冰晶中的內在矛盾主要表現為氫鍵的凝聚力和氫核的振動、水分子的熱運動,前者為吸引 因素,后二者為排斥因素。
3.液態水結構的主要理論模型從冰轉化為液態水,體現了物質內在矛盾相互依存的形式隨著條件的改變而變化,即同一性的轉化。當溫度升高至0℃以上時,條件改變了,原來與吸引因素共居于冰晶統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動,便從劣勢轉為優勢,運動的結果使氫鍵部分斷裂。于是,冰晶的有規則的固體結構崩潰,并熔化為液態水。水分子的半徑在冰熔解時,也有微小的變化。
液態水的結構問題,吸引了世界上許多科學家注意。近半個世紀以來,不斷有新理論提出,并獲得迅速發展,至今這一研究領域仍較活躍。已提出的液態水結構的理論模型,大體上可分為兩大類,即連體理論和混合體理論。二者都是以液態水如何偏離固態水結構這一前提為出發點的。上述理論都在不同程度上忽略了液態物質在結構上有很大任意性這一特點。液態水的“閃動簇團”模型,則可彌補這一嚴重的疏忽。
“閃動簇團”模型,是把液態水看成以氫鍵結合的水分子的閃動簇團,在略為“自由”的水中游泳的一種液態體系;這些簇團的尺寸是比較小的,且處于不斷地轉化或“閃動”的狀態;所謂“閃動”,就是說這些小簇團本身是非常動蕩的,意即這里的氫鍵締合解開了,而另一處締合又立即完成,簇團與非簇團的水分子之間,也是處在連續地相互滲透、相互轉化之中,因而整個液體是均勻的,并可保持在一種穩定的流通狀態之中。
總之,液態水是一個極度復雜的凝聚相體系,它既包含有水分子的締合體即簇團,又包含著水分子的微粒,此二者在液態溫度0—100℃的條件下共居、共存,且處于連續的轉化“閃動”之中。這就是液態水之內存在著的矛盾同一性!伴W動簇團”理論模型較其它理論模型,能更好的概括液體水的特異結構性能,但這種理論在較長時間內多處于定性階段,現借助于統計力學,其定量化研究也開始進行,并獲得迅速發展。
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