水環(huán)境化學(xué)水化學(xué)基礎(chǔ)

1、水環(huán)境化學(xué)韓婕參考書目,成績(jī)構(gòu)成第一章第一章 水化學(xué)基礎(chǔ)水化學(xué)基礎(chǔ) 一一 水的結(jié)構(gòu)及特性水的結(jié)構(gòu)及特性 1 水的結(jié)構(gòu)水的結(jié)構(gòu) 水分水中氫、氧原子核里等腰三角形排列，兩腰水分水中氫、氧原子核里等腰三角形排列，兩腰夾角夾角104.45（ 104.5），氧原子周轉(zhuǎn)受四個(gè)），氧原子周轉(zhuǎn)受四個(gè)電子對(duì)包圍，其中兩對(duì)為孤對(duì)電子，另外兩對(duì)與電子對(duì)包圍，其中兩對(duì)為孤對(duì)電子，另外兩對(duì)與氫原子共享形成共價(jià)鍵。水分子這種氫原子共享形成共價(jià)鍵。水分子這種H-O-H排列排列使正負(fù)電荷靜電引力中心不重合，從而使水分子使正負(fù)電荷靜電引力中心不重合，從而使水分子變成偶性分子，即氧原子一端為負(fù)極，氫原子一變成偶性分子，即氧原子一

2、端為負(fù)極，氫原子一端為正極。端為正極。水的結(jié)構(gòu) 水分子結(jié)構(gòu) 由于水分子氧原子電負(fù)性較強(qiáng)，能對(duì)由于水分子氧原子電負(fù)性較強(qiáng)，能對(duì)相鄰水分子中氫原子產(chǎn)生靜電吸引，相鄰水分子中氫原子產(chǎn)生靜電吸引，形成氫鍵，水分子間氫鍵力是氫氧共形成氫鍵，水分子間氫鍵力是氫氧共價(jià)鍵的價(jià)鍵的1/20，每個(gè)水分子可以同相接，每個(gè)水分子可以同相接的近四個(gè)水分子形成氫鍵。水的相變的近四個(gè)水分子形成氫鍵。水的相變過程需要外界供給能量來(lái)破壞氫鍵。過程需要外界供給能量來(lái)破壞氫鍵。 2 水的特性水的特性 (1)獨(dú)特的物理性質(zhì)獨(dú)特的物理性質(zhì) 生成熱很高 很高的融沸點(diǎn)（101325Pa下,100）、融解熱和蒸發(fā)熱高。 水的熱傳導(dǎo)、比熱容、

3、汽化熱幾乎比其他液體都高 水有較大的表面張力 原因 水分子間氫鍵結(jié)合，作用比范德華力要強(qiáng)，提高溫度增強(qiáng)水的熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，不但要克服范德華力，而且要擺脫分子間氫鍵束縛。因而改變水的物理狀態(tài)就需要更多的熱量和更高的溫度。 水之所以有很大的比熱也是需要熱能來(lái)調(diào)整分子間氫鍵的數(shù)量。 氫鍵的作用使水內(nèi)部的內(nèi)聚力很大，內(nèi)部水分子強(qiáng)烈傾向于把表面分子拉向內(nèi)部，從而造成了很強(qiáng)的表面張力。 2 水的特性水的特性 （2）水有較大的表面張力）水有較大的表面張力 （3）較小的黏滯度和較大的流動(dòng)性）較小的黏滯度和較大的流動(dòng)性 （4）高介電效應(yīng)）高介電效應(yīng) 處于水中的鹽類晶體離解時(shí)，水分子圍繞在每個(gè)離子周圍，處于水中的鹽類晶

4、體離解時(shí)，水分子圍繞在每個(gè)離子周圍，形成一層抵銷外部靜電力的外膜，會(huì)部分中和離子電荷，阻形成一層抵銷外部靜電力的外膜，會(huì)部分中和離子電荷，阻止正負(fù)離子再行鍵合，這種水分子封閉外殼類似絕緣介質(zhì)的止正負(fù)離子再行鍵合，這種水分子封閉外殼類似絕緣介質(zhì)的作用，起絕緣效應(yīng)，稱介電效應(yīng)。作用，起絕緣效應(yīng)，稱介電效應(yīng)。 （5）具有使鹽類離子產(chǎn)生水化作用的能力）具有使鹽類離子產(chǎn)生水化作用的能力 （6）良好的溶解性能）良好的溶解性能 （7）溫度）溫度-體積效應(yīng)異常體積效應(yīng)異常水的溫度水的溫度- -體積效應(yīng)異常主要表現(xiàn)在：體積效應(yīng)異常主要表現(xiàn)在： 其它物質(zhì)凍結(jié)時(shí)體積收縮，而水結(jié)冰時(shí)體其它物質(zhì)凍結(jié)時(shí)體積收縮，而水結(jié)冰

5、時(shí)體積膨脹，積膨脹，0-40-4范圍內(nèi)隨著溫度升高水的體范圍內(nèi)隨著溫度升高水的體積反而縮小，積反而縮小，4 4時(shí)密度最大體積最小，超時(shí)密度最大體積最小，超過或低于此溫度，體積都會(huì)膨脹。過或低于此溫度，體積都會(huì)膨脹。 當(dāng)壓力增大時(shí)，一般物質(zhì)凝固點(diǎn)均有所升當(dāng)壓力增大時(shí)，一般物質(zhì)凝固點(diǎn)均有所升高，而水的冰點(diǎn)卻略為下降。高，而水的冰點(diǎn)卻略為下降。 一般物質(zhì)在壓力升高時(shí)，熱膨脹系數(shù)均減一般物質(zhì)在壓力升高時(shí)，熱膨脹系數(shù)均減小，而水在小，而水在0-450-45范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)隨壓范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)隨壓力升高而增大。力升高而增大。水受熱溫度升高分子熱運(yùn)動(dòng)使分子間距離增大，導(dǎo)致水的體積膨脹，密度減小若干氫鍵解體使

6、單體水分子有可能填充到原來(lái)空隙中去，水分子間空隙減小密度增大 二二 水圈的結(jié)構(gòu)水圈的結(jié)構(gòu) 概念概念:海洋和陸地上的液態(tài)水和固態(tài)水構(gòu)成一個(gè)海洋和陸地上的液態(tài)水和固態(tài)水構(gòu)成一個(gè)大體連續(xù)的圈層覆蓋在地球表面，稱為水圈。大體連續(xù)的圈層覆蓋在地球表面，稱為水圈。它包括江河湖海中一切淡水和咸水、土壤水、它包括江河湖海中一切淡水和咸水、土壤水、淺層和深層地下水以及南北兩極冰帽和各大陸淺層和深層地下水以及南北兩極冰帽和各大陸高山冰川中的冰，還包括大氣圈中的水蒸氣和高山冰川中的冰，還包括大氣圈中的水蒸氣和水滴。水圈是對(duì)地球表面和接近地球表面的各水滴。水圈是對(duì)地球表面和接近地球表面的各種形態(tài)的水的總稱。種形態(tài)的水

7、的總稱。 水圈中，存在于陸地河流與湖泊中的水不到水圈中，存在于陸地河流與湖泊中的水不到0.5%,，絕大部分存在于大洋和淺海中（超過，絕大部分存在于大洋和淺海中（超過80%），其余主要存在于海洋沉積物中。），其余主要存在于海洋沉積物中。三三 水對(duì)地球環(huán)境和人類生存水對(duì)地球環(huán)境和人類生存的意義的意義 1 水是生命的命脈 水是任何生物體構(gòu)成的基本成分。 水對(duì)生物的重要作用還在于水是生物新陳代謝的介質(zhì)。 水對(duì)生物體還起著散失熱量、調(diào)節(jié)體溫的作用。 現(xiàn)代人的身體內(nèi)流動(dòng)著幾十億年前的海水。 三三 水對(duì)地球環(huán)境和人類生存的水對(duì)地球環(huán)境和人類生存的意義意義 2 水是社會(huì)發(fā)展的必要條件。工、農(nóng)、畜水是社會(huì)發(fā)展的

8、必要條件。工、農(nóng)、畜牧業(yè)發(fā)展都離不開水牧業(yè)發(fā)展都離不開水 . 3對(duì)人類環(huán)境的影響對(duì)人類環(huán)境的影響 有調(diào)節(jié)地球氣溫的作用，海洋與陸地接受太陽(yáng)輻有調(diào)節(jié)地球氣溫的作用，海洋與陸地接受太陽(yáng)輻射性能不同，海水熱容量大，在同樣強(qiáng)度陽(yáng)光照射性能不同，海水熱容量大，在同樣強(qiáng)度陽(yáng)光照射下比陸地增溫慢，但在輻射冷卻時(shí)比陸地降溫射下比陸地增溫慢，但在輻射冷卻時(shí)比陸地降溫慢，低層大氣溫度取決于海面或陸地的反射。也慢，低層大氣溫度取決于海面或陸地的反射。也決定了地球氣溫的地理分布。決定了地球氣溫的地理分布。 第二章第二章 天然水主要離子化學(xué)天然水主要離子化學(xué) 第一節(jié)第一節(jié) 天然水成分的一般組成天然水成分的一般組成第二講

9、第二講概要：概要：1天然水主要離子化學(xué)2水環(huán)境化學(xué)研究方法目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)掌握水環(huán)境化學(xué)有哪幾類研究方法，概念及基本知識(shí)；天然水中幾種主要離子的化學(xué)行為。難點(diǎn)：天然水離子化學(xué)。本講課程的引入本講課程的引入上節(jié)課已對(duì)水環(huán)境化學(xué)這門學(xué)科研究?jī)?nèi)容有了初步的了解，本節(jié)課將對(duì)水環(huán)境化學(xué)研究的基本方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹；復(fù)習(xí)上節(jié)課天然水中化學(xué)成分的一般組成，在了解基本組成的基礎(chǔ)上對(duì)幾種主要離子在天然水中的各種化學(xué)行為進(jìn)行講解。第二章第二章 天然水主要離子化學(xué)天然水主要離子化學(xué) 第二節(jié)第二節(jié) 幾種離子在天然水中的化學(xué)行為幾種離子在天然水中的化學(xué)行為 第三講第三講概要：1 天然水分類2 天然水pH值、酸度和堿度3 海水化學(xué)，河水化學(xué)目的要求和重點(diǎn)：概括了解天然水按離子總量和離子成分的分類方法，理解掌握天然水pH值、酸度和堿度定義；海水成分特征、溶質(zhì)成分的形成與特征；河水化學(xué)特征概述；本講課題的引入放PPT對(duì)天然水中主要離子成份進(jìn)行回顧，上節(jié)課對(duì)天然水中主要離子有了一定了解，本節(jié)課將對(duì)天然水的分類，pH值、酸度和堿度以及天然水化學(xué)的初步知