複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

水分子團

鎖定
自然界的水不是以單一水分子(H2O)的形式存在的,而是由若干水分子通過氫鍵作用而聚合在一起,形成水分子簇,俗稱「水分子團」,又稱水團簇、水簇。水分子簇是一種不連續的氫鍵結構形成的水分子簇合物。 [1]  簇合物詞條請參見簇合物化學。這些簇合物有的被實驗所證實,有的通過理論計算推測存在。它們有多種存在的形式:在中、在晶格中以及在液態水中。其中最簡單的就是二聚水(化學式:(H2O)2)。繼續進行科學研究十分重要,因為這使人們意識到水能自發地形成簇合物,而不是各向同性的無序物質。這可能可以解釋水的許多反常性質,例如其密度不完全遵守熱脹冷縮的規律。水分子團也與一些特定超分子結構的穩定性有關。人類對自由水中水分子簇的瞭解很少,於2009年,這被科學雜誌(Science)認為是未解決的化學問題之一。 [2] 
中文名
水分子團
外文名
Water cluster
組成部分
2個以上水分子
應    用
解釋水不遵守熱脹冷縮

水分子團理論研究

理論計算表明,環狀的水分子團(H2O)n中n的值可以從3取到60。 [3-4]  隨著簇的體積增大,兩個氧原子之間的距離會因為所謂的共同多體相互作用而減小。這是因為電荷分佈發生變化造成受體分子成為一個更好的氫供體分子,同時導致水的總體積增大。六聚體中似乎存在多種同分異構體:環狀的、書狀的、包狀的、籠狀的、稜柱形的,它們的能量基本相同。七聚體和八聚體以籠狀形式存在,還未發現環狀或正方體形狀的異構體。更大的簇合物也有研究,類似於富勒烯的(H2O)28,這被稱為水布基球(water buckyball)。甚至一種由280個水分子組成的龐大的二十面體結構(每個水分子周圍最近有4個水分子)也被發現處於局部勢能極小值。這種結構的簇合物直徑達到3奈米,由三個二十面體的層構成,每層分別有280個、100個和20個水分子(100個釋20個分子組成的結構見概述圖)。每增加一層都使得簇合物的穩定性得到提高。 [5]  2000年後的研究文獻對使用量子化學從頭計算方法研究水分子簇有較好的評價。 [6-7] 

水分子團研究史

1884年,Whiting首次報導液態水高密度矩陣模型;1933年,Bemal和Fowler提出高低密度下簇狀結構;1959年,Pauling提出具有空隙的水分子簇狀結構;1957年,Bontron和Alben提出了水的環狀結構;2000年以後,提出了水的二十面體結構,即水是由280個水分子組成的。

水分子團測定

實驗觀察水分子簇需要精密的光譜儀器,例如遠紅外振動轉動隧道光譜。將水分子困在液氦環境中,可以發現六聚體是一個平面環狀結構,在氣相中是籠狀結構,而將液氦換成某些有機物,就會發現它的構象類似於熟悉的環己烷構象。結合紅外光譜質譜進行觀測可以發現立方形的結構存在於8到10個水分子的簇合物中。
如果水是晶體結構的一部分(例如水合物),就可以通過X射線衍射進行研究。一項2007年的研究就用此法發現一種水的七聚體是扭船型的非平面環狀結構。 [8] 
對於任何自由液態水(即普通意義上的水,而不是數個水分子)中,超分子結構的研究是十分困難的,因為它們存在時間非常短。氫鍵不斷斷裂和形成所需時間小於200飛秒 [9]   不過也有研究表明 [10]  ,可以利用O核磁共振譜線寬來表徵液態水團簇結構的平均相對大小。核磁共振譜線越寬,團簇越大;譜線越窄,團簇越小。 [11] 

水分子團謠言及闢謠

部份濾水器賣家以消費者甚至相關專業本科生都看不懂,似是而非的科研詞彙來證明被處理的水比自來水好,如身體健康等賣點來忽悠消費者消費。下面的特徵都是典形的沒有科學根據的失實宣傳,未有相關文獻依據出現。部份謠言的引用文獻也是似是而非,不能深究,如 "聯合國衞生組織規定" 怎麼怎麼, 首先人家叫世界衞生組織,不是聯合國衞生組織,而任何組織都有多條規定, 謠言未能指出是哪一版本,跟本不可能從引用資炓找出原文來。也有部份引文提到"是德國Dr.Random的最新研究", 同名的外國人沒一萬也有數千, 沒有相關文獻名稱和出版社跟本什麼也找不出來。只能認為是造謠者亂作。
*小分子團水的結構與人體的細胞水的結構相匹配。
*小分子團水顆粒小,滲透力強,能快速進入人體細胞,使細胞擁有充足的水,並使細胞內水和細胞外水達到平衡狀態,新陳代謝正常進行。
*小分子團水進入人體細胞後,使人體各組織和每一個細胞的水都是純潔、健康的水,從而使整個人體都處於健康狀態。
*小分子團水的分子結構排列整齊,高密度,不帶遊離電荷,內聚高能量,具有較強的溶解力、乳化力和代謝力。
*溶解力強,比一般水高30以上。一是能將把營養物質分解,輸送帶入細胞;實際上人攝入的營養物質也是大分子結構的,小分子團水能將可分解的分解成小分子結構,不能分解的成乳化混凝狀帶入細胞;二是能溶解長期存留在細胞內和血管壁上的殘留物—廢雜物及有毒有害物質,並帶出體外。提高身體的排毒能力,可以防止和改善心腦血管疾病
*乳化力強,能乳化血液中多餘的不健康膽固醇和血脂。
* 代謝力強,代謝力就是排出的能力。代謝力對於人體健康極為重要。因為只有有效地徹底排出體內的廢棄物質才能吐故納新,使身體有一個清新的環境、處於健康狀 態。按照中醫的理論,包括癌症在內的各種疾病都是毒素長期在體內積累的結果,如果能有效徹底將體內毒素排除掉,任何疾病都應該能治癒。
*小分子團水是活水,水中帶有地球給予的信息和能量,它能把水中的這種信息和能量注入細胞,提高細胞的活力,具有活化細胞抗衰老的作用。
*小分子團水其優越性的綜合指數都比較高,如ph值、含氧量、含氘量、礦物質和微量元素含量等等。
*小分子團水由於分子團小,滲透力強,除直接飲用具有上述優點之外,用於保濕護膚、美容美髮效果顯著,它能快速進入皮膚、頭髮。用於充茶,兑飲咖啡、紅百酒和其它飲料,品味特佳。
*小分子團水,帶有大量的功能,運動速度快,稱為活性水,進入人體後,不斷激活細胞,使細胞內外都充滿乾淨的、有活力的、營養豐富的液體,這樣就能大大促進細胞的生長、發育,使人體細胞更具活力,使人體機能隨時處於正常的運轉狀態,遠離疾病,健康長壽。
*當人體進行過劇烈運動後,大量飲水後,會感覺更累,主要原因是喝進的大分子團水進入細胞需要消耗能量,所以人會感覺到累。
*天然小分子團水帶有地球賦予的自然力,分子團穩定,具有活性。而人為加工的小分子團水其結構極不穩定,極易因外界影響而恢復大分子結構,如光照、加熱、運輸及其它振動等等。
*天然小分子團水其分子結構與水中的氧含量、氘含量、ph值、礦物質、微量元素等等相伴為伍,匹配協調,與身俱來。而人為加工的小分子團水在加工的過程中原水的有些缺點,如含氘量等不改變,而氧、礦物質、微量元素等,有的被去除了,有的削減了。
*人為加工的小分子團水沒有來自地球自然力的活性和能量、信息。就像百年野山參與人工載培參一樣,天然小分子團水與加工小分子團水有天壤之別。
*水分子團大小與水的年齡、經歷、水環境有密切關係,因此,一般水齡長的水、沒有受污染的水都是小分子團水。
* 如果原水是在人類文明產生之前即被封存,如冰川水、深層地下水(存水地質條件好,無放射性元素,無重金屬等)其水質純正,分子團小。如果是更遙遠的年代就 形成了的冰川,其水即是原生態水,不但水分子團小,而且水質更加優越。如果是冰川泉水,其冰川融水滲透經過的地質岩層優越,不但經過了過濾、淨化,而且溶 解吸收了豐富的礦物質和微量元素,那就是最佳品質的小分子團水。如果原水是一般的地表江河湖泊的水,則是被 人類反覆用過了的現代循環水,都是大分子團水。(沒有形成大分子團的原因)
科學中國曾為此寫文僻謠, 節錄如下 [12] 
...
想得到小分子團水,最省事的一個方法就是加熱。分子運動越快,越不利於氫鍵的形成,所以加熱之後可以將超分子打散,到了100℃時,液態水和氣態水準衡,此時的水分子團簇接近單分子,通常不超過4個分子。
...
離子與水之間的作用也可以破壞氫鍵,打散大分子團水。利用這個原理,用不著去巴馬這樣的長壽村,自己撒把鹽到水裏也一樣能創造出小分子團水,這一點也不稀奇。
...
小分子團水及其製取裝置(編者按: 2014年)尚無足夠的、公認的科學依據,沒有可靠的實驗數據和論證。小分子團水對人體健康的影響也缺乏令人信服的臨牀醫學報告和科學鑑定。而且,水喝到胃中後,由於胃內的温度、pH值、離子濃度等影響,喝下去的水的分子團結構會發生變化。
...
通用的《世界衞生組織飲用水標準》第三版共有5大項檢測指標,其中唯一提到pH值之處為第五大項第二章「無機部分」第10條,其標準與我國現行標準一樣,為6.5—8.5。原因表述為:低pH值的水具有一定腐蝕性,而高pH值的水會有滑膩感和異味,但並沒有提到「弱鹼性水有利於身體健康」及「小分子團水」的概念。事實上,並沒有任何一項關於飲用水的標準會涉及到營養保健功能。
...
在2005年,衞生部就發出《國家衞生部第10號公告》,稱「涉水產品不得宣稱任何保健功能」,2009年實施的《飲用天然礦泉水》新國標也顯示,除非經國家有關部門審批認可,否則標籤上不得聲稱有醫療作用等。
....
任何國家和地區的水質標準中,都沒有水分子團大小的指標,也沒有水分子團大小的測試方法標準;小分子團水及其製取裝置沒有得到國家衞生部門的認可,衞生部對小分子團水及其製取裝置沒有批發過任何衞生許可批件。
參考資料
  • 1.    Ralf Ludwig. Water: From Clusters to the Bulk. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40 (10): 1808–1827. doi:10.1002/1521-3773(20010518)40:103.0.CO;2-1
  • 2.    So much more to know. Science. 2005-07, 309 (5731): 78–102.
  • 3.    Fowler, P. W., Quinn, C. M., Redmond, D. B. (1991) Decorated fullerenes and model structures for water clusters, The Journal of Chemical Physics, Vol. 95, No 10, p. 7678.
  • 4.    Ignatov, I., Mosin, O. V. (2013) Structural Mathematical Models Describing Water Clusters, Journal of Mathematical Theory and Modeling, Vol. 3, No 11, pp. 72-87.
  • 5.    Loboda, Oleksandr; Goncharuk, Vladyslav. Theoretical study on icosahedral water clusters. Chemical Physics Letters: 144–147.
  • 6.    S. Maheshwary, N. Patel, N Sathyamurthy, A. D. Kulkarni, S. R. Gadre. Structure and Stability of Water Clusters (H2O)n, n = 8-20: An Ab Initio Investigation. J. Phys. Chem. a. 2001, 105 (46): 10525.
  • 7.    G. S. Fanourgakis, E. Aprà, W. A. de Jong, S. S. Xantheas. High-level ab initio calculations for the four low-lying families of minima of (H2O)20. II. Spectroscopic signatures of the dodecahedron, fused cubes, face-sharinbucky water g pentagonal prisms, and edge-sharing pentagonal prisms hydrogen bonding networks. J. Chem. Phys. 2005, 122 (13): 134304.
  • 8.    M. H. Mir, J. J. Vittal. Phase Transition Accompanied by Transformation of an Elusive Discrete Cyclic Water Heptamer to a Bicyclic (H2O)7 Cluster. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46 (31): 5925–5928.
  • 9.    Smith, Jared D.; Christopher D. Cappa; Kevin R. Wilson; Ronald C. Cohen; Phillip L. Geissler; Richard J. Saykally (2005). "Unified description of temperature-dependent hydrogen-bond rearrangements in liquid water" (PDF). Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 (40): 14171–14174.
  • 10.    李福志, 張曉健, 呂木堅. 用17O核磁共振研究液態水的團簇結構[J]. 環境科學學報, 2004, 24(1):6-9.
  • 11.    王洋, 黃陽波, 於萍, 羅運柏. 高頻電磁阻垢及其機理研究[J] 工業水處理, 2015, 35(2): 23-26.
  • 12.    小分子團水真能保健治病嗎?  .科學中國-中國網.2014-02-13[引用日期2015-06-29]
展開全部 收起