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结晶水

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| style="background: #FF2400" align= center| '''<big>结晶水</big>'''
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| style="background: #66CCFF" align= center| '''<big>结晶水</big> ''' light|-
|[[File:|缩略图|居 |[ 原图链接]]]文名;结晶水
|-外文名;crystal water
| style="background: #66CCFF" align= center|别名;结合水
|-本质;结合在化合物中的水分子
| align= light|对立;液态水
存在位置;晶体
|}
化学'''结晶水'''存在于晶体中,也被称为水合水。结晶水是结合在化合物中的水 [[ 分子 ]] ,它们并不是液态水。很多晶体含有结晶水,但并不是所有的晶体都含有结晶水。在一些情况下,结晶水是在给定温度下物质中水的总量,并且大部分以确定的化学计量比存在。溶质从 [[ 溶液 ]] 里结晶析出时,晶体里结合着一定数目的水分子,这样的水分子叫结晶水。<ref>[ https://wenku.so.com/d/3b3961cdc532c59425f60a2bc6e7cead 结晶水], 360文库, --2019年2月5日</ref>
==定义==
在矿物晶格中占有确定位置的中性水分子H2O;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Ca(SO4)·2H2O、胆矾Cu(SO4)·5H2O、苏打Na2(CO3)·10H2O,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600℃,通常为100~200℃。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:
“化合物·nH2O”或“化合物×nH2O”这种表示法一般用于只存在晶格水或晶体结构尚未确定的情况下。例如 [[ 氯化钙 ]] :CaCl2·2H2O
“化合物n(H2O)”水合物与配合的水。例如氯化锌:ZnCl2(H2O)4
两种表示法组合:例如 [[ 硫酸铜 ]] :[Cu(H2O)4]SO4·H2O
==晶体结构位置==
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:
CuSO4·5H2O - 五水硫酸铜 copper(II) sulfate pentahydrate
SnCl2·2H2O - 二水氯化亚锡 tin(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CuSO4·5H2O与CuSO4的水溶液表现出相同的理化性质。根据水合度,人们能够对物质当量进行比较:1mol CuSO4·5H2O比1mol CuSO4重。但是,在某些情况下,水合度却对物质化学性质产生影响。例如无水RhCl3不溶于水,并且在有机金属 [[ 化学 ]] 中应用较少,相对地,RhCl3·3H2O则更有通用性。与之类似,水合的AlCl3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AlCl3时必须将其密封,与大气中的水分子隔绝。
上述水合硫酸铜的晶体由[Cu(H2O)4]2+中心和与之相连的SO42-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[Co(H2O)6]2+和Cl- 。在氯化锡中,每个Sn中心是 [[ 金字塔 ]] 形的,O/Cl-Sn-O/Cl的平均键角为83°,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Na2SO4(H2O)10是一种白色 [[ 结晶 ]] 固体,其中水的重量大于50%。
==分析方法==
大多数化合物的含水量可以用其公式来确定。 通过热重分析(TGA)来确定未知样品,在加热过程中,样品中水分会脱离 [[ 化合物 ]] ,最先蒸发出来的是与化合物靠分子间作用力相连的游离水,之后蒸发的是键合更强的结晶水。根据加热温度和物质质量作图,可以获得蒸发出的水分质量。 然后将脱离的水的量除以水的摩尔 [[ 质量 ]] ,以获得与盐结合的水分子数。
==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 ]]
==结晶水合物==
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CuSO 铜]]CuSO ₄的水合物的组成为CuSO₄·5H₂O。
== 参考来源 ==
<center>
{{#iDisplay:b01427f13rp|480|270|qq}}
<center>结晶水含量测定(美错同学的实验过程)</center>
</center>
== 参考资料 ==
{{reflist}} [[Category: 340 化學總論]]
26,395
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