冰晶中的內(nèi)在矛盾主要表現(xiàn)為氫鍵的凝聚力和氫核的振動、水分子的熱運(yùn)動,前者為吸引 因素,后二者為排斥因素。
3.液態(tài)水結(jié)構(gòu)的主要理論模型從冰轉(zhuǎn)化為液態(tài)水,體現(xiàn)了物質(zhì)內(nèi)在矛盾相互依存的形式隨著條件的改變而變化,即同一性的轉(zhuǎn)化。當(dāng)溫度升高至0℃以上時(shí),條件改變了,原來與吸引因素共居于冰晶統(tǒng)一體中的微不足道的排斥因素,即氫原子振動和水分子的熱運(yùn)動,便從劣勢轉(zhuǎn)為優(yōu)勢,運(yùn)動的結(jié)果使氫鍵部分?jǐn)嗔选S谑,冰晶的有?guī)則的固體結(jié)構(gòu)崩潰,并熔化為液態(tài)水。水分子的半徑在冰熔解時(shí),也有微小的變化。
液態(tài)水的結(jié)構(gòu)問題,吸引了世界上許多科學(xué)家注意。近半個(gè)世紀(jì)以來,不斷有新理論提出,并獲得迅速發(fā)展,至今這一研究領(lǐng)域仍較活躍。已提出的液態(tài)水結(jié)構(gòu)的理論模型,大體上可分為兩大類,即連體理論和混合體理論。二者都是以液態(tài)水如何偏離固態(tài)水結(jié)構(gòu)這一前提為出發(fā)點(diǎn)的。上述理論都在不同程度上忽略了液態(tài)物質(zhì)在結(jié)構(gòu)上有很大任意性這一特點(diǎn)。液態(tài)水的“閃動簇團(tuán)”模型,則可彌補(bǔ)這一嚴(yán)重的疏忽。
“閃動簇團(tuán)”模型,是把液態(tài)水看成以氫鍵結(jié)合的水分子的閃動簇團(tuán),在略為“自由”的水中游泳的一種液態(tài)體系;這些簇團(tuán)的尺寸是比較小的,且處于不斷地轉(zhuǎn)化或“閃動”的狀態(tài);所謂“閃動”,就是說這些小簇團(tuán)本身是非常動蕩的,意即這里的氫鍵締合解開了,而另一處締合又立即完成,簇團(tuán)與非簇團(tuán)的水分子之間,也是處在連續(xù)地相互滲透、相互轉(zhuǎn)化之中,因而整個(gè)液體是均勻的,并可保持在一種穩(wěn)定的流通狀態(tài)之中。
總之,液態(tài)水是一個(gè)極度復(fù)雜的凝聚相體系,它既包含有水分子的締合體即簇團(tuán),又包含著水分子的微粒,此二者在液態(tài)溫度0—100℃的條件下共居、共存,且處于連續(xù)的轉(zhuǎn)化“閃動”之中。這就是液態(tài)水之內(nèi)存在著的矛盾同一性!伴W動簇團(tuán)”理論模型較其它理論模型,能更好的概括液體水的特異結(jié)構(gòu)性能,但這種理論在較長時(shí)間內(nèi)多處于定性階段,現(xiàn)借助于統(tǒng)計(jì)力學(xué),其定量化研究也開始進(jìn)行,并獲得迅速發(fā)展。
上一頁 [1] [2] |