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化学结晶水存在于晶体中，也被称为水合水。结晶水是结合在化合物中的水分子，它们并不是液态水。很多晶体含有结晶水，但并不是所有的晶体都含有结晶水。通常，结晶水是在给定温度下物质中水的总量，并且大部分以确定的化学计量比存在。溶质从溶液里结晶析出时，晶体里结合着一定数目的水分子，这样的水分子叫结晶水。

盐与相应的结晶水组成水合物。由于氢键的存在，晶体结构中存在网状结构，使得水合物的结构可能非常复杂。历史上，很多水合物的结构都是未知的，并且表示法中的使用仅仅表示了特定的组成而没有指明晶体中水分子与化合物之间的结合方式。

对于许多盐来说，水与其结合的方式是不重要的，因为在溶解过程中水分子非常的不稳定。例如CuSO45H2O与CuSO4的水溶液表现出相同的理化性质。根据水合度，人们能够对物质当量进行比较：1mol CuSO45H2O比1mol CuSO4重。但是，在某些情况下，水合度却对物质化学性质产生影响。例如无水RhCl3不溶于水，并且在有机金属化学中应用较少，相对地，RhCl33H2O则更有通用性。与之类似，水合的AlCl3是一种较弱的路易斯酸，因此在FriedelCrafts反应中没有催化活性。所以，在保存无水的AlCl3时必须将其密封，与大气中的水分子隔绝。