在水溶液中，离子通常以水化离子的形式存在。通过X射线衍射分析，液态水实际上呈现出微观晶体结构，虽然在短时间内类似于冰，即每个中心水分子周围有四个水分子形成四面体结构，这种结构是通过氢键维持的。然而，五个水分子并未完全填满四面体空间，形成的是开放且松散的结构。当离子加入水中，它会在周围创造出一个对水分子有显著影响的空间区域。

当水分子与离子之间的相互作用能超过水分子间的氢键能时，水的结构会受到破坏，形成围绕离子的水化膜。第一层与离子紧密结合的水分子是原水化，它们与离子一起移动，不受温度影响，这部分水化作用被称为化学水化，所包含的水分子数即为原水化数。而第一层外的水分子虽然也受到离子吸引，破坏了水的原始结构，但由于距离较远，吸引力较弱，这种水化作用称为物理水化，其包含的水分子数随温度变化而变化，非固定值。

不同的测量方法会得到原水化数的不同结果，因为这些数据包含了部分的二级水化数。对于常见的离子，水化数与离子半径和电荷数有关，半径小、电荷大的离子通常水化程度更高，它们周围有更多的定向结合水分子。尽管第一层水分子数保持不变，但它们并非永久固定，而是与外部水分子不断交换，以维持水化数恒定。

离子的水化作用产生两种效应：首先，它减少了溶液中自由水分子的数量，增大了离子体积，从而影响电解质溶液中电解质的活度系数和电导性，这是溶剂对溶质的影响；其次，离子水化会破坏附近水分子层的正四面体结构，降低离子邻近区域的相对介电常数，这是溶质对溶剂的影响。

扩展资料

水化作用（hydration）是物质与水发生化合的反应,又称水合作用，一般指分子或离子的水合作用。其中当盐类溶于水中生成电解质溶液时，离子的静电力破坏了原来的水结构，在其周围形成一定的水分子层，称为水化。