通常我們把無序的、具有缺陷的、以同一方式填滿空間的高應(yīng)力氫鍵構(gòu)架看作水的初始模型(水好像是巨大的三維分子)。
實際上單個水分子的結(jié)構(gòu)已極準(zhǔn)確地確定了。水分子是由2 個氫原子和一個氧原子以共價鍵的形式組成的, 在水分子中有10 個電子(5 對) , 一對電子(內(nèi)部的) 位于氧核附近, 其余的4 對電子(外部的) 中, 有兩對位于氧核及其每一質(zhì)子(2 個氫核) 之間, 為公用電子, 而另外兩對電子為孤對電子, 指向四面體中與質(zhì)子方向相反的頂端。正是這兩對孤對電子對分子間氫鍵的產(chǎn)生起著巨大的作用。氧的電負性較氫大, 因此OH鍵的極性很強, 由于這種極性, 使水分子之間有一種電性吸引力而形成締合水分子。距離因素起著重要的作用: 在感應(yīng)區(qū), 電場的減小與距輻射源距離的平方成正比, 面磁場的減小則與其立方成正比。
氫鍵取決于離子力, 并由負電性原子所形成。氫鍵的基礎(chǔ)是, 一個水分子中的氫與另一個水分子中的氧相互吸引, 也就是電子云向其他質(zhì)子的位移, 同時也就把自己的質(zhì)子推向相鄰原子的電子云。鍵的強度隨兩個鍵原子負電性的增加而加強。靜電組分和共價組分各自的貢獻取決于原子間的距離。水中的長氫鍵(0.28nm ) 主要具有靜電性質(zhì), 其價鍵的貢獻只占百分之幾。因此, 長氫鍵是較弱的鍵, 其能量為14. 2kJ/mol或20. 9kJ/mol。氫鍵具有飽和特性——在足夠近的條件下, 每一個鍵中必定有兩個定向的分子參加。
同相鄰的分子建立成氫鍵之后, 這個氫鍵便很容易與其他氫鍵相結(jié)合。水是一個交錯系統(tǒng), 由于其中存在有氫鍵的鏈狀構(gòu)造。對水施加的任何作用, 都會接力式地傳播到幾千個原子距離之遠。
氫鍵的存在賦予水以獨特而易變的結(jié)構(gòu)。水具有許多明顯的反常性質(zhì), 都是由于水結(jié)構(gòu)的特點以及其中氫鍵的發(fā)達性造成的。固體水(冰) 溶化時不象絕大多數(shù)物質(zhì)那樣膨脹, 而是收縮。因此, 改變水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其中雜質(zhì)的存在形態(tài), 就可以調(diào)整其物理化學(xué)性質(zhì)。
水流過強磁場后, 受磁場作用, 使水分子締合體分解成單分子或較小的締合水分子, 水分子之間的電性吸引力減小, 提高了水的活性; 另外, 水分子受磁場作用其鍵角、鍵長均有變化, 鍵長加長, 鍵角增大, 水分子之間的吸引力減小, 增加了水的活性。有專家論證了磁場可能改變水分子的價角減少2°以上。這導(dǎo)致分子偶極矩的增加和分子之間相互作用的變化以及其結(jié)構(gòu)的增大。
水中總是含有溶解的和微觀多相的雜質(zhì)。即使是細心保存的極純的水, 也會由于溶解看來是不可溶的容器壁而很快得到雜質(zhì)。連蒸餾水都會被污染, 更不用說天然水了。水中的雜質(zhì)分為三大類: 以離子形式存在于水中的電解質(zhì)、呈分子形式的非電解質(zhì)、懸浮的固體微粒和氣泡。在現(xiàn)實的水中, 各種性質(zhì)的超細顆粒的數(shù)量是很大的。
例如, 一立方厘米的自來水中含有≈2×105個顆粒, 蒸餾水中含有≈1×104 個顆粒, 尺寸為10- 6～10- 5cm。所有這些顆粒和氣泡都帶有電荷。水中的雜質(zhì)對水的結(jié)構(gòu)從而也對其物理- 化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生強烈的和各式各樣的影響。天然水和蒸餾水除含有溶解物質(zhì)之外, 還含有大量的微小氣泡和超細的固體顆粒, 有氧化鐵和含硅、鈣的顆粒。在某些研究工作中表明, 正是這些顆粒對水系統(tǒng)的磁處理起了明顯的作用。用巨大的磁鐵礦顆粒進行的試驗表明, 它們在磁場中確實是粘到了一起, 對水進行磁處理時發(fā)生鐵磁性顆粒的磁化集聚, 從而使結(jié)晶過程加速。溶于水中的氣體, 特別是氧, 及其從溶液中的逸出, 強烈地和多方面地影響水系統(tǒng)的磁化。水中總是含有超細氣泡, 從水中將它們排出是極其困難的。超微觀氣泡, 它們帶有相當(dāng)數(shù)量的電荷, 而這些電荷又能與磁場相互作用。有的文獻提到, 在地球磁場中水經(jīng)過微弱的機械作用和攪拌之后其性質(zhì)會發(fā)生某些暫時的變化。三次蒸餾水在機械攪拌情況下, 其比電導(dǎo)率和表面張力發(fā)生了周期性的變化。(水的電導(dǎo)率決定于離子的濃度和遷移率。即使是純水也有一定的電導(dǎo)率, 水的電導(dǎo)率為3. 8μS/m , 而當(dāng)水與空氣中的二氧化碳接觸時, 其電導(dǎo)率為80μS/m。) 如果水受鋼屏蔽的保護, 則這種效應(yīng)不會出現(xiàn)。也有研究發(fā)現(xiàn)在靜水和動水中導(dǎo)電率會發(fā)生反常的變化。由此可以認(rèn)為, 含有雜質(zhì)(包括氣體雜質(zhì)) 的水, 對各種物理作用具有“記憶力”。水的磁化率強烈地依賴于雜質(zhì)的類型和濃度。因此, 作為磁處理對象的溶液, 其磁化率的大小和特性既取決于雜質(zhì)離子和分子的性質(zhì), 又取決于它們與水及其相互之間鍵合的特性。磁場同水系統(tǒng)的相互作用是復(fù)雜的、多邊的、與水結(jié)構(gòu)的變化及其水合能力等有關(guān)的過程。
