由于水分子力场的关系，氧原子会与附近两个水分子的氢原子结成氢键，这种晶体结构造成更大的空隙，使体积膨胀。这就是冰的密度比水低、会浮在水面的原因。
