氢氧化合物
氢氧化合物的种类有：水，过氧化氢，超氧化氢，三氧化二氢，臭氧酸。最常见的化合物是水（H2O）。
水
水包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等)，人工制水（通过化学反应使氢氧原子结合得到水）。水（化学式：H2O）是由氢、氧两种元素组成的无机化合物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。
水在1个大气压（101.325kPa）时，温度在0℃以下为固体（固态水），0℃为水的冰点；0℃~100℃之间为液体（通常情况下水呈现液态）；100℃以上为气体（气态水），100℃为水的沸点。水在3.98℃（常取4℃）时密度最大，为999.97kg/m3，近似计算中取1000kg/m3。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。水的分子量为18.0152，临界温度为374.3℃，临界压力为22.05Pa。
沸点：100℃（一个标准大气压下）
化学性质
1.稳定性：在2000℃以上才开始分解。
水的电离：纯水中存在下列电离平衡：H2O==可逆==H+ +OH- 或H2O+H2O==可逆==H3O+ +OH-
注:"H3O+"为水合氢离子,为了简便，常常简写成H+,纯水中氢离子物质的量浓度为10^-7mol/L
2.水的氧化性：水跟较活泼金属或碳反应时，表现氧化性，氢被还原成氢气2Na+2H2O=2氢氧化钠+H2↑
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
3Fe+4H2O(水蒸气）=四氧化三铁+4H2↑
C+H2O=CO↑+H2↑（高温）
3.水的还原性：
最活泼的非金属可将水中负二价氧，氧化成氧气，水表现还原性 2F2+2H2O=4HF+O2↑
4.水的电解：
水在电流作用下，分解生成氢气和氧气，工业上用此法制纯氢和纯氧 2H2O=2H2↑+O2↑
5.水化反应：
水可跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和烃发生水化反应。
Na2O+H2O=2氢氧化钠
CaO+H2O=氢氧化钙
SO3+H2O=硫酸
五氧化二磷+3H2O=2H3PO4
CH2=CH2+H2O←→C2H5OH
6.水解反应
氮化物水解：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
碳化钙水解： CaC2（电石）+2H2O=Ca(OH)2+乙炔↑
卤代烃水解： C2H5Br+H2O←→C2H5OH+HBr
类水解：CH3COOC2H5+H2O←→CH3COOH+C2H5OH
多糖水解：（C6H10O5)n+nH2O←→nC6H12O6
7.水分子的直径
数量级为10的负十次方，一般认为水的直径为2~3个此单位。
水的性质
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界，纯水是罕见的，水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液，习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得，当然，这也是相对意义上纯水，不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰；气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时，气态水便不能通过加压转化为液态水。
在20℃时，水的热导率为0.006 J/(s·cm·K)，冰的热导率为0.023 J/(s·cm·K)，在雪的密度为0.1×103 kg/m3时，雪的热导率为0.00029 J/(s·cm·K)。水的密度在3.98℃时最大，为1×103kg/m3，温度高于3.98℃时，水的密度随温度升高而减小，在4℃时，水的密度最大，在0～3.98℃时，水不服从热胀冷缩的规律，密度随温度的升高而增加。水在0℃时，密度为0.99987×103 kg/m3，冰在0℃时，密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水也会衰老
通常我们只知道动物和植物有衰老的过程，其实水也会衰老，而且衰老的水对人体健康有害。据科研资科表明，水分子是主链状结构，水如果不经常受到撞击，也就是说水不经常处于运动状态，而是静止状态时，这种链状结构就会不断扩大、延伸，就变成俗称的“死水”，这就是衰老了的老化水。现在许多桶装或瓶装的纯净水，从出厂到饮用，中间常常要存放相当长一段时间。桶装或瓶装的饮用水，被静止状态存放超过3天，就会变成衰老了的老化水，就不宜饮用了。
储存较长时间的水有关未成年人如常饮用存放时间超过3天的桶装或瓶装水会使细胞的新陈代谢明显减慢，影响生长发育，而中老年人常饮用这类变成老化水的桶装或瓶装水，就会加速衰老。专家研究提出，近年来，许多地区食道癌及胃癌发病率增多，可能与饮用水有关。研究表明，刚被提取的、处于经常运动、撞击状态的深井水，每升仅含亚硝酸盐0.017毫克。但在室温下储存3天，就会上升到0.914毫克，原来不含亚硝酸盐的水，在室温下存放一天后，每升水也会产生亚硝酸盐0.0004毫克，3天后可上升0.11毫克，20天后则高达0.73毫克，而亚硝盐可转变为致癌物亚硝胺。有关专家指出：对桶装水想用则用，不用则长期存放，这种不健康的饮水习惯，对健康无益，喝了一次到两次对身体没有害处，时间长有害处。
水的药用功能
天雨水，性轻清，味甘淡，诸水之上也。夏日尤佳。饮之可以却病。
水是生命之源。
详细见水
过氧化氢
分子
分子式：H2O2
分子结构：O原子以sp3杂化轨道成键、分子为共价极性分子。
相对分子质量： 34.01
H.O两种元素的质量比：1×2：16×2=2：32=1：16
外观与性状：水溶液为无色透明液体，有微弱的特殊气味。纯过氧化氢是淡蓝色的油状液体。
理化特性
主要成分：工业级 分为27.5%、35%两种。熔点(℃)： -0.89℃(碘化钠)
沸点(℃)： 152.1℃(无水)
折射率：1.4067（25℃）
相对密度(水=1)： 1.46(无水)
饱和蒸气压(kPa)： 0.13(15.3℃)
溶解性：能与水、乙醇或乙醚以任何比例混合。不溶于苯、石油醚。
结构：H-O-O-H 没有手性，由于-O-O-中O不是最低氧化数，故不稳定，容易断开
溶液中含有氢离子，而过氧根在氢离子的作用下会生成氢氧根，其中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度。
毒性LD50（mg/kg）：大鼠皮下700
燃爆危险：本品助燃，具强刺激性。
分解产生氧气
1.取5ml5%的过氧化氢于试管中，将带火星的木条伸入试管中，木条没有复燃。
2.取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中，加热，再将带火星的木条伸入试管中，木条复燃。
3.取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中，加入少量二氧化锰，再将带火星的木条伸入试管中，木条复燃。二氧化锰做催化剂，和过氧化氢反应生成氧气和水。
（一）、过氧化氢 1、过氧化氢的分子结构 过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子，其结构式为H—O—O—H，电子式为： 2、过氧化氢的物理性质 过氧化氢是一种无色黏稠的液体，它的水溶液俗称双氧水。 3、过氧化氢的化学性质
（1）H2O2是二元弱酸，具有酸性
（2）氧化性
H2O2+2KI+2HCl=2KCl+I2+2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
注：在酸性条件下H2O2的还原产物为H2O，在中性或碱性条件其还原产物为氢氧化物
（3）还原性
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+硫酸钾+5O2↑+8H2O
过氧化氢+Cl2=2HCl+O2 注：H2O2的氧化产物为O2
（4）不稳定性 4、 H2O2的保存方法 实验室里常把H2O2装在棕色瓶内避光并放在阴凉处。 5、 H2O2的用途 作消毒、杀菌剂，作过氧化钠、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃烧的氧化剂等。
电解反应
分步反应化学方程式：
一、3H2O2=（通电）=3H2O+O3↑
二、2H2O=（通电）=2H2↑+O2↑
总反应化学方程式为：
6H2O2=（通电）=6H2↑+2O3↑+3O2↑
首次生成的臭氧颜色为橙黄。
主要用途
在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂，并供火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。
过氧化氢(3%左右或更低)是很好的消毒剂。
实验用做制O2原料。
详细见过氧化氢
超氧化氢
化学式：HO2
由臭氧和水反应而得。
H2O + O3 ==== 2HO2
近来意大利科学家发现O4后，又有一新的制取方法：
H2 + O4 ==== 2HO2（条件只需微热）
反应在冷凝管中进行，可稳定保存在棕色细口瓶中。
8HO2 + 2MnO2 ==== 2HMnO4 + 3H2↑ +6O2↑
将活泼金属投入其中会燃烧起来，同时在表面分解产生的氢气也会燃烧，有时甚至会发生爆炸。因此超氧化氢又被称为“火氢水”。
据说0.5%～2%的火氢水杀毒效果不亚于过氧化氢，因此火氢水可能成为一种新的消毒剂使用。
另外，反应8HO2 + 2MnO2 ==== 2HMnO4 + 3H2↑ +6O2↑ 可用于制氧气（利用向上排空气法可除去氢气）。
一般以双分子形式存在，十分不稳定，加热会爆炸。
一种弱酸，也是一种自由基，具有极高的活性。超氧化物(超氧化钾///钙//)于冷水或稀酸反应可生成，常温存在时间极短，很快分解成水和氧气。4超氧化氢=2H2O+3O2↑。因而是很强的氧化剂
超氧酸分子中含有未成对电子，因此具有顺磁性，中心氧原子为sp3杂化，不能形成π键，是和左右的原子分别形成两个σ键
过三氧化氢
过三氧化氢也称为“三氧化氢”或“三氧化二氢”，其化学式为“H2O3”或“HOOOH”，是氢的氧化物。H2O3在常温下为无色至微紫色液体，易挥发，有鱼腥味。是一种不稳定的化合物，在水溶液中会分解为水和单线态氧：
上述反应的逆反应（向水分子中插入单线态氧原子）一般情况下由于单线态氧原子不足而速率小于正反应速率。
理论研究表明，过三氧化氢有顺式和反式，反式－己二烯二酸共两种异构体，其中反式异构体比顺式异构体更稳定。二阶全活化空间微扰理论（complete active space perturbation theory of second order，CASPT2）预测结果显示，在单激发态中，顺式三氧化二氢寿命最长的激发态为21A"，跃迁能为167.43nm，寿命为1.44×10s；而反式过三氧化氢寿命最长的激发态为21A，其跃迁能为165.52nm，寿命为2.07×10s。
在生命系统中，臭氧是由单线态氧形成的，现在推测其原理是：臭氧是单线态氧与水产生的H2O3的抗体催化产物。
制备
过三氧化氢可由O3和过氧化氢的反应或水的电解少量制备。用以上两种反应制得的过H2O3的量虽然较少，但已可检测出其存在。
若需获得大量H2O3，则要利用有机还原剂（例如氢化偶氮苯）在有机溶剂中低温还原O3，H2O3也能在有机三氧化二氢分解时产生（ROOOH）。
过臭氧过程
O3与H2O2反应（过臭氧化）的过程也被称为“过臭氧过程”（Peroxone process）。而臭氧与H2O2的混合物曾被用作含有各种有机化合物的地下水的处理剂。上述反应也能产生H2O5及一些环状化合物。
结构
光谱学分析已指出H2O3分子具有曲折的结构（H-O-O-O-H），具有C2对称性，其中，H2O3O-O键的键长约为142.8pm，略短于H2O3中的146.4pm。O-H键的键长为96.6pm，H-O-O键角为101.9°，O-O-O键角为106.8°，H-O-O-O二面角为81.2°。
H2O3还可能以多种二聚体及三聚体的形式存在。
酸性
H2O3是一种弱电解质，其酸性比过氧化氢略强，在溶液中可电离产生H+和OOOH-。
反应
其能自发地分解为水与单线态氧。室温下有机溶剂中的H2O3的半衰期约为16min，而H2O3在水中的半衰期只有几毫秒。
H2O3能与有机硫化物反应生成亚砜，但现在对这类反应的了解仍不多。
存在形式
由于在生命系统中H2O3像臭氧/过氧化氢混合物一样，也能由人体内的抗体能产生，并利用其强氧化性对抗入侵的细菌等病原体。所以新近的研究认为H2O3是上述混合物中起抗菌作用的活性物质。生命系统中H2O3由免疫细胞产生的单线态氧和水反应获得（该化学反应的方向视各物质的浓度而定）。
2005年，H2O3被利用微波光谱学在超音速客机中发现，其分子呈现反式，反式－己二烯二酸构象（trans conformation），其中的O-O键短于过氧化氢中的O-O键。
计算化学方面的预测表明还可能有包含更多氧原子的链状分子（或多H₂O）存在，在低温气体中，甚至连具有无数个氧原子的链也可能存在。
在该证据支持下，一项对星际物质中的这类物质的寻找可能将会展开。
臭氧酸
一种弱酸，也是一种自由基，具有极高的活性.臭氧化物(臭氧化钠/钾/铷/铯/钙/锶/钡)于冷水或稀酸反应可生成，常温存在时间极短，很快分解成水和氧气4HO3=2H2O+5O2↑因而是很强的氧化剂
臭氧酸分子中含有未成对电子，因此具有顺磁性。中心氧原子为sp2杂化，用一个电子与端边氢原子形成σ键，用两个电子与端边氧原子成单电子形成三电子π键.