結晶水
結晶水(けっしょうすい)は、ホストとなる分子やイオンと共有結合を作らずに結晶中に含まれる水の分子を指す。この語は化学量論と構造の関係がよく理解されていなかった時代に作られたものであり、現代の構造無機化学では既に廃れている。それでもなお、結晶水の概念は広く普及しており、適切に用いれば有用なものである。水または水分を含んだ溶媒から結晶化を行うと、多くの化合物は結晶格子の中に水を取り込む。「ゲスト」となる水分子との間に強い結合を形成しなくとも、ある化学種が水の存在下でないと結晶化しないということもしばしばある。
古典的には、「結晶水」は金属錯体の結晶格子中に存在するが、金属イオンと直接結合していない水分子のことを指す。「結晶水」が他の原子やイオンと結合もしくは他の相互作用をしていることは明らかであり、そうでなければ結晶格子に取り込まれないはずである。塩化ニッケル(II) 六水和物を例として説明する。この化合物は化学式 NiCl2(H2O)6 で表される。分子構造を研究した結果、その結晶は互いに水素結合した [trans-NiCl2(H2O)4] サブユニットと、独立して存在する2分子の水からなることが明らかにされている。すなわち、水分子のうち3分の1は Ni と直接結合しておらず、「結晶水」と呼ばれる。
無機化合物と比べ、タンパク質は通常より多くの水を結晶格子中に取り込む。50%の水が含まれることも珍しくない。水和殻が拡張されていることから、タンパク質のX線結晶構造解析を行う者たちは、結晶での構造は溶液中でのコンフォメーション(立体配座)とそれほど大きく異なることはないだろう、と考えている。