水的“异常”性质 化学

水的这种“异常”性质主要与H2O分子中的氢键有关，
水在常温下呈液态存在，具有一般液体的共性。与其它液体相比，又有许多独特的性质。
(1)水在0~4℃范围内不是热胀冷缩，而提冷胀热缩，即温度升高，体积缩小，密度增大。
(2)在所有的液体中，水的比热容最大，为4.18焦耳/克度。因此水可作为优质的热交换介质，用于冷却、储热、传热等方面。
(3)常温下（0~100℃），水可以出现固、液、气三相变化，帮利用水的相热转换能量是很方便的。
(4)在液体中，除了汞（Hg）以外，水的表面能最大。
(5)水溶解及反应能力极强。许多物质不但在水中有很大的溶解度，而且有最大的电离度。
(6)水的导电性能是随着水中含盐量的增加而增大。

氢键 Hydrogen Bonding
与负电性大的原子X（氟、氯、氧、氮等）共价结合的氢，如与负电性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结合能是2—8千卡（Kcal）。因多数氢键的共同作用，所以非常稳定。在a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键，DNA的双螺旋情况下是N-H…O，N-H…N型的氢键，因为这样氢键很多，因此这些结构是稳定的，此外，水和其他溶媒是异质的，也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此，这也就成为疏水结合形成的原因。

一、氢键的形成
1、同种分子之间
现以HF为例说明氢键的形成。在HF分子中，由于F的电负性（4.0）很大，共用电子对强烈偏向F原子一边，而H原子核外只有一个电子，其电子云向F原子偏移的结果，使得它几乎要呈质子状态。这个半径很小、无内层电子的带部分正电荷的氢原子，使附近另一个HF分子中含有孤电子对并带部分负电荷的F原子有可能充分靠近它，从而产生静电吸引作用。这个静电吸引作用力就是所谓氢键。
2、不同种分子之间
不仅同种分子之间可以存在氢键，某些不同种分子之间也可能形成氢键。例如 NH3与H2O之间。
3、氢键形成的条件
⑴ 与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子 。
⑵ 较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子