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力氫鍵構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構已極準確地確定了。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子的位移, 同時也就把自己的質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, 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合。水是一個交錯系統(tǒng), 由于其中存在有氫鍵的鏈狀構造。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構。水具有許多明顯的反常性質, 都是由于水結構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)物質那樣膨脹, 而是收縮。因此, 改變水系統(tǒng)的結構及其中雜質的存在形態(tài), 就可以調整其物理化學性質。
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構的增大。
水中總是含有溶解的和微觀多相的雜質。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。連蒸餾水都會被污染, 更不用說天然水了。水中的雜質分為三大類: 以離子形式存在于水中的電解質、呈分子形式的非電解質、懸浮的固體微粒和氣泡。在現(xiàn)實的水中, 各種性質的超細顆粒的數(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。水中的雜質對水的結構從而也對其物理- 化學性質產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, 在地球磁場中水經過微弱的機械作用和攪拌之后其性質會發(fā)生某些暫時的變化。三次蒸餾水在機械攪拌情況下, 其比電導率和表面張力發(fā)生了周期性的變化。(水的電導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率, 水的電導率為3. 8μS/m , 而當水與空氣中的二氧化碳接觸時, 其電導率為80μS/m。) 如果水受鋼屏蔽的保護, 則這種效應不會出現(xiàn)。也有研究發(fā)現(xiàn)在靜水和動水中導電率會發(fā)生反常的變化。由此可以認為, 含有雜質(包括氣體雜質) 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離子和分子的性質, 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)的相互作用是復雜的、多邊的、與水結構的變化及其水合能力等有關的過程。
