结晶水(crystalline H₂O )是指在晶体物质中,以 化学键 力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。又称水合水。例如 硫酸铜
(CuSO 4 ·5H 2 O)中结合五个水分子。
在不同的温度和 蒸汽 分压条件下,一种化合物可以生成含有不同数目水分子的水合晶体。如CuSO 4 ·5H 2 O在逐步升温的情况下,可以依次转变为CuSO 4 ·3H 2 O、CuSO 4 ·H 2 O,最后变为 碘化钠 的CuSO 4 。常温时,水合物有一定的饱和 水蒸气压 ,当一种水合物暴露在较干燥的空气中时,会慢慢失去结晶水,变成粉末,这个过程称为风化。有些无水物或低水合物放在湿度较大的空气中时,则会自动吸收水分,形成水合物,甚至最后变为浓溶液,这个过程称为 潮解 。
简介
不以水分子形式存在,所谓的结合离子形成的 混合物 ,离子混合物。
定义
在矿物晶格中占有确定位置的中性水分子 ;水分子的数量与该化合物中其他组分之间有一定的比例。如 石膏 、 胆矾 、 碳酸钠 ,分别表示其中含有2、5、10分子的结晶水。由于在不同的矿物的晶格中,水分子结合的紧密程度不同,因此结晶水脱离晶格所需的温度也就不同,但一般不超过 ,通常为 。当结晶水逸出时,原矿物晶格便被破坏;其他 原子 可重新组合,形成另一种化合物。
命名法
在 分子式 中结晶水可以由不同的方式来表示:
结构位置
盐与相应的结晶水组成水合物。由于 氢键 的存在,晶体结构中存在 网状结构 ,使得水合物的结构可能非常复杂。历史上,很多水合物的结构都是未知的,并且表示法中“·”的使用仅仅表示了特定的组成而没有指明 晶体 中水分子与化合物之间的结合方式。例如: 结构
- 五水硫酸铜 铜 (II) sulfate penta hydrate
- 六水氯化钴 钴 (II) 氯代十六烷 hexahydrate
- 二水氯化亚锡 锡 (II) (or stannous) chloride dihydrate
对于许多盐来说,水与其结合的方式是不重要的,因为在溶解过程中水分子非常的不稳定。例如 与CuSO_4的 水溶液 表现出相同的 物理化学 性质。根据水合度,人们能够对物质当量进行比较: 比 重。但是,在某些情况下,水合度却对物质 化学性质 产生影响。例如 碘化钠 不溶于水,并且在 金属有机化学 中应用较少,相对地, 则更有通用性。与之类似,水合的 是一种较弱的 路易斯酸 ,因此在 FriedelCrafts反应 中没有催化活性。所以,在保存无水的 时必须将其密封,与大气中的水分子隔绝。 的 网状结构
上述水合 硫酸铜 的 晶体 由 中心和与之相连的 离子组成。2个 硫酸根 和4分子水提供了6个氧 原子 ,将中心的铜原子包围。第五个水位于 晶体结构 的其他地方,但不直接与铜键合。上述 氯化钴 离子结构为 和Cl。在氯化锡中,每个Sn中心是 埃及金字塔 形的, 的平均键角为 ,Sn与两个Cl离子和一个水结合。结晶水因静电力而稳定存在,因此 水合物 在含有+2和+3价 阳离子 以及-2价 阴离子 的盐中比较常见。在某些情况下,化合物重量增加主要来自于水。例如, 芒硝 是一种白色结晶固体,其中水的重量大于 。
无机卤化物
无机 卤化物中的结晶水
下表列出每种盐类中水分子的数目。
水合物
许多物质从 水溶液 里析出 晶体 时,晶体里常含有一定数目的水分子,这样的水分子叫做结晶水。含有结晶水的物质叫做 结晶水合物 。水合物含一定量水分子的固体化合物。 水合物 中的水是以确定的量存在的,例如 五水硫酸铜 的水合物的组成为 。