
结晶水(Water of Crystallization)指在晶体结构中通过化学键与化合物分子或离子按固定比例结合的水分子。这类水分子是晶体结构的重要组成部分,其数量与化合物的化学式直接相关,例如五水硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)中的5个结晶水分子。
在晶体学中,结晶水的存在会影响物质的物理性质,如颜色、密度和热稳定性。例如,无水硫酸铜(CuSO₄)为白色粉末,而结合结晶水后形成蓝色晶体(CuSO₄·5H₂O)。当加热至一定温度时,结晶水会以水蒸气形式释放,导致晶体结构崩塌。
不同化合物的结晶水含量具有特定规律,例如:
权威定义参考国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)术语库(IUPAC Gold Book)及《化学术语标准手册》(Compendium of Chemical Terminology)第2.3.3章对结晶水的解释。
结晶水是结合在化合物中的水分子,以确定的化学计量比存在于晶体结构中,其具体特性如下:
结晶水(又称水合水)并非液态水,而是通过化学键或分子间作用力与化合物结合的中性水分子。例如,硫酸铜晶体(胆矾)中每个硫酸铜分子结合5个水分子,形成CuSO₄·5H₂O的结构。
通过热重分析(TGA)可测定结晶水含量。加热过程中,结晶水在游离水蒸发后脱离,质量变化对应其化学计量比。
结晶水影响晶体物理性质(如颜色、稳定性),但无法直接参与土壤中的物理作用或植物吸收。例如,干燥土壤中的结晶水无法被植物根系利用。
胆矾(CuSO₄·5H₂O)的蓝色源于结晶水的存在,脱水后变为白色无水硫酸铜,加水可恢复颜色和结构。这一特性常用于实验室检测水分。
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