水合物

含分子形式水H2O的化合物

水合物(Hydrate)指的是含有的化合物,其範圍相當廣泛。其中水可以是配位與其他部分相連,如水合金屬離子,也可以是以共價鍵相結合,如水合三氯乙醛

無水氯化亞鈷CoCl2
六水合氯化亞鈷Co(H2O)6Cl2

粉紅色的水合氯化鈷加熱失水生成藍色的無水物,無水物吸水又變成粉紅色的水合物,因此在矽膠中用來指示矽膠吸水程度。

它是天然氣中某些組分於水分在一定溫度、壓力條件下形成的白色晶體,外觀類似緻密的冰雪,密度為0.88至0.90 g/cm3。研究表明,水合物是一種籠形晶體包絡物,水分子借氫鍵結合形成籠形結晶,氣體分子被包圍在晶格之中。

結構

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低分子的氣體的水合物為體心立方晶格,較大的氣體分子則是類似於金剛石的晶體結構。化合物從其組成離子的水溶液中結晶出來時,所得到的晶體往往是天然氣水合物結構。所以水合物並不是簡單的與水混合,水合物也是純淨物。

分類

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水合物化學式具有確定數目的水分子,其結構大體可分為4類:

  1. 全部H
    2
    O
    分子配位於金屬陽離子。例如,六水合物Co(ClO
    4
    )·
    2
    6H
    2
    O
    中的6個H2O分子全部配位於Co2+
    離子, 可將其寫成[Co(H
    2
    O)
    6
    ](ClO
    4
    )
    2
  2. 部分H
    2
    O
    分子配位於金屬陽離子,部分H
    2
    O
    分子鍵合於酸根陰離子。例如CuSO·
    4
    5H
    2
    O
    中的H
    2
    O
    分子。
  3. H
    2
    O
    分子進入固體晶格的確定位置,不與特定的陽離子或陰離子鍵合。這種化合物中的水分子叫晶格水,例如BaCl·
    2
    2H
    2
    O
    中的水分子。
  4. 一部分H
    2
    O
    分子與陽離子配位,另一部分則是晶格水。明礬KAl(SO
    4
    )·
    2
    12H
    2
    O
    似乎[來源請求]具有這種結構。

最後還應該提到水合包合物。它們應該歸入水合物, 但卻不是從其組成離子的水溶液中結晶出來的化合物。它們是H
2
O
分子彼此間通過氫鍵形成籠,將外來的電中性分子或離子包於籠內而得到的一類水合物。例如Cl
2
(H
2
O)
7.25
和「可燃冰」。

參見

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