О СТРУКТУРЕ ВОДЫ

0
3

Ситкарев Г.Т.,

Институт сорбции и проблем эндоэкологии, г. Киев

Проблемы очистки и получения питьевой воды требуют для их решения знания её структуры. Хотя молекула воды Н2О известна, структура воды продолжает оставаться до сих пор неясной из-за множества свойств, проявляемых ею в газовом, жидком и твёрдом состояниях. Так, установление “памяти” жидкой воды в 1988 г. французским иммунологом Жаком Бенвениста пока не имеет никакого физического объяснения. Или, в чём суть абсорбции водой (т.е. растворения в ней) многих веществ? Новый качественный подход к объяснению её свойств даёт гипотеза автора как новая концепция по строению атомов и образованию молекул (1-3), которая позволяет, по мнению автора, преодолеть недостатки известных теорий и ниже кратко излагается на примерах атомов водорода и кислорода, молекулы воды и ассоциатов из её молекул.

В жидкой воде её структура и взаимодействие молекул имеют свои особенности для условий приграничных слоёв (у стенок сосудов-ёмкостей), для капилляров, для капельных её образований и для толщи воды. Но создание теории структуры воды затрудняется, прежде всего, неудовлетворительностью существующих решений (теорий) по строению атомов, образованию и взаимодействию молекул. Такое состояние в науке отмечается в ряде работ учёных, в том числе исследующих воду: “проблема взаимосвязи структуры и свойств воды постоянно вызывает большой интерес, и мы ещё далеки от полного понимания природы многих явлений, которые происходят в водных системах” (4, с. 14). Понимание, что существующие модели атомов и теории их строения являются неудовлетворительными, имеется у учёных разных стран. Например, у немецких (5, с. 77): “Однако ни одна из созданных моделей полностью не воспроизводит реальную действительность, хотя и является полезной для решения определённых научных задач. Модель атома Бора более десяти лет служила инструментом для трактовки химической связи. Тем не менее, представление о том, что электроны движутся по определённым орбитам вокруг ядра, недостаточно точно соответствует реальному их поведению в атоме. Такое представление о способе существования электронов в атоме следует считать упрощенным, заимствованным из теории механики движения твёрдых макротел, поэтому оно непригодно для объяснения возникновения химической связи между атомами”. Или у русских (6, с. 39): “Уточнение теории строения атома водорода, проведенное Бором и Зоммерфельдом, не смогло устранить всех расхождений с экспериментальными данными и, самое главное, по мере уточнения она сама становилась менее определенной, а скорости движения электрона, соизмеримые со скоростями света, как бы “размазывали” электрон в пространстве. Таким образом, представление об атоме, как о стройной системе из движущегося электрона и ядра, уже не выдерживалось. Самым крупным недостатком теории Бора была невозможность перенесения её на более сложные атомы, содержащие несколько электронов”.

Автор в своих работах сделал вывод (1-3), что “теории” орбитальных моделей атомов и молекул и модели атомов по Бору-Зоммерфельду надо считать уже прошлыми гипотезами, поскольку они:

1) исключают друг друга, но из-за своих ограниченных возможностей всё ещё применяются вместе в теоретической физике и физической химии;

2) обе неприменимы к сложным атомам и внутренне противоречивы.

Кризис современной теории строения атомов и молекул вызван вытеснением из неё физического мышления абстрактным (математическим) мышлением. Так, частичное наложение электронных “облаков” двух атомов сейчас рассматривается как образование химической связи между этими атомами, но это не физический, а геометрический подход. Ибо образование силовой связи между двумя атомами по орбитальной “теории” объясняется не физическим смыслом этой связи, а пересечением, или наложением электронных “облаков”. При этом каждое электронное “облако” – это воображаемое пространство для вероятностного существования в его точках “носящегося” электрона.

Вернуться к физическому мышлению (как материалистическому) предлагается в работах автора (7-10), в которых было показано, что данное им понимание видов материи (полевой, вещественной и из элементарных частиц) позволяет, во-первых, установить, что элементарные частицы, образующие атом (протон, электрон и нейтрон), являются только сверхплотными частицами (а не одновременно волной), вращающимися вокруг своей оси, во-вторых, предложить непротиворечивую гипотезу о строении атомов (как обладающих своим полевым телом) и о сущности основных типов химических связей при образовании молекул.

Кроме того, автор пришёл к выводу, что за предыдущую вечность (!) существования материи (являющейся средой, непрерывно заполняющей весь бесконечный космос) выработалось как закон получение своей “кодовой информации” каждому (!) атому, молекуле, кристаллу, клетке и зародышу из окружающей их полевой материи, ибо последняя есть вечный носитель информации, предопределяющей их дальнейшее развитие и химические и физические свойства. К пониманию существования “кодовой информации” (но без установления её носителя в виде полевой материи, т.е. как бы для земных условий) пришли также российские учёные профессор Ю.А.Жданов (для всех молекул, а не одной ДНК) и академик РАМН В.П.Казначеев (кроме молекул уже и для клеток) (7). Главным отличием гипотезы автора является отсутствие вращения электронов в атоме вокруг ядра, ибо при таком движении их с огромной предполагаемой скоростью невозможно было бы образование валентных связей. Электрон “не падает на ядро”, так как этого не допускают силы взаимодействия в полевом теле атома, возникающие также из-за наличия заряда на ядре и на электроне и из-за вращения ядра и электрона с огромной скоростью вокруг своих осей. Гипотеза автора позволила впервые обосновать суть концепции Бутлерова об отражении строения молекул в их структурных формулах и создать новые основы для теории пространственного строения молекул, в том числе наноструктур.

В качестве первого примера применения гипотезы автора, как выше указано, рассматривается образование молекулы воды.

Самый простой атом водорода – протий (рис. 1) состоит из ядра 3, представляющего собой протон, вращающийся вокруг своей оси, и электрона 7, тоже вращающегося вокруг собственной оси и находящегося на оболочке (как сфере) полевого тела атома (с радиусом Rн). И ядро (протон) и электрон, как вращающиеся элементарные частицы, представляют собой “магнитики”. Так как электроны в атомах не “носятся” вокруг ядра, то молекула водорода Н2 образуется из двух атомов водорода вследствие магнитного притяжения их ядер, в результате чего оба ядра (оба протона) оказываются на продолжении одной их оси вращения и вращаются при этом в одну сторону. Последнее вызвано тем, что они притягиваются друг к другу противоположными полюсами. Между ядрами действуют при этом не только указанные силы притяжения, но и отталкивания из-за одинакового знака заряда, в результате чего расстояние между ними L стабилизируется на величине, меньшей Rн (L = 74 пм, а Rн = 46 пм). Образование молекулы водорода происходит по первому типу химической связи, установленному автором (1, 2), – как межъядерному магнитному притяжению атомов. В этом физическое объяснение более “высокой прочности молекулы водорода” (11, с. 29 и 271) по сравнению с валентной связью.

Известный вывод “каждый электрон, даже взятый вне атома, представляет собой маленький магнит, так как вращение электрона вокруг воображаемой собственной оси создаёт магнитное поле. Магнитное поле меняет своё направление в зависимости от направления вращения электрона” (11, с. 254) использован в орбитальной теории (из-за того, что электрон должен носиться с огромной скоростью вокруг ядра) лишь для определения значения квантового числа пи, называемого магнитным спиновым квантовым числом, а не для установления физического смысла валентной связи, как предложено в гипотезе автора.

В каждом свободном атоме водорода и кислорода электроны, как имеющие одну массу и одну величину заряда, удалены с достаточной точностью одинаково и по возможности симметрично от ядра атома. В любом атоме ядро можно рассматривать как “точечное” образование (из-за его малого размера по отношению к радиусу атома) в центре почти сферического полевого тела атома. Ядро и электроны показаны на рис. 1-2 условно вне масштаба.

По предлагаемой гипотезе уменьшение энергетического уровня электрона приводит к уменьшению его отдаления от оси вращения ядра при сохранении его положения на оболочке атома. Но при этом отдаление валентных электронов от этой оси всегда остаётся больше по величине, чем отдаление невалентных электронов от этой оси. Невалентные электроны (как энергетически более слабые) размещаются на атомной оболочке со стороны разных концов этой оси: по одному (как у гелия (1, 2) или по несколько штук (по три как у кислорода – 5 на рис. 1), или в виде двух многогранных каркасов для более сложных атомов. Т.е. в каждом атоме напротив двух концов оси вращения его ядра образуются на атомной оболочке соответственно две невалентные зоны и в этих невалентных зонах, поэтому создаются пассивные для химических связей электронные образования из невалентных электронов (из одного или из нескольких).

Атом кислорода по предлагаемой гипотезе являются примером размещения невалентных электронов (по три) на двух одинаковых окружностях в невалентных зонах атома. Два других из восьми электронов располагаются в валентной зоне атома. Поэтому кислород двухвалентен. Невалентные электроны в месте пересечения полевых тел двух атомов кислорода располагаются на одной окружности на равном удалении друг от друга. Невалентные электроны образуют между собой более слабые межэлектронные “магнитные” связи, но достаточные, чтобы эти электроны одинаково были расположены в невалентных зонах. При внешнем энергетическом воздействии на отдельные невалентные электроны последние, увеличив свою энергию при этом, могут перейти в валентную зону атома, и тогда атом кислорода проявляет более высокую валентность.

Из предлагаемой гипотезы также следует, что водородная пара (Н+Н), характерная расположением между двумя атомами водорода их ядер на продолжении одной линии (9 на рис. 1), на которой совмещаются оси вращения этих ядер из-за их межатомного “магнитного” взаимодействия, встречается не только в молекуле воды Н2О, но и в углеводородных (1) ив других веществах. Так, в атоме кислорода два валентных электрона, как имеющие одинаковый заряд, стремятся максимально удалиться друг от друга на оболочке атома, что удаётся этим электронам, например, в молекуле пероксида водорода. Но это удаление друг от друга валентных электронов атома кислорода в молекуле воды ограничено углом 104,5o, так как при этом угле обеспечивается уравновешенная (по силам взаимодействия) возможность существования водородной пары (Н+Н). Т.е. предложенная автором теория впервые даёт физически понятное объяснение пространственному строению молекулы воды.

Ранее же для объяснения угла 104,5o полагали, что геометрия молекулы воды отвечает дважды незавершённому тетраэдру (4, с. 135), что есть предположение как надуманность, так как в тетраэдре (геометрически правильно понимаемом) подобный угол равен 109,5o. Например, молекула метана СН4 имеет форму тетраэдра. Известно также ещё одно тоже неубедительное объяснение треугольной формы молекулы воды, которое вызвано орбитальной теорией. Согласно этой “теории” р-электронные “облака” атома кислорода взаимно перпендикулярны, поэтому следует ожидать, что угол между атомами водорода в молекуле воды должен быть 90o. В действительности же этот угол равен104,5o. Эту разницу решили объяснить гибридизацией атомных орбиталей, т.е. изменением формы орбиталей при их наложении друг на друга – это тоже надуманно ради оправдания орбитальной теории, ибо в таком объяснении нет физического содержания. Итак, пространственная структура молекулы воды образуется благодаря существованию водородной пары (Н+Н) и благодаря валентной связи (как непосредственной электронной “магнитной” связи) между валентными электронами одного атома кислорода и двух атомов водорода. При валентной связи “магнитное” соединение электрона водорода с электроном кислорода (10 на рис. 3) осуществляется на минимальном расстоянии между ними, возможном при силах отталкивания из-за наличия в них одинаковых зарядов.

Необычные свойства воды и изменение этих свойств в зависимости от её температуры вызваны изменением её структуры. Только в парообразном (при газообразном) состоянии её молекулярная масса равна 18 а.е.м., т.е. вода существует в этом состоянии в основном в виде свободных молекул Н2О (2х1 + 16 = 18). В жидком и твёрдом состоянии её молекулярная масса выше 18 а.е.м., так как она при этом существует в виде ассоциатов (Н2О)n, например, среднее значение количества ассоциированных молекул n при 20oС равно 4. Отличие полезных свойств воды холодной от воды горячей вызвало даже термины “живая” и “мёртвая” вода. При понижении температуры воды величина n увеличивается. Но что представляют собой ассоциаты?

Вначале полагали, что молекулы воды представляют собой диполи, ибо под влиянием орбитальной теории строения атомов и молекул считалось, что пространство каждой молекулы воды делится на две зоны из “размазанных” положительного и отрицательного зарядов, а поэтому молекула воды есть диполь. Но в действительности положительные заряды находятся в ядрах атомов кислорода и водорода, а отрицательные заряды находятся в электронах, при этом эти заряды создают электростатические поля вокруг этих частиц. Поэтому версия дипольной ассоциации оказалась несостоятельной: “Раньше думали, что процесс ассоциации обусловлен только электростатическим взаимодействием диполей, но в этом случае устойчивость таких соединений была бы ниже, чем наблюдаемая” (6, с. 93). Нужно ещё добавить, что при дипольном варианте невозможно было бы образование удлинённых соединений молекул воды.

Причиной образования ассоциатов из молекул воды является водородная связь. Но из-за применения неудовлетворительной теории образования атомов и молекул (в основном орбитальной теории) водородная связь также получила неверное толкование: водородная связь образуется из-за электростатического взаимодействия между атомом водорода Н одной молекулы воды с атомом кислорода О другой молекулы воды (5, с. 137). При этом, для отличия от дипольной связи, предполагали, что возникает трёхцентровая связывающая молекулярная орбиталь (5, с. 138) – это опять некое “облако”, в котором происходит якобы электростатическое взаимодействие атома Н одной молекулы воды с атомом О другой молекулы воды – но почему-то только с одной конкретной из множества близких соседних молекул (?! – авт.), т.е. такая связь должна быть неустойчивой.

В последнее время стало модным на Западе объяснять необычные свойства воды (например, австрийским учёным Аллонсом Грубером) образованием молекулами воды кластеров со сфероподобным размещением этих молекул и с пустотой внутри таких сфер. При этом полагают, что в этих пустотах находится информация, определяющая эти свойства, а число молекул в кластерах может непрерывно изменяться. Но физического объяснения таких кластеров (т.е. механизма их образования) до сих пор нет. Также исследователи из университета в Беркли предполагают, что скрученные (?) молекулы воды образуют кластеры геометрически правильной формы в виде пяти “тел Платона”: тетраэдра, гексаэдра, октаэдра, додектаэдра и икосаэдра, но физического объяснения связей для возможности образования таких кластеров тоже не дано.

Автор даёт другое и, по его мнению, физически достаточно чёткое объяснение образованию водородной связи. Как видно из рис. 1, ядро атома водорода (по сравнению с ядрами других химических элементов) имеет наиболее свободную пространственную связь со своим электроном в атоме и поэтому более полно проявляет способность к межъядерному “магнитному” взаимодействию с ядрами других атомов водорода.

Ris1_S36

Рис.1.Схематическое изображение структуры молекул воды Н2О в анфас (а) и сбоку (б), где:

1 и 2 – ядро и оболочка атомов кислорода;

3 и 4 – ядро и оболочка атомов водорода;

5 и 6 – невалентные и валентные электроны атомов кислорода;

7 – электроны атомов водорода;

8 – ось вращения ядра атома кислорода;

9 – совмещённая ось вращения двух ядер водорода в водородной паре;

10 – совмещённая ось вращения двух валентных электронов при их валентной (как непосредственной электронной) связи;

11 – круговая линия расположения невалентных электронов.

Это “магнитное” взаимодействие ядер водорода сильнее их электростатического отталкивания (из-за наличия одинаковых зарядов) до определённого их сближения, что приводит: или к образованию двухатомной молекулы водорода, или вышеуказанных водородных пар (Н+Н) в молекулах углеводородных веществ и в молекуле воды (рис. 1), или к образованию ассоциатов из молекул воды (!), как это впервые показано на рис. 2 для двух параллельно расположенных ассоциатов при n=4. Смысл водородной связи выражается в расположении ядер нескольких атомов водорода на одной совмещённой для них оси вращения (5 на рис. 2) с вращением этих ядер при этом в одну сторону, чтобы они притягивались друг к другу противоположными полюсами.

Именно из-за прямолинейного существования водородной связи между ядрами атомов водорода (!) кристаллы снежинок и льда преимущественно состоят из прямых отростков и ветвей. Параллельно расположенные ассоциаты (рис. 2) могут образовывать наноструктуры в виде цилиндрических или многогранных структур (как в пчелиных сотах) с образованием внутренних полостей с разным числом граней и с соответствующим размером их внутренних полостей (величины 1_2 на рис. 2), а не в виде сфероподобных кластеров.

Ris2_S36 Рис. 2.Схема двух параллельных ассоциатов, полученных каждой из четырёх молекул воды с помощью водородной связи по предлагаемой теории, где:

1 и 2 – ядро и оболочка атомов кислорода,

3 и 4 – ядро и оболочка атомов водорода,

L1 – длина водородной связи между молекулами воды,

L2 – расстояние между параллельно расположенными ассоциациями молекул воды,

5 – ось водородной связи атомов водорода,

L3 – расстояние между концом ассоциаций молекул воды и прочими молекулами воды

 Из-за большей величины n и своей большей упорядоченности во взаимном расположении ассоциатов в кристаллах (в снеге и во льду) твёрдая фаза воды оказывается легче её жидкой фазы! По этой же причине наибольшая плотность воды (1 г/см3) достигается при 40С, так как дальнейшее повышение её температуры увеличивает подвижность её молекул, из-за чего плотность воды уже снижается. Т.е. гипотеза автора позволила дать физически понятное объяснение максимальной плотности воды при 40С.

В параллельно расположенных ассоциатах молекулы воды (и соответственно атомы кислорода) могут быть повёрнуты вокруг оси водородной связи (5 на рис. 2) на разный угол, что способствует как образованию разнообразных пространственных фигур кристаллов, например, в снежинках и во льду или на окнах в составе ветвистых узоров замёрзшей воды, так и сохранению в этих кристаллах соответствующей биоэнергетической информации. Этим же можно объяснить образование плоскоструктурных кристаллов, например, снежинок.

С повышением температуры воды тепловая энергия её молекул увеличивается, а это приводит к тому, что крайние молекулы воды в их ассоциатах отрываются (а в замёрзшей воде так происходит оттаивание), что, в свою очередь, означает уменьшение длины каждой ассоциации (соответственно величины n). Но даже в разных парообразных состояниях воды находится соответственно неодинаковое и малое присутствие лёгких ассоциатов (например, при n=2 и n=3). Только во время грозы из-за высокого электрического напряжения создаются из молекул воды километровые отрезки из ассоциатов (когда величина п получается огромной), по которым молния передаётся в виде больших длин прямолинейных электроразрядных ответвлений. В этом тоже проявляется своеобразие водородных связей. Поэтому предлагаемое понимание водородной связи выглядит физически более обоснованным, чем известные её толкования.

В ряде работ сейчас приводятся взгляды на структуру воды одновременно противоречивые и с интуитивным приближением к пониманию водородной связи как удлинённой: “Для жидкости характерно относительно беспорядочное расположение молекул” (4, с. 13) и “для продвижения в столь трудной области, как теория жидкой воды, нужно, прежде всего, выяснить физический механизм, ответственный за её необычные свойства. Поскольку именно водородные связи, прежде всего, отличают её от других жидкостей, представляется разумным выбрать путь, на котором именно связывание молекул воды в протяжённые структуры нужно считать ответственным за необычные свойства. Таким образом, во внешних электромагнитных полях может появляться возможность стабилизации таких структур посредством укрепления водородных связей протонами, которые мигрируют по поверхности кластера. Есть некоторые экспериментальные указания на возможность существования в воде достаточно больших устойчивых структур, имеющих порядка 1000 молекул воды” (4, с. 15). Предлагаемая гипотеза автора относительно этих взглядов позволяет возразить:

1) жидкой воде (особенно чистой или активированной) не характерно хаотическое расположение молекул,

2) средством “укрепления водородных связей” является сама предлагаемая суть их образования, а не “гулящие” протоны (“гулящие” ядра атомов Н).

Молекула воды образуется в основном из атомов лёгкого водорода Н (когда ядра атома водорода состоят из одного протона). В природе ничтожное количество водорода встречается в виде атомов тяжёлого водорода D (когда ядра водорода состоят из протона и нейтрона) и атомов сверхтяжёлого водорода Т (когда ядра состоят из двух нейтронов и одного протона). Нейтрон как протон вращается вокруг своей оси и поэтому является соответствующим “магнитиком”. Поэтому в ядрах водорода и протон, и нейтрон притягиваются друг к другу противоположными полюсами. В зависимости от наличия в молекулах воды Н, D и Т образуются молекулы обычной воды Н2О (её удельный вес в природе 99,7%), тяжёлой воды D2О, полутяжёлой воды НDО и сверхтяжёлой воды Т2О. При замерзании воды центрами образования твёрдых кристаллов являются, прежде всего, примеси в ней, в том числе молекулы тяжёлой, полутяжёлой и сверхтяжёлой воды. Поскольку льдинки сразу всплывают, замораживать воду в холодильниках надо частично, чтобы вовремя удалять верхний замёрзший слой воды, содержащий в себе примеси (в том числе D2О и Т2О), а оставшуюся воду использовать как очищенную от примесей.

Свободные молекулы воды, например, в паре или в воздухе, благодаря возможности образования водородной связи (в отличие от молекул других газов) склонны к объединению в ассоциаты и, соответственно, сгущаться в облака в атмосфере и в капельки конденсата на поверхностях многих веществ.

Суть абсорбции водой: благодаря наличию полостей внутри и между нанообразований жидкая вода активно поглощает газы, летучие и растворимые примеси. Поэтому абсолютно чистой воды получить невозможно. А такую воду можно было бы на несколько градусов перегреть выше 100oС до закипания и переохладить ниже 0oС до замерзания. Начальными точками для закипания и замерзания являются контактирующие молекулы воды с вышеуказанными примесями или с молекулами стенок сосудов для воды! Незнание этого приводит, например, в работе (12) к выводу: “В структурах всех известных кристаллических льдов каждая молекула воды образует с соседними молекулами воды четыре водородные связи, направленные к вершинам правильного или немного искажённого тетраэдра”. Однако это утверждение вызывает у автора четыре возражения. Во-первых, не “каждая молекула воды” может быть начальной точкой. Во-вторых, только такое пространственное образование из молекул воды противоречит известному факту: твёрдые кристаллы воды (особенно снежинки) имеют плоско-структурное образование с прямолинейными отростками (ветвями). В-третьих, при образовании кристаллов на основе тетраэдров (например, алмаза из атомов углерода) получилась бы плотность воды выше фактической, т.е. с отсутствием необходимых ёмкостей для хранения примесей или биоэнергетической информации. В-четвёртых, из одной молекулы воды не могут исходить четыре водородные связи.

Возможность образования из ассоциатов воды вокруг соответствующих точек разных форм кристаллов (жидких, при жидкой её фазе и твёрдых, при твёрдой её фазе) позволяет говорить, что, таким путём возникают самые распространённые в природе наноструктурные образования. в полостях данных образований, между ассоциатами может располагаться биоэнергетическая информация, делающая воду структурированной, как активированной и полезной для лечения и оздоровления, так и чувствительной к разным внешним полевым воздействиям (последнее экспериментально подтверждено изменением форм образующихся при этом кристаллов). Например, японский учёный Емото Масуру был первым, кто экспериментально установил, что разные полевые воздействия на воду, музыка и эмоциональные слова людей влияют на её структуру, что приводит при её замерзании к образованию отличающихся кристаллов, подобных по форме снежинкам.

До сих пор, в науке не было объяснения, почему вода в жидком и твёрдом состояниях имеет теплоёмкость во много раз выше, чем другие жидкие и твёрдые вещества. Так теплоемкость воды выше:

  • почти в четыре раза, чем у спирта;
  • в пять раз, чем у песка;
  • в десять раз, чем у железа;
  • в тридцать три раза, чем у платины и т.д.

Автор объясняет это наноструктурой жидкой и твёрдой воды, т.е. её существованием в виде определённых нанообразований из ассоциатов. Максимальная теплоёмкость воды достигается при её температуре 37oС. По-видимому при этой температуре ассоциаты воды максимально или полностью одинаковы (полагаем с n=4), т.е. структура воды при этом наиболее однородна. Примеси, содержащиеся в воде, снижают чистоту её наноструктуры, а потому ухудшают её свойства и нарушают содержащуюся в ней биоэнергетическую информацию. Поэтому только чистая вода (родниковая, дождевая и талая) полезна для организма людей, ибо в ней имеется очень малое количество, прежде всего дейтерия. Отравление природы при современной жизни общества приводит также к повышению содержания дейтерия в воде и, соответственно, в продуктах и в лекарствах, использующих эту воду. А повышенное поступление дейтерия в организм человека ухудшает функционирование его органов и стимулирует в них болезненные процессы.

Благодаря наноструктуре вода активно поглощает микропримеси, в том числе микроорганизмы. Как отмечено в работе (10), содержащиеся в воде “энтеровирусные инфекции могут быть причиной, приводящей к изменению концентраций как жизненно важных (медь/цинк), так и потенциально токсичных металлов (ртуть) в мозге”. Поэтому обеспечение качества питьевой воды и воды, используемой в пище и в процедурах, стало уже важнейшей экологической проблемой. И для решения этой проблемы является актуальным правильное понимание структуры воды: что она состоит из нанообразований, сложенных из ассоциатов.

Однако до сих пор исследования воды и водных растворов (12-15) исходят из понимания атомов и молекул водорода и кислорода и молекул воды и водородной связи согласно орбитальной теории. Так, в работе (14) отмечается, что исследования в растворах “взаимосвязи между молекулярными свойствами компонентов и их агрегативным поведением” позволило установить, что, во-первых, “понимание сходства явлений самоорганизации в коллоидных системах, полимерах, биологических структурах способствовало становлению междисциплинарной области науки, занимающейся системами разного типа, для которых характерно наличие упорядоченности, промежуточной между таковой для твёрдых кристаллов и для обычных жидкостей”, во-вторых, эта упорядоченность проявляется в наноструктурных образованиях из молекул компонентов (а не из молекул воды – ?): “организованные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) – наиболее распространённые наноструктурные жидкие системы, исследования которых начались с открытия мицелл Мак-Беном в 1913 г.”.

Кроме того, до сих пор не создана единая модель строения ядер атомов, а без этого невозможно развивать теории строения атомов и образования молекул. В основном сейчас считается, что ядро – это или непонятный комок “слипшихся” протонов и нейтронов или некая “капля ядерной жидкости”. А из-за этого многие экспериментальные данные не удаётся объяснить. Вот одни из известных рассуждений западных исследователей ядер (16): “Вращающее ядро – это результат нецентрального соударения между двумя ядрами, которые при этом сливаются, образуя быстро вращающееся тело продолговатой формы. Ядра, длинная ось которых примерно вдвое превосходит по длине короткие оси, называют супердеформированными. Можно принять, что ядро имеет оболочки, или группы тесно расположенных уровней энергии, которые заполняются протонами и нейтронами таким же образом, как электроны заполняют орбитали атомов. Во вращающихся ядрах (считается пока, что есть и невращающиеся ядра – авт.) эти оболочки расширяются, что приводит к перераспределению части нуклонов на неполных оболочках, или псевдооболочках. Собственные спины этих нуклонов перестают располагаться вдоль оси вращения супердеформированного ядра, Исследователи из Лаборатории им. Лоуренса в Беркли обнаружили, что быстро вращающиеся ядра с разной массой имеют близкие – если не точно одинаковые – моменты инерции. “Что-то происходит, – сказал Ф. Стивенс, физик из этой лаборатории, – и по причинам, которые мы пока не понимаем”, А пока физики пытаются успеть разработать единую теорию для объяснения всех обнаруженных экспериментально загадочных явлений”.

Автор разработал свою гипотезу как претендующую на “единую теорию” строения атомов и образования молекул (1-3). Так, в ядре атомов протоны и нейтроны (как вращающиеся частицы) соединяются как “магнитики” на одной оси и могут образовывать альфа-частицы. Это экспериментально подтверждается тем, что в простых атомах “объём ядра прямо пропорционален числу нуклонов” (17, с. 12), что возможно только при расположении нуклонов на одной линии. В сложных атомах часть протонов и нейтронов в виде вращающихся альфа-частиц располагаются в ядре уже параллельно его оси над находящимися вплотную на оси другими протонами, нейтронами и альфа-частицами (ядро становится многослойным), но этот вопрос выходит за рамки статьи. Кроме того, как в соседних свободных атомах водорода вращение (с огромной скоростью) их ядер может быть противоположным, так и в соседних свободных ассоциатах воды вращение ядер водорода в каждой ассоциате может быть противоположным другой ассоциате, а в ассоциатах воды, образующих её наноструктуру, вращение ядер водорода, создающих одну водородную связь (как одну ассоциату), может быть противоположным, чем в другой водородной связи (в другой ассоциате), что затрудняет установление вращательных моментов ядер.

Итак, автор предложил: структура воды состоит из нанообразований, с помощью которых образуются жидкие и твёрдые кристаллы воды, что позволяет объяснить разнообразные свойства воды, и дал новое физическое толкование не только водородной связи, но и следующих видов “магнитных” взаимодействий ядер водорода в природе, при которых сила этих взаимодействий резко уменьшается с увеличением расстояния между “магнитиками”:

1) внутри каждого ядра осуществляется внутриядерное взаимодействие протонов и нейтронов, расположенных на его оси вращения, с вращением их при этом в одну сторону (как отмечено выше, чтобы “магнитики” притягивались противоположными полюсами);

2) внутри молекулы водорода осуществляется межъядерное взаимодействие ядер двух атомов водорода, расположенных на совмещённой оси вращения, которые при этом вращаются в одну сторону;

3) в молекулах углеводородных веществ и в молекулах воды осуществляется межатомное взаимодействие ядер двух атомов водорода (Н+Н), расположенных на совмещённой оси их вращения, с вращением этих ядер в одну сторону;

4) в каждой ассоциате воды осуществляется межмолекулярное взаимодействие ядер соседних молекул водорода, когда эти ядра расположены на одной оси и вращаются в одну сторону.

Изложенное выше представление о структуре воды позволяет находить новые технические решения для очистки воды, в том числе от микроорганизмов.

В силу вышесказанного предлагаемая концепция строения атомов и молекул (1-3) является полезной и для дальнейшего развития теории структуры воды. Автор надеется на поддержку прогрессивных учёных, чтобы получить возможность далее развивать эту теорию и разрабатывать свои предложения.

 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Ситкарёв Г.Т. Строение атомов и образование молекул //Актуальные проблемы современной науки.- М.- Компания “Спутнике”.- 2006.- № 2, С. 118-128 и № 4, С. 130-136
  2. Ситкарёв Г.Т. Новая гипотеза о строении атомов и образовании химических связей //Естественные и технические науки.- М.- Компания “Спутнике”.- 2005.- № 1.- С. 59-61
  3. Ситкарёв Г.Т. Новая гипотеза о строении электронной оболочки атомов и образовании химических связей //Материалы международной конференции “Сучасні проблеми фізичної хімії”.- Донецк.-Донецкий национальный университет. -2004.- С. 87
  4. Основы физики воды /Антонченко В.Я., Давыдов А.С., Ильин В.В.; Отв. ред. Бродин М.С.; АН УССР. Институт теоретической физики.- Киев: Наук. Думка, 1991.- 672 с.
  5. Химия: Справ. изд. /В. Шретер, К.-Х. Ла-утеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем.- М.: Химия, 1989.- Пер. изд.: ГДР, 1986.- 648 с.
  6. Фролов В.В. Химия. Учеб. пособие для втузов /М.: “Высшая Школа”, 1975.- 544 с.
  7. Ситкарёв Г.Т. Основы космической философии, соответствующие обращениям инопланетян /Монография.-К.-ИИЦ Госкомстат Украины.-2005.-182 с.
  8. Ситкарёв Г.Т. Законы космической диалектики //Стратегія розвитку України (економика, соціологія, право): Вип. 5. Наукові матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції “Людина і Космос” /К.: Книжкове вид-во НАУ, 2006.-с. 138-147
  9. Ситкарёв Г.Т. Новая теория образования планет, гор и геологических катастроф, объясняющая многие тайны истории (причины гибели динозавров, потом мамонтов и возможной гибели некоторых стран) // Актуальные проблемы современной науки.- М.- Компания “Спутнике”.- 2007.- № 2, С. 103-112
  10. Мокиенко А.В., Петренко Н.Ф. Питьевая вода и водно-обусловленные инфекции //Вода і водоочисні технології.- К.- 2007.-№ 4 (24).- С. 33-41
  11. Спицын В.Н., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия. Ч.1. /М.: Изд-во МГУ, 1991.- 480 с.
  12. Желиговская Е.А., Маленков Г.Г. Кристаллические водные льды //Успехи хи­мии.- М.: РАН.- 2006.- Том 75, № 1, С. 64-85
  13. Антонченко В.Я., Курик М.В. Деякі фізічни властивості води як багатокомпонентної конденсованої системи //Збірник тез Міжнародної конференції “Сучасні проблеми теоретичної фізики”.- Київ, 9-15 грудня 2002 р. Інститут теоретичної фізики ім.. М.М. Боголюбова НАН України.- С. 140
  14. Смирнова Н.А. Фазовое поведение и формы самоорганизации растворов смесей поверхностно-активных веществ //Успехи химии.- М.:РАН.- 2005.-Том 74, № 2, С. 138-154
  15. Суздалев И.П., Суздалев П.И. Дискретность наноструктур и критические размеры нанокластеров //Успехи химии.-М.: РАН.- 2006.- Том 75, № 8, С. 715-752
  16. Филип Ян. Спиновый цикл //В мире науки.- М.: Мир.- 1991, № 12.- С. 24-25
  17. Кушниренко А.Н. Теоретическая физика. Т.3. Теория атомного ядра и элементарных частиц /К.: ФАДА, ЛТД, 2002.- 261 с.