水

水（化學式：H2O）是一種無機化合物，在常溫且無雜質中是無色無味不導電的透明液體，也會透過蒸發產生氣態的水蒸氣（這種蒸發可以發生在任何溫度下，同時取決於與空氣接觸的表面積和溼度差）。在標準大氣壓下，水的凝固點是，沸點是。

水是宇宙中最常見的氫化物之一，也是最常見的氧化物 —— 因為氫和氧分別是宇宙中第一和第三豐富的元素，是否含有液態水也是行星適居性的一個主要指標。水也是地球表面最重要的一種物質，大約佔地球表面的 75%~78%。水圈是生命起源的搖籃，在生物演化史中起到重要作用，也是絕大多數現存物種賴以生存的棲息地，自然界的水迴圈亦是決定氣候狀態和維繫生物圈可持續性的關鍵因素。水也是生物身體最重要的組成部分，是細胞質和體液的主要成分，包括人類在內所有物種的新陳代謝也都將水作為必需的重要生理溶劑。人體內有大約百分之七十的質量是水，不同器官和組織的水份含量差別很大。

水在文化中也佔有很重要的地位，科學、哲學、宗教、文學、美術、體育等都有其象徵。

概念

水體：
大的水體如：海水、冰山、冰川、地下水、地表水（河流、湖泊）等。
小的水體如：水滴、雲、露水、雨、雪、冰雹等。
飲用水：可供飲用的水。瓶裝水用於個人使用和零售。
礦泉水：由礦泉湧出或加工成的飲用水。
自來水：水廠供給使用者的飲用水。
碳酸水：在壓力下將二氧化碳氣體溶入水中的飲料。
水質：水的化學、物理、生物和輻射性質。
硬度：水中所含鈣和鎂的總量。分為：軟水、中等硬水、硬水、極硬水。
鹽度：每一千克的水內的溶解物質的克數。分為：淡水（超純水、純淨水、蒸餾水）、鹽水（半鹹水、鹹水、滷水）。生理鹽水是指滲透壓與血漿相等的氯化鈉溶液。
水分子：
結晶水：又稱水合水。在結晶物質中，以化學鍵力與離子或分子相結合的、數量一定的水分子。
重水的化學分子式為 D2O，每個分子由兩個氘原子和一個氧原子構成。重水在天然水中佔不到萬分之二，透過電解水得到的重水比黃金還昂貴。重水可以用來做原子反應堆的減速劑和載熱劑。
超重水的化學分子式為 T2O，每個分子由兩個氚原子和一個氧原子構成。超重水在天然水中極其稀少，其比例不到十億分之一。超重水的製取成本比重水高上萬倍。
半重水的化學分子式為 HDO，每個分子中含一個氫原子、一個氘原子和一個氧原子。

性質

2.1 物理性質

水在常溫常壓下為無色無味的透明液體。水的三相點是 273.16K（611.73Pa 下），臨界點是 647K（22.064 MPa 下）。在臨界點之上水無法存在液相及固相，而在臨界點之下水蒸汽容易結成液相。純水可以透過蒸餾作用取得，當然，這也是相對意義上的純水，不可能絕對沒有雜質。水是一種可以在液態、氣態和固態之間轉化的物質。

在 20℃時，水的熱導率為 0.006 J/s・cm・K，冰的熱導率為 0.023 J/s・cm・K，在雪的密度為 0.1×103 kg/m3 時，雪的熱導率為 0.00029 J/s・cm・K。水的密度在 3.98℃時最大，為 1×103kg/m3，溫度高於 3.98℃時，水的密度隨溫度升高而減小，在 0～3.98℃時，水不服從熱脹冷縮的規律，密度隨溫度的升高而增加。水在 0℃時，密度為 0.99987×103 kg/m3，冰在 0℃時，密度為 0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。水的定壓摩爾熱容會隨溫度變化，在 0℃ 時，水的定壓摩爾熱容為 ，在 20℃ 時，水的定壓摩爾熱容為 ，在 100℃ 時，水的定壓摩爾熱容為 。

水具有很大的內聚力和表面張力，除汞以外，水的表面張力最大，並能產生較明顯的毛細現象和吸附現象。純水有極微弱的導電能力，但普通的水因含有少量電解質（如礦物質、溶解大氣中二氧化碳形成的碳酸）而有較強的導電能力。

2.2 化學性質

水的熱穩定性很強，當水蒸氣加熱到 2000K 以上時，也只有極少量的水離解為氫和氧。但水在通電的條件下（水電解）會離解為氫和氧。此電解的最低電壓限制為 1.23 伏特。

在自然界，純水是罕見的，水通常多是含有酸、鹼、鹽等物質的溶液，習慣上仍然把這種水溶液稱為水。水可以用來溶解很多種物質，是很好的極性無機溶劑，用水作溶劑的溶液，就稱為水溶液。用 “aq” 作為記號，如 “HCl (aq)”。特別需要注意的是，如果不作特殊說明，“xx 溶液”，指的就是含有 "xx" 的水溶液。

當物質溶解於水時，離子化合物在水中發生電離，以離子態存在，這樣的溶液一般是透明的。當分子溶於水時，有些可以與水發生反應，形成新物質，這些新物質溶解於水中，或者這些分子直接填補水分子間的空隙。這些分子、離子等都是溶質。一般來說，離子分子和極性分子諸如酸、酒精和鹽類透過和水分子產生氫鍵而比較容易溶解在水中。

理論上，在 298 K 溫度下的水的 pH 值為 7。而事實上，純水的製備是非常困難的。暴露在空氣中的水會迅速的吸收二氧化碳，生成低濃度的碳酸 (pH 極限值為 5.7)。雲滴形成以及雨滴掉落的過程中，水也會吸收空氣中 CO2，因此大部分水都是弱酸性的。如果空氣中氮氧化物和硫氧化物含量過高，就會導致酸雨。

分佈

3.1 在地球上

地球表層水體構成了水圈，包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣中的水。由於注入海洋的水帶有一定的鹽分，加上常年的積累和蒸發作用，海和大洋裡的水都是鹹水，不能直接飲用。某些湖泊的水也是含鹽水。世界上最大的水體是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。歐亞大陸上的裡海是最大的鹹水湖。

地球上水的體積大約有 13.6 億立方公里。其中：

海洋佔 1,320,000,000 立方公里（即 97.1%）；
冰川和冰蓋佔 25,000,000 立方公里（即 1.8%）；
地下水佔 13,000,000 立方公里（即 1.0%）；
河流、湖泊以及內陸海裡的淡水佔 250,000 立方公里（即 0.0018%）；
大氣中的水蒸氣在任何已知的時候都佔 13,000 立方公里（即 0.0001%）。

地球是太陽系八大行星之中唯一由液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧，目前有幾十種不同的水形成學說。有觀點認為在地球形成初期，原始大氣中的氫、氧化合成水，水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋；也有觀點認為，形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。另外的觀點認為，原始地殼中矽酸鹽等物質受火山影響而發生反應、析出水分。也有觀點認為，地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源。

3.2 在宇宙中

在銀河系星雲中被探明存在水，由於氫和氧是構成宇宙的主要元素，科學家認為其他星系中依然存在大量水。

星雲塵埃凝聚，形成各種彗星、行星、矮行星及其衛星，水也在這些天體上。在太陽系中，水以固體形式存在以下天體：

月球
水星、海王星、火星
冥王星
天然衛星、如海衛一、木衛二

2015 年 9 月 28 日，美國航空航天局宣佈，在火星上發現季節性液態鹽水。科學家預測液態水也極有可能在土衛二的表面。

水科學

水文學屬於地理學，研究的是關於地球表面、土壤中、岩石下和大氣中水的各種行為，包含水迴圈、含量、分佈、物理化學特性、對物質影響以及與所有生物之間關係的科學。
水力學是研究以水為代表的液體機械運動規律及其在生產實踐中應用的學科。

意義與影響

5.1 對氣候

水對氣候具有調節作用。大氣中的水汽能吸收地面輻射量的 60%，再以大氣逆輻射的形式返回地面，從而對地面起到保溫作用。水的比熱容很大，海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量，使氣溫不致過高；在冬季則能緩慢地釋放熱量，使氣溫不致過低。

雨雪等降水活動對氣候形成重要的影響。海洋和地表中的水蒸發到天空中形成了雲，雲中的水透過降水落下來變成雨，零度以下則變成雪。由於不同的條件，水還會以冰雹、霧、露水、霜等形態出現並影響氣候和人類的活動。

5.2 對地形

水覆蓋 71% 地球表面，從空中來看，地球是藍色星球。水侵蝕岩石土壤，衝淤河道，夾帶泥沙，營造平原，改變地表形態。

5.3 對生物

大部分學說認為，地球上的生命最初是在水中出現的。水中生活著大量的水生植被等水生生物。

水是所有生物體的重要組成部分。人體中水佔 70%；而水母中 98% 都是水。在生物體中，水是一種緩衝的溶液，利用解離出的氫氧基 (OH-) 以及質子 (H+) 可以將外來少量的強酸或強鹼中和，如此可確保細胞中的蛋白質結構的完整性，而對酵素而言，在酵素的結構上需要維持一定的結構才具有活性。而經由上述案例可說明在生物體內需要利用水的化學及物理性質才可維持生物體結構 (細胞型狀) 及機能 (如酵素活性) 上的穩定。

水有利部分生物化學反應，維持其生理機能，如動物的消化作用及植物的光合作用。在生物體內還起到運輸物質的作用，如血液中的血漿絕大部分都是水，有助於體內營養及氧的傳輸。由於水可以透過蒸發而降低溫度，因此水對於維持生物體溫度的穩定起很大作用，如動物的汗液及植物的蒸騰作用。

植物在運送水分時，是利用水的氫鍵互相牽引所形成如水鏈狀結構，在植物專門運送水分的導管中形成氫鍵使水分子不會受到引力作用而掉落至導管管壁，再利用蒸散作用帶動水分向上運輸。在植物水分的運輸過程中充分的解釋了水的運輸牽涉於水的物理性質。

水的氫鍵使水成為特優的吸熱能力，水將大部份所吸收的熱，用來打斷氫鍵，因此不會增加液體的溫度，而水的比熱容在 25℃時，大約是 4200J kg-1 K-1，比其它液體普遍較高。因為有此項特質，生活在水中的有機體能得到水的保護，而不會因空氣中溫度的急遽變化而有致命的危險。

5.4 對人類

水是人類生活的重要資源，一天必需攝取 2~3 公升的水，並提供人們日常生活用水和工農業生產用水，特別是農業需要大量灌溉水。人類文明的起源大多都在大河流域，早期城市一般都在水邊建立，以解決灌溉、飲用和排汙問題。在人類日常生活中，水對於人類各方面的作用不可或缺。

隨著科學技術的發展，人們興修水利，與水澇害和洪水等自然災害作鬥爭。因此形成了一些專門與水有關的研究領域，如水力學，水文科學，水處理等，甚而產生了以水為生的產業水產業。

水文化

人類很早就開始對水產生了認識，聖經創世紀記載，水是神創造萬物之前就存在的元素，「起初，神創造天地。地是空虛混沌，淵面黑暗。神的靈執行在水面上。」(創世記 1:1-2) 東西方古代樸素的物質觀中都把水視為一種基本的組成元素。

7.1 古代世界觀中的水

在文明的早期，人們開始探討世界各種事物的組成或者分類，水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素說中就有水；佛教中的四大種也有水；中國古代的五行學說中水代表了所有的液體，以及具有流動、潤溼、陰柔性質的事物。

老子認為，如果在世界上找一樣事物來描寫「道」，最適合的就是「水」。因此，在《老子》第八章：「上善若水。水善利萬物而不爭，處眾人之所惡，故幾於道。」水滋潤大地萬物，卻不爭奪顯赫的位置，處於大眾討厭的位置，去充滿低窪之地，所以就接近於道了。第七十八章又說：「天下柔弱莫過於水，而攻堅強者莫之能勝，以其無以易之。」指出柔弱勝剛強的道理。《荀子》：「水能載舟，亦能覆舟」，指出了君王與民眾的關系。

7.2 水崇拜

在從前，古人對於水兼有養育與毀滅能力、不可捉摸的性情，產生了又愛又怕的感情，而導致了水崇拜的出現。透過賦予水以神的靈性，祈求水給人類帶來豐收和幸福。

中國傳統上的龍王就是對水的神格化。凡有水域水源處皆有龍王，龍王廟、堂遍及全國各地。祭龍王祈雨是中國傳統的信仰習俗。