Nước hợp chất hóa học oxy hidro, có cơng thức hóa học H2O Với tính chất lí hóa đặc biệt (ví dụ tính lưỡng cực, liên kết hiđrơ tính bất thường khối lượng riêng) nước chất quan trọng nhiều ngành khoa học đời sống 70% diện tích Trái Đất nước che phủ 0,3% tổng lượng nước Trái Đất nằm nguồn khai thác dùng làm nước uống cấu tạo nước Bên cạnh nước "thơng thường" có nước nặng nước siêu nặng Ở loại nước này, ngun tử hiđrơ bình thường thay đồng vị đơteri triti Nước nặng có tính chất vật lý (điểm nóng chảy cao hơn, nhiệt độ sôi cao hơn, khối lượng riêng cao hơn) hóa học khác với nước thường Đặc tính Hương vị mùi Nước tinh khiết thường mô tả không vị không mùi, người có cảm biến đặc biệt cảm nhận có mặt nước miệng, ếch biết có khả ngửi thấy Tuy nhiên, nước từ nguồn thông thường (bao gồm nước khống đóng chai) thường có nhiều chất hòa tan, làm cho có nhiều hương vị mùi khác Con người động vật khác phát triển giác quan cho phép họ đánh giá chất lượng nước cách tránh nước mặn Màu sắc hình dáng Màu sắc tự nhiên nước thường xác định chất rắn lơ lửng chất lơ lửng, cách phản chiếu bầu trời, nước Điều có nghĩa màu sắc nước phụ thuộc vào góc phản xạ khúc xạ ánh sáng chiếu đến Ánh sáng phổ điện từ nhìn thấy qua vài mét nước tinh khiết (hoặc băng) mà khơng có hấp thụ đáng kể , trơng suốt khơng màu Như thực vật thủy sinh , tảo , sinh vật quang hợp khác sống nước sâu đến hàng trăm mét, ánh sáng mặt trời tiếp cận họ Hơi nước khơng nhìn thấy chất khí Tuy nhiên, với độ dày 10 mét trở lên, màu sắc nước (hoặc băng) màu ngọc lam (màu xanh lục nhạt), phổ hấp thụ có độ sắc nét tối thiểu màu tương ứng ánh sáng (1/227 m −1 418 nm) Màu sắc trở nên ngày mạnh mẽ tối với độ dày ngày tăng (Thực tế khơng có ánh sáng mặt trời đến phần đại dương độ sâu 1000 mét) Mặt khác, tia cực tím tia cực tím bị nước hấp thụ mạnh Và thiếu ánh sáng áp lực vô lớn, Rãnh Mariana, Do khơng sinh vật sống đáy đại dương Các số khúc xạ nước lỏng (1.333 20 °C) cao nhiều so với khơng khí (1.0), tương tự alkan ethanol , thấp so với glycerol (1,473), benzen (1,501), carbon disulfide (1.627), loại kính phổ biến (1.4 đến 1.6) Chỉ số khúc xạ băng (1.31) thấp lượng nước Nước hình dạng định, tồn hình dạng thời điểm vật mà chứa Nó có cấu trúc phân tử di chuyển trượt lên nước dễ hình dạng, nước khó nén, lợi dụng tính chất này, người ta áp dụng nguyên lý Pascal cho máy nén thủy lực Phân tử nước Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hiđrô nguyên tử ơxy Về mặt hình học phân tử nước có góc liên kết 104,45° Do cặp điện tử tự chiếm nhiều chỗ nên góc sai lệch so với góc lý tưởng hình tứ diện Chiều dài liên kết O-H 96,84 picơmét Tính lưỡng cực Ơxy có độ âm điện cao hiđrơ Việc cấu tạo thành hình ba góc việc tích điện phần khác nguyên tử dẫn đến cực tính dương ngun tử hiđrơ cực tính âm ngun tử ơxy, gây lưỡng cực Dựa hai cặp điện tử đơn độc nguyên tử ôxy, lý thuyết VSEPR giải thích xếp thành góc hai ngun tử hiđrơ, việc tạo thành moment lưỡng cực mà nước có tính chất đặc biệt Vì phân tử nước có tích điện phần khác nên số sóng điện từ định sóng cực ngắn có khả làm cho phân tử nước dao động, dẫn đến việc nước đun nóng Hiện tượng áp dụng để chế tạo lò vi sóng Liên kết hiđrơ Các phân tử nước tương tác lẫn thông qua liên kết hiđrô nhờ có lực hút phân tử lớn Đây khơng phải liên kết bền vững Liên kết phân tử nước thông qua liên kết hiđrô tồn phần nhỏ giây, sau phân tử nước tách khỏi liên kết liên kết với phân tử nước khác Đường kính nhỏ ngun tử hiđrơ đóng vai trò quan trọng cho việc tạo thành liên kết hiđrơ, có ngun tử hiđrơ đến gần nguyên tử ôxy chừng mực đầy đủ Các chất tương đương nước, thí dụ đihiđrơ sulfua (H2S), không tạo thành liên kết tương hiệu số điện tích q nhỏ phần liên kết Việc tạo chuỗi phân tử nước thông qua liên kết cầu nối hiđrô nguyên nhân cho nhiều tính chất đặc biệt nước, thí dụ nước có khối lượng mol nhỏ vào khoảng 18 g/mol thể lỏng điều kiện tiêu chuẩn Ngược lại, H2S tồn dạng khí điều kiện Nước có khối lượng riêng lớn độ Celcius nhờ vào mà băng đá lên mặt nước; tượng giải thích nhờ vào liên kết cầu nối hiđrô Cấu tạo phân tử nước tạo nên liên kết hiđrô phân tử sở cho nhiều tính chất nước Cho đến số tính chất nước câu đố cho nhà nghiên cứu nước nghiên cứu từ lâu Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi nước Anders Celsius dùng làm hai điểm mốc cho độ bách phân Celcius Cụ thể, nhiệt độ nóng chảy nước độ Celcius, nhiệt độ sơi (760 mm Hg) 100 độ Celcius Nước đóng băng gọi nước đá Nước hóa gọi nước Nước có nhiệt độ sơi tương đối cao nhờ liên kết hiđrơ Dưới áp suất bình thường nước có khối lượng riêng (tỷ trọng) cao °C: g/cm³ nước tiếp tục giãn nở nhiệt độ giảm xuống °C Điều không quan sát chất khác Điều có nghĩa là: Với nhiệt độ °C, nước có đặc tính giống vật khác nóng nở, lạnh co; với nhiệt độ °C, nước lại lạnh nở, nóng co Do hình thể đặc biệt phân tử nước (với góc liên kết 104,45°), bị làm lạnh phân tử phải dời xa để tạo liên kết tinh thể lục giác mở Vì mà tỉ trọng nước đá nhẹ nước thể lỏng Khi đông lạnh °C, phân tử nước phải dời xa để tạo liên kết tinh thể lục giác mở Nước dung mơi tốt nhờ vào tính lưỡng cực Các hợp chất phân cực có tính ion axít, rượu muối dễ tan nước Tính hòa tan nước đóng vai trò quan trọng sinh học nhiều phản ứng hóa sinh xảy dung dịch nước Nước tinh khiết khơng dẫn điện Mặc dù vậy, có tính hòa tan tốt, nước hay có tạp chất pha lẫn, thường muối, tạo ion tự dung dịch nước cho phép dòng điện chạy qua Về mặt hóa học, nước chất lưỡng tính, phản ứng axit hay bazơ Ở pH (trung tính) hàm lượng ion hydroxyt (OH-) cân với hàm lượng hydronium (H3O+) Khi phản ứng với axit mạnh thí dụ HCl, nước phản ứng chất kiềm: HCl + H2O ↔ H3O+ + ClVới ammoniac nước lại phản ứng axit: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH- Hệ quả: Tính chất vật lý: nước chất lỏng khơng màu, không mùi, không vị, sôi (áp suất 1atm) Khối lượng riêng 1g/ml Nước hòa tan nhiều chất rắn( đường, muối ăn,…), chất lỏng( cồn, axit đặc,…), chất khí (HCl, NH3, ) Tính chất hóa học: a) Tác dụng với kim loại: Nước tác dụng với số kim loại( Na, K, Ba, Ca) nhiệt độ thường 2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2↑ Ba + 2H2O -> Ba(OH)2 + H2↑ b) Tác dụng với số oxit bazo: Nước hóa hợp với số oxit bazo tạo thành dung dịch bazo làm đổi màu quỳ tím thành xanh CaO + H2O -> Ca(OH)2 Na2O+H2O -> 2NaOH c) Tác dụng với số oxit axit: Một số dung dịch oxit tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit tương ứng làm đổi mà quỳ tím thành đỏ SO2 + H2O -> H2SO3 SO3 + H2O -> H2SO4 P2O5 + H2O ->2H3PO4 ... liên kết O-H 96, 84 picơmét Tính lưỡng cực Ơxy có độ âm điện cao hiđrơ Việc cấu tạo thành hình ba góc việc tích điện phần khác nguyên tử dẫn đến cực tính dương ngun tử hiđrơ cực tính âm ngun tử... có tính hòa tan tốt, nước hay có tạp chất pha lẫn, thường muối, tạo ion tự dung dịch nước cho phép dòng điện chạy qua Về mặt hóa học, nước chất lưỡng tính, phản ứng axit hay bazơ Ở pH (trung tính) ... axit mạnh thí dụ HCl, nước phản ứng chất kiềm: HCl + H2O ↔ H3O+ + ClVới ammoniac nước lại phản ứng axit: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH- Hệ quả: Tính chất vật lý: nước chất lỏng không màu, không mùi, không