(水在固态与液态的分子排列)
当达到374℃的临界温度和22.1MPa的临界压力时,水会呈现气体与液体完全交融的超临界状态,此时的水会显示出极强的氧化能力,它甚至可以跟王水一样腐蚀黄金。与水的其它物理化学性质一样,水的超临界性质也不是单个H2O分子所能具备的,它与水分子的力场以及分子间的氢键组合方式密切相关。
(水分子力的模型及力点分布)
重水
氢有三种核素,分别是氕、氘和氚。我们最常见的氢就是氕,它的原子核中仅有一个质子;氕的同位素氘,其原子核中有一个质子和一个中子,它比氢重一倍;氚的原子核有一个质子和两个中子。
重水和普通水一样,也是由氢的核素氘与氧化合而成的液体化合物。因为重水可以降低中子的速率,所以它作为中子的减速剂被广泛用于核反应堆中。
(半重水与重水的球棒模型)
氚在自然界中极少,但氘却有很多。自然界中重水(D2O)的含量约占0.015%;另外还有一种半重水(HDO)的含量约为0.031%。实际上我们喝的每一杯水中都有它们的存在,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更高(约101℃),重水更不容易气化。
由于重水在自然界水中的含量极低,加之重水与普通水(轻水)相比没什么毒性,所以对我们的健康不会造成什么影响。
总结:
分析到这里,你应该明白了,所谓的“水不是H2O”并不是玩弄什么文字游戏,严谨表述的背后是一系列严肃的科学道理:
水只有在许许多多H2O分子组合成分子集合时,才能表现出其独特的物理和化学特性,这是一个或两个H2O分子做不到的;
(表面张力是水分子键力作用的结果)
决定水物理化学特性的除了水分子的力场、分子间氢键的作用、分子与其离子态复杂的转换关系外,还与温度与压力等因素密切相关;
天然的纯水中不只有H2O分子,还存在D2O分子和HDO分子,正是这些分子共同构成了水这种平凡又神奇的液体。
水不是H2O,H2O也不等于水,水是H2O分子的集合。从物质的化学特性角度,“水”是一个谓词,水的实际特征需参考其微观结构和宏观特征,而H2O只是水分子的一个化学符号而已。