許多物質(zhì)從水溶液里析出晶體時,晶體里常含有一定數(shù)目的水分子,這樣的水分子叫做結(jié)晶水.含有結(jié)晶水的物質(zhì)叫做結(jié)晶水合物.
結(jié)晶水合物里的水分子屬于結(jié)晶水合物化學(xué)固定組成的一部分.
水合物含一定量水分子的固體化合物.水合物中的水是以確定的量存在的,例如天水硫酸銅CuSO4的水合物的組成為CuSO4·5H2O.水合物中的水有幾種不同的結(jié)合方式:一種是作為配體,配位在金屬離子上,稱為配位結(jié)晶水；另一種則結(jié)合在陰離子上,稱為陰離子結(jié)晶水.例如CuSO4·5H2O加熱到113℃時,只失去四分子水.只有加熱到258℃以上,才能脫去最后一分子水.由此可見,4個水分子是作為配體配位在銅離子上的,即[Cu(H2O)4]2+；另一個水分子則結(jié)合在硫酸根上.一般認(rèn)為,一個水分子通過氫鍵與中的氧原子相連接的.CuSO4·5H2O按水分子的結(jié)合方式,其結(jié)構(gòu)式可寫成[Cu(H2O)]4][SO4(H2O)].許多其他水合硫酸鹽晶體如FeSO4·7H2O、NiSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等,均有相同的結(jié)合方式.
在過渡金屬的水合物中,相同組成的水合物往往由于其中的水分子的結(jié)合方式不同而使其性質(zhì)發(fā)生變化.例如無水三氯化鉻呈紅紫色；其水合物為暗綠色晶體,實驗式為CrCl3·6H2O.經(jīng)實驗證明,6個水分子中只有4個水分子和2個氯離子作為配體與鉻離子結(jié)合在內(nèi)界〔Cr(H2O)4Cl2]+,不論在晶態(tài)或在水溶液中均穩(wěn)定存在,因此,這種水合物的結(jié)構(gòu)式可寫成[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O.如將暗綠色晶體的溶液冷卻至0℃以下并通入氯化氫氣體,則析出紫色晶體,其結(jié)構(gòu)式為[Cr(H2O)6]Cl3.將紫色晶體的溶液用乙醚處理并通以氯化氫氣體,就析出一種淡綠色晶體,其結(jié)構(gòu)式為〔Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O.
水也可以不直接與陽離子或陰離子結(jié)合而依一定比例存在于晶體內(nèi),在晶格中占據(jù)一定的部位.這種結(jié)合形式的水稱為晶格水,一般含有12個水分子.有些晶形化合物也含水,但無一定比例.例如沸石和其他硅酸鹽礦物.一些難溶的金屬氫氧化物實際上也是水合物.