以水分子为例:按照在晶体中水分子同其他微观化 学物种的相互关系,可以把晶体中的水分为“配位水” “结构水”、“桥键水”、“骨架水”、“沸石水” 等,但并不十分严格。 “配位水”是指与金属离子形成配位键的水分子 ,如MgH20)62+和Cu(H20)42+中的水分子。 “结构水”泛指除配位水以外的一切在晶体中确 为有序排列的结构微粒的水分子。如CSO45H20中间 那个水,它是通过氢键与$042一相连,它没有参与同 C2+离子配位,但在晶体中确有固定的位置,这个水 就是“结构水”。 H20
以水分子为例:按照在晶体中水分子同其他微观化 学物种的相互关系,可以把晶体中的水分为“配位水” 、 “结构水” 、 “桥键水” 、 “骨架水” 、 “沸石水” 等,但并不十分严格。 “配位水”是指与金属离子形成配位键的水分子 ,如Mg(H2O)6 2+和Cu(H2O)4 2+中的水分子。 “结构水”泛指除配位水以外的一切在晶体中确 为有序排列的结构微粒的水分子。如CuSO4·5H2O中间 那个水,它是通过氢键与SO4 2-相连,它没有参与同 Cu2+离子配位,但在晶体中确有固定的位置,这个水 就是 “结构水” 。 Cu OH2 H2 O H2 O O H OH2 H O O S O O
“桥键水”指连结原子或离子的水分子,如 CaC26H20。其结构单元为9个H20分子配位于 Ca2+离子的周围,其中6个水占据三角柱体的六 个顶角,三个水在柱体侧面之外。柱体的上、下 两个底面的六个顶角的水,均被两个Ca2+离子所 共用而成为“桥键水”。换句话说,三角柱顶角 的水配位于两个Ca2+离子而成为桥,所以这种水 被称为“桥键水
“桥键水”指连结原子或离子的水分子,如 CaCl2·6H2O。其结构单元为9个H2O分子配位于 Ca2+离子的周围,其中6个水占据三角柱体的六 个顶角,三个水在柱体侧面之外。柱体的上、下 两个底面的六个顶角的水,均被两个Ca2+离子所 共用而成为“桥键水” 。换句话说,三角柱顶角 的水配位于两个Ca2+离子而成为桥,所以这种水 被称为“桥键水”
“骨架水”则指许多晶体中存在的彼此以氢键 相连而成为象冰那样结构的“骨架”的水。例如 Na2S0410H20,它是由六个水分子配位于Na+离子 所成的八面体共用二条棱边而形成链状结构,然后 再通过水分子以氢键将上述链状结构联结成三维的 类似于冰的骨架。$0,2-离子则填入在骨架的空隙 中,从而可以用组成{Na(H20)4}2IS042H20来表示 。 “骨架水”与”结构水“虽然都是以氢键同其他 基团联结,但其主要的区别在于前者有类似于冰的 骨架结构,而后者却无这种骨架结构
“骨架水”则指许多晶体中存在的彼此以氢键 相连而成为象冰那样结构的“骨架”的水。例如 Na2SO4·10H2O,它是由六个水分子配位于Na+离子 所成的八面体共用二条棱边而形成链状结构,然后 再通过水分子以氢键将上述链状结构联结成三维的 类似于冰的骨架。SO4 2-离子则填入在骨架的空隙 中,从而可以用组成{Na(H2O)4 }2 [SO4 ]·2H2O来表示 。 “骨架水”与”结构水“虽然都是以氢键同其他 基团联结,但其主要的区别在于前者有类似于冰的 骨架结构,而后者却无这种骨架结构
上述结构中的水分子一旦失去,原来的晶体结构 便不复存在。 与此相反,“沸石水”是随机填入具有大空隙 的骨架结构之内而与周围原子无强作用力的水分子 ,他们一旦失去,并不破坏晶体的骨架结构。“沸 石水”也有一定的计量关系,如A型沸石,其分子式 为Na12(Al12Si12048)29H20,H20分子计量范围约为 29mol,整个沸石,它是由SiO4四面体和AIO4四面体 组成的三维空间网状结构,水分子在沸石的孔隙中 形成类似于液态水的水分子簇,而Na+离子则溶于其 中,因而易被其他离子所交换
上述结构中的水分子一旦失去,原来的晶体结构 便不复存在。 与此相反, “沸石水”是随机填入具有大空隙 的骨架结构之内而与周围原子无强作用力的水分子 ,他们一旦失去,并不破坏晶体的骨架结构。 “沸 石水”也有一定的计量关系,如A型沸石,其分子式 为Na12(Al12Si12O48)·29H2O,H2O分子计量范围约为 29 mol,整个沸石,它是由SiO4四面体和AlO4四面体 组成的三维空间网状结构,水分子在沸石的孔隙中 形成类似于液态水的水分子簇,而Na+离子则溶于其 中,因而易被其他离子所交换
关于晶体中的水,有两点需要补充说明。 ①“吸附水”并不进入晶格,因而不属 于前面所定义的任何一种”水“。 ②不要认为在化学式中以结晶水的形式 出现的水都是存在于晶体中的水。如一水硼 砂,Na2B407H20,其实,其结构中根本没 有”水“,事实上它是由B4O,(OH2J2-组成 的链状无限结构。又如一水高氯酸 HCIO4H20也无”水“,其中含有的是H30 +的岛状结构
关于晶体中的水,有两点需要补充说明。 ① “吸附水”并不进入晶格,因而不属 于前面所定义的任何一种”水“ 。 ② 不要认为在化学式中以结晶水的形式 出现的水都是存在于晶体中的水。如一水硼 砂,Na2B4O7·H2O,其实,其结构中根本没 有”水“ ,事实上它是由[B4O6 (OH)2 ] 2-组成 的 链 状 无 限 结 构 。 又 如 一 水 高 氯 酸 HClO4·H2O也无”水“ ,其中含有的是H3O +的岛状结构