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你绝对不知道的知识点:人体中有两种水,一种占75%,一种25%

关键词:水正,研究,水分子,不同,仲水,自旋,影响,身体,氢原子

巴塞尔大学的研究人员决定利用水分子的极性来研究正水和仲水——由于氧原子与两个氢原子各自形成一对共用电子对

水是生命之源,是地球上所有生命不可或缺的组分,但一个罕见的科学事实却绝对是你不知道的:你喝的每一杯水,甚至你身体里所有的水分,都是由两种不同的水组成的。

这是瑞士巴塞尔大学的研究小组发现的,这两种水具有明显不同的化学性质,并且会影响我们身体的化学反应,这项研究2018年发表在《自然通讯》杂志上。

从分子结构来看,所有水分子都由一个大的氧原子和两个小的氢原子组成,就像一只只米老鼠和它的耳朵。

其中的氢原子根据量子自旋方向的不同,会以两种不同的方式排列。

两个氢原子向同一个方向自旋的水分子,科学家们称之为“正水”(ortho-water);

两个氢原子向不同方向自旋的水分子,科学家们称之为“仲水”(para-water)。

在室温状态下,正水约占75%,仲水为25%。

由于自旋通常只在量子尺度影响粒子的行为,所以在此前的实验中,科学家们并没有办法将它们分离出来进行实验。

巴塞尔大学的研究人员决定利用水分子的极性来研究正水和仲水——由于氧原子与两个氢原子各自形成一对共用电子对,而水分子的米老鼠形状导致共用电子对明显靠近氧原子一侧,使氧原子附近形成负电荷中心,而米老鼠的两个耳朵氢原子附近则形成正电荷中心,这种极性几乎与水的所有化学性质相关。

研究人员巧妙地电场对正水和仲水进行分离。

他们将一束水分子发射到电场中,电场对具有极性的正水和仲水分子施加稍有不同的推力,从而将其分离,分别进入不同的容器里。

而容器里,超冷的二亚胺氮鎓离子(HN2+,英文名diazenylium,由两个氮原子和一个额外的质子组成,这是一种在星际物质中观察到的重要的天体化学分子)正等待着它们,两者发生反应,额外的质子被水分子抢走,形成了H3O+离子。

实验表明,仲水的反应速度比正水快25%,这可能是由于自旋对不同分子之间的吸引力有着不同影响的原因。

研究人员认为,这是世界上第一次对正水、仲水与离子发生反应的研究,可以帮助我们理解抽象的物理概念,如量子自旋是如何影响我们周围的化学反应的,甚至对我们身体内部化学反应的研究也有重大裨益,帮助我们揭开人体更多更重大的秘密。

当然,要把一杯水分离成正水和仲水,目前还非常困难成本高昂,所以农夫山泉们现在也没必要投入巨资,研究正水和仲水哪种对身体更好一些,生生营造出一个新概念来大赚特赚我们的钱。

嘘——当我没说这句话。

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发布日期:2021-10-25 23:27:14

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