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水的结构和性质
作为地球上最为普遍的物质之一，水是生命存在的必要条件之
一，也是我们日常生活中不可或缺的一部分。从化学的角度上来
讲，水分子由氢原子和氧原子构成，分子式为H2O。然而，如果
仅仅停留在分子式的层面上，就会忽略了水的那些独特的、让人
惊叹的性质。
1.水的结构
我们先来看一下水的结构。水分子由氢原子和氧原子组成，氧
原子比氢原子电负性更高，因此在共价键中拥有更多的电子。氢
原子则因为缺乏电子而带正电荷。因此，在水分子中，氧原子相
对氢原子承担了更多的负电荷，在这些共价键之间也同样如此。
水分子本身的形状是多面体，其分子中心的氧原子和周围两个
氢原子之间的键角为104.5度，这是因为氧原子中的电子云对其周
围的原子所施加的斥力。
由于水分子中氢原子所带的正电荷，水分子的结构中存在着分
子间的氢键。简单地说，氢键是两个分子中一个氢原子与其二价
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氮、氧、或者氟原子形成的键，因为氢原子所带的正电荷与氮、
氧、或氟原子所带的负电荷之间会存在互相吸引的关系。
水分子中的氢键在化学、物理和生物学很多领域都有着重要的
作用，比如说在蛋白质结构中，氢键可以在同一或者不同的蛋白
质链之间形成强大的互相吸引力；在纸面上，水的氢键可以使水
形成较稳定的氢键网络，因而具有较强的表面张力等。
2.水的性质
既然我们对水分子的结构有了了解，接下来便可以看一下水的
性质。
2.1高表面张力
表面张力可以理解为液体表面所呈现的强度，因此，高表面张
力意味着液体表面的牢固程度较高。在水中，这种高表面张力，
源于氢键。由于水分子是至关重要的分子，在水中存在着强大的
氢键网络，这使得水的表面能够保持得相对牢固--比如说在液体表
面上出现的“小水滴”现象便是表现这种表面张力的一个典型致形。
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2.2密度
水的密度在4度C时最高。这和大部分物质的情况是相反的：
物质通常是随着温度的升高而膨胀。但对于水来说，由于分子结
构的特殊性，密度在4度C时达到了最高。并且就算在温度继续
下降直到水结成冰，水的密度也不会有较大变化，这使得冰可以
漂浮在水面上。
2.3溶解性
水可以溶解大多数的原子和分子，这是因为在水中，水分子可
以与溶解物中的离子、分子形成氢键，更重要的是，水分子也因
为电子电荷的共享而使化合物聚集在一起。这使得水作为一种重
要的溶剂，对于植物、动物和人类的生存条件都非常关键。
2.4表面张力
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作为最显著的特征之一，水的表面张力可以涵盖很多方面，比
如，它涵盖了液体表面的结构，也涵盖了水的黏滞度等，表面张
力的高低对于很多过程都有着重要的意义。
结语
在我们认识了水的结构和性质之后，便可以进一步了解到它有
多么关键重要，水分子之间的分子结构，也决定了水分子与其他
分子之间的相互作用。更深入的研究不仅可以帮助我们更全面、
深刻地了解水的本质，还可以为我们设计新的材料，开发新的技
术带来更多启发。
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