水，简单却又神奇

    水的化学结构是1781年由英国科学家Henry Cavendish发现的，氢2氧1，HOH，呈V字形存在，中间的夹角为104.5度。结构简单，但却神奇。这种结构导致水的极性很强，即靠近氧的一端呈负电，靠近氢的一端呈正电，分子间相互吸引形成立体连接，也就是分子团或分子簇。正是这种巧妙的结构，使水具有许多奇妙甚至反常的物理特性，而生命和生活也变得神秘而多彩。

    从化学周期表上看，氧的左侧是氮，它与氢的化合物是NH₃(分子量17)，也就是氨气，氧的右侧是氯，它与氢的化合物是HCl（分子量36.5），也就是盐酸气，下方是硫，它与氢的化合物是H₂S（分子量34）。这些化合物常温下都是气态，但氧与氢的化合物H₂O(分子量18)在常温下却是液态，这就是水的反常。据计算，单个水分子的沸点应在零下85℃左右，但实际上水的沸点高达100℃，说明水不是一单分子态存在的。正是有了这种反常，才使得喝水有了可能，否则，喝不到嘴里，水汽就跑掉了。

水的溶解性无与伦比，食盐和糖可以迅速均匀地分散到水中，使水具有咸味和甜味，酸甜苦辣的美味使我们的生活有滋有味。往深里讲，是水携带各种营养物质包括矿物质和微量元素在体内循环，同时排泄掉体内的毒素和废物，为生命的代谢起着极其重要的作用。

在地球环境条件下，水是已知唯一三态共存的自然物质。另外，大多数物质，随温度的下降，密度会提高，而水却比较特殊，4℃时密度最大，严冬来临水开始结冰，但却浮在水面上。鱼儿在冰下水中照游，水草照长。

水的比热很大，是铁的10倍，水温不易波动，所以体温也就容易保持平稳。海洋地区由于水的调节作用，气温变化在-2℃到35℃之间，冬不冷夏不热，适于人类生存，但在沙漠地区，温差可以达到100多℃，在月球上温差可以达到290℃，人类无法生存，正是水对气温的调节作用，才使脆弱的生命得以延续。

水有表面张力，小昆虫可以站立其上。水有毛细现象，大多数植物的根脉靠毛细水得到滋润而成长，并给人提供了丰富的食品。

下表列出了水的某些异常特性及其生物意义：

                水的某些异常性质及其意义

引起水的这些神奇特性的主要原因就是因为水分子以团状结构存在，所以我们在讨论喝水的学问时，有必要首先了解一些水分子团的知识。下图形象地表明

水是以(H₂O)_n分子团的形态存在，n的大小表示分子团的大小。

水无色透明，不能用电子显微镜看到其分子团，目前只有用O¹⁷核磁共振仪，通过测定其半幅宽（单位:赫兹Hz）来估算水分子团的大小。李复兴教授测定并汇集了国内外的测定数据，如下表：

               水分子团核磁共振半幅宽赫兹数列表

另有资料显示，我国海南岛五指山、黑龙江五大莲池、吉林白山的天然矿泉水新疆西藏的冰川水，其赫兹数均在80左右，著名的法国依云矿泉水为90。

目前，还有一些采用人工手段如远红外线、超声波、电磁等手段处理获得的小分子团水，其核磁共振半幅宽可以达到50-60赫兹，是优良的小分子团水，问题是有效期一般较短，离开机器静置24小时或更长，水又会变成大分子团。

一般来说，谱线越宽，水分子团簇越大，谱线越窄，团簇越小。定性估算，核磁共振半幅宽100赫兹以下对应的分子团中的水分子数大体在10个以下，统属于小分子团水。优质好水在6左右，又称六角水。100赫兹以上对应的分子团中的水分子数在10个以上，自来水为14-16，受到污染的水在15个以上，病态水在40个左右，死水可能达到100个以上。

    通过上表不难看出，优质矿泉水、深层海洋水、冰川水、长寿村水等好水均属小分子团水，而自来水、雨水、蒸馏水、井水、纯净水等均属大分子团水。