不存在的聚水

87 我们所读到的“聚水”是什么?它仍然是H2O,那么有什么不同呢?

《你知道吗?——现代科学中的100个问题》

阿西莫夫著 暴永宁等译 碧声扫 https://www.tuenhai.com 整理

一个水分子通常是被描述为由两个氢原子和一个氧原子所构成(H2O)。如果所有的水分子都是如此,那它就会是低沸点的小分子。硫化氢(H2S)具有相似的但较重的分子(因为硫重于氧),它是一种气体,只要在-61.8℃时就液化。如果水只是H2O,那么它就会在更低的温度下,也许在-80℃左右液化

但是,可以看一看水分子的形状。三个原子构成的图形很接近于直角,而氧原子在顶点。氧与每一个氢原子共享两个电子,但这种共享不是平均的。氧对于电子具有较强的吸引力,因此,带负电荷的电子偏向于水分子中氧的那一方。这就意味着,虽然水分子整个来说是不带电的,但是水分子中氧的那一方有小量的负电荷,而两个氢原子则有小量与它平衡的正电荷

相反的电荷互相吸引。于是两个邻近的水分子有排列起来的倾向,而使一个水分子的负氧端接近于下一个水分子的正氢端,这就构成了一个“氢键”,它的强度只是把分子中氢和氧保持在一起的普通键的二十分之一。这仍然足以使水分子有“粘性”

由于这种粘性,水分子比没有粘性时容易结合在一起,更难以分开来。为了克服这种粘性,并使之煮沸,必须把水加热到100℃。如果温度下降到0℃,氢键的优势就是锁定水分子的位置并使之冻结为冰。如果不是因为有氢键的话,要冻结成冰,温度就要比这还要低得多

对于象H2S(硫化氢)这样的一些分子,就不会发生这种情况,因为硫原子和氢原子对于电子具有大致相同的引力。在一方或者另一方都没有电荷累积,因此没有“粘性”

其次,假定在非常受限制的处所——例如在一个极其细小的玻璃管中存在着水分子。那么,这些水分子便可能自行挤成比通常更密集。一个分子的氧原子可能被迫异常近地靠近相邻分子的氢原子,以致氢键变得象普通的键一样强。这时两个分子变成了一个分子。另一个分子也许会锁定在这个双分子上,然后再锁定一个,接着又锁定一个

结果可能有许多分子紧密地聚集在一起,将所有的氢和氧形成规则的六角形排列。所产生的复合物质是“聚合物”的一个例子。这就是“聚水”。要把这样一种物质(首先是1965年由苏联化学家报道的)分解为水蒸气的一个一个的H2O分子,必须加热到500℃左右。其次,同样由于分子被推压在一起,比普通水中要紧密得多,所以聚水的密度是普通水的1.5倍

然而,聚水的概念至今尚未被普遍接受。许多化学家认为,所谓聚水实际上是吸收了某些杂质的水,或者是溶解了一些玻璃的水。在这种情况下、那就根本不存在聚水了

碧声曰:已经证明“聚水”是子虚乌有——

水与“聚水”

摘自 郭正谊《科普读本·失误的科学》

从历史上来看,科学家常常被水所迷惑、所愚弄。即使是在科学昌明的现代,科学家为水所做的蠢事也还不止一端。近年来最典型的事例是世界公认的“聚水”事件,它曾经在世界范围上引起轩然大波。从1962~1973年,世界上发表了有关“聚水”的学术论文有450余篇,而结果“聚水”竟然是子虚乌有!但是我们还是在科技百科全书中查到“聚水”这一条目,是这样写的:“聚水是一种典型的、现代的实验性人工制品的例子,在它最后被仪器分析和理论分析推翻前曾发展成为引人入胜的争论”

事情的过程是这样的。前苏联科学家德佳奎因于1962年曾连续发表论文,宣称水在石英玻璃毛细管中加热后性质反常了——500℃沸腾,-8℃才结冰。接着,不少国家的科学家纷纷参与这一研究,而美国著名的光谱学家利平科特声称他用拉曼光谱研究后证明这种水确实不同寻常,这是水在石英表面上聚合成的,可以把这种水命名为“聚水”。这就进一步鼓舞了世界各国的科学家,使他们狂热的投入到“聚水”这一研究中去。甚至有人还发出警告说:千万不要把聚水带到实验室外,因为它可能诱发水的连锁聚合反应,以至毁灭了各种生命。还有人甚至提出制造“聚水武器”,用来干净地消灭敌对者。当然,也有许多科学家极力反对聚水的存在。于是支持者和反对者之间又展开了大论战

但是,结果是令人扫兴的:1973年,分析化学家罗西友以一种巧妙而又令人信服的方法证明,“聚水”不过是溶有钠、钾、氯离子和硫酸根的水。始作俑者德佳奎因也不得不发表声明,承认“聚水”确是溶解了石英管上杂质的水。于是,关于聚水这一“伟大发现”就此告吹

这场历时十年的科学界的轩然大波,既有科学研究中的失误,也有人为的原因,而后者是主要的,它干扰了严格的科学实验的进行。就如,对“新发现”的盲目乐观和狂热,为了成名而哗众取宠,为了求得经费而对论文急于求成,为了论战而醉心于新闻宣传,以至违背公认的科学研究准则,不切实际地向传媒渲染自己取得了科学的“进展”和具有的“伟大”意义。而某些对科学不甚了了的新闻记者,则以猎奇的心态不断在报章上制造“轰动”效应,从而把这种“病态”进一步升级。这是所谓的病态科学。病态科学同一般的弄虚作假行为不同,它是某些科学家为了得出“突破性”的发现,而对所观察到的一些现象作出违背科学基本规律的解释,从而提出“新”的理论,以达到一鸣惊人的目的。病态科学在科学史上屡见不鲜,在今天也仍然时有发生

阿西莫夫《你知道吗?——现代科学中的一百个问题》科学普及出版社 1984年

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