“水”里有什么?
通常,纯化的液态水由分子和离子的混合物组成,包括H2O、HDO(约10-2%)、H3O+和OH-(约10-6%)、H2O2(约10-7%)、CO2(约10-4%)、O2(约10-4%)和N2(约10-3%)。 “标准水”或者称为“维也纳标准平均海水”,“维也纳标准平均海水”VSMOW,现为VSMOW2)是一种纯净的无盐水,用作测定水的物理性质的标准水材料。它是由净化的海水混合而成的。它含有99.984 426%个原子1H,0.015 574%个原子2H(d),1.85*10-15%个原子3H(t;相当于大约一个崩解min-1 mol-1水),99.76206%个原子16O,0.03790%个原子17O和0.20004%个原子18O。标准重水(D2O)具有相同的氧同位素组成,但100%氘和摩尔质量为20.027508gmol-1。应该注意的是,虽然水主要含有H216O,但其他同位素的浓度可能远远大于溶液中所关注的溶质。
纯液态水,仅由1H216O分子组成,只存在于计算机模拟中。即使是“纯正的H2O”也由“邻位”和“对位”形式的混合物组成。为了避免这种复杂性,“水”通常被认为是H2O分子,而不考虑其磁性状态。水也称为“轻水”, D2O为重水(25°C时重水密度=111%的水密度),T2O为超重水(25°C时T2O密度=122%的水密度)。水、重水和T2O的性质不同。尽管常见的水中氘的含量很低(≈16mM),但这种水的性质与仅含质子的水不同。已知的氢、氧同位素有1H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、12O、13O、14O、15O、16O、 17O、18O、19O、20O、21O、22O、23O、24O,但只有1H、2H、16O、 17O、18O是稳定的,其余的是放射性的。因此,有9个稳定同位素和(理论上)355个可能的放射性同位素。如果考虑到氢和氘的邻位/准磁自旋状态,在天然水中的任何样品中都存在15种不同的稳定的水分子形式。