水是什麼？概念、特徵和含義

水（拉丁語：Aqua）特別是化合物 H₂O，由氧 （O） 和氫 （H） 元素組成。

術語水用於聚集的液態。在固態中，人們說的是冰，在水蒸氣的氣態中。在自然界中，水很少是純凈的，但通常含有鹽、氣體和有機化合物的溶解成分。

水是地球上所有生命的基礎。

生物只有通過水才能進行過程。人類作為生物（含水量約70%）使用水來確保自己的生存以及文化和經濟發展。由於水是地球上唯一以固態、液態和氣態存在的自然物質，它從數百萬年的地質過程到天氣現象，塑造了無生命的自然。它被認為是科學研究最多的化合物之一。

水在所有文明中都具有突出的文化意義，並在許多文明中具有宗教意義。

水分子

水由分子組成，每個分子由兩個氫原子和一個氧原子組成。氧在鮑林標度上具有更高的電負性 3.5 比氫 2.1 高。結果，水分子具有明顯的部分電荷，氧的一側為負極性，兩個氫原子的一側為正極性。結果是一個偶極子，其氣相中的偶極矩為 1.84 Debye。

如果水作為配體存在於複合鍵中，則水是單齒配體。

從幾何學上講，水分子是傾斜的，兩個氫原子和兩個電子對指向假想四面體的角落。兩個 OH 鍵包圍的角度為 104.45°。由於自由電子對所需的空間增加，它偏離了理想的四面體角（~ 109.47°）。OH 債券的鍵長為每個95.84 pm。

由於氫原子的核自旋，水分子以兩種異構體（對位水和鄰位水）的形式出現，具有幾乎相同的物理性質。可以將這兩種形式分開並研究不同的化學反應性。

因為水分子是偶極子，所以它們具有明顯的分子間吸引力，可以通過氫鍵組裝成團簇。這些不是永久性的、固定的鏈。通過氫鍵的鍵只存在幾分之一秒，之後單個分子再次從化合物中分離出來，並在同樣短的時間內與其他水分子再次連結在一起。這個過程不斷重複，最終導致可變簇的形成。

用水史

人類用水的歷史，以及水文學、水資源管理，尤其是水利工程的歷史，其特點是基本主題的數量相對較少。從第一批定居下來的人到古代的先進文明，從中世紀到現代，人們的焦點始終是水過多和過少之間的衝突。一個人幾乎總是任由他擺布，無論莊稼是由於乾旱而死亡，還是洪水威脅到生命和財產。它也成為神話和自然哲學的主題。即使在今天，水在世界上大多數宗教中都佔有特殊的地位，特別是在生存問題取決於眾多水問題的解決方案的地方。

其目的是滿足所有使用要求，並保證每個人享有他們應得的水份額。水法是共同創立美索不達米亞和埃及第一批中央集權文明以及中國和印度河谷出現的文明的首批法律形式之一。

用水的悠久歷史並不能證明自己是一條持續發展的道路。它的主要特點是各個水資源管理標準高的中心，以及反覆出現的破裂，此外還有往往持續幾個世紀的停滯階段。儘管早期的水利工程設施令人印象深刻，但無論我們祖先的創新能力和創造力有多大，最終我們過去和現在仍然依賴於自然，我們只是在相對較近的時代才真正開始理解大自然。

人類健康

人體由超過70%的水組成。因此，缺水會導致人類嚴重的健康問題（脫水、脫水），因為依賴水的身體功能受到限制。引用德國營養學會 （DGE） 的話：如果這個（供水）做得不夠，就會出現頭暈、迴圈障礙、嘔吐和肌肉痙攣，因為當水流失時，肌肉細胞的氧氣和營養物質供應受到限制。

目前尚不清楚每日最低要求有多高。對於健康的成年人，每天 1.5 升及更多的建議沒有科學依據。 平均每天消耗 2 升水，80 年後將飲用超過 55,000 升水。在高溫下，需水量可能更大。

每天飲用超過 20 升的過量水也會對健康造成損害。“水中毒”可能會發生，或者更準確地說，導致鹽缺乏，即低鈉血症伴永久性神經損傷或死亡。

在醫學上，水（以等滲溶液的形式）主要用於輸液和注射。在吸入時，霧化水用於治療，例如咳嗽。

在地球上發生

水一詞通常用於物質的液態。在固態中，人們說的是冰，在水蒸氣的氣態中。在自然界中，水很少是純凈的，但通常含有鹽、氣體和有機化合物的溶解成分。

地球表面的大部分（71%）被水覆蓋，尤其是南半球，在極端情況下，還有水半球。 地球的水儲量約為14億立方公里（相當於一個邊長為1 120公里的立方體的體積），其中絕大多數是世界海洋的鹹水。地球上只有4800萬立方公里（3.5%）的水是淡水。最淡水的面積為2 440萬立方公里（1.77%），以冰的形式被束縛在兩極、冰川和永久凍土層中，因此無法立即使用。地下水佔另一個重要份額，為2 340萬立方公里。相比之下，河流和內陸湖泊的水（190,000 km³）、大氣（13,000 km³）、土壤（16,500 km³）和生物體（1,100 km³）是微不足道的。然而，只有一小部分淡水可以作為飲用水。總的來說，98.233% 的水是液態的，1.766% 是固體的，0.001% 是氣態的。水的各種形式都有特定的停留時間，並在全球水循環中不斷迴圈。然而，這些比例只能近似地確定，並且在氣候歷史的過程中也發生了很大變化，因此假設在全球變暖過程中水蒸氣含量會增加。

在已經溫暖得多的地質層中，深水被直接使用或通過熱交換作為熱能源，從而天然溫泉和間歇泉都存在於地表，人類為它們鑽探。由於岩石壓力，即使在沸點以上的溫度下，水在100°C的正常壓力下在深處仍然是液態的。新的發現表明，在上地幔和下地幔的中間區域，水也以液態形式存在於大約500公里的深度。

對世界大部分人口來說，缺乏衛生和毒理學安全的飲用水供應，以及足夠數量的工業用水，是人類在未來幾十年面臨的最大挑戰之一。自 1990 年以來，約有 26 億人獲得了安全的供水，例如藉助抽水井或管道系統。但仍有6.63億人每天飲用水，這些水被污染了，可能會讓你生病。[注27]