通常我们把无序的、具有缺陷的、以同一方式填满空间的高应力氢键构架看作水的初始模型(水好像是巨大的三维分子)。
实际上单个水分子的结构已极准确地确定了。水分子是由2 个氢原子和一个氧原子以共价键的形式组成的, 在水分子中有10 个电子(5 对) , 一对电子(内部的) 位于氧核附近, 其余的4 对电子(外部的) 中, 有两对位于氧核及其每一质子(2 个氢核) 之间, 为公用电子, 而另外两对电子为孤对电子, 指向四面体中与质子方向相反的顶端。正是这两对孤对电子对分子间氢键的产生起着巨大的作用。氧的电负性较氢大, 因此OH键的极性很强, 由于这种极性, 使水分子之间有一种电性吸引力而形成缔合水分子。距离因素起着重要的作用: 在感应区, 电场的减小与距辐射源距离的平方成正比, 面磁场的减小则与其立方成正比。
氢键取决于离子力, 并由负电性原子所形成。氢键的基础是, 一个水分子中的氢与另一个水分子中的氧相互吸引, 也就是电子云向其他质子的位移, 同时也就把自己的质子推向相邻原子的电子云。键的强度随两个键原子负电性的增加而加强。静电组分和共价组分各自的贡献取决于原子间的距离。水中的长氢键(0.28nm ) 主要具有静电性质, 其价键的贡献只占百分之几。因此, 长氢键是较弱的键, 其能量为14. 2kJ/mol或20. 9kJ/mol。氢键具有饱和特性——在足够近的条件下, 每一个键中必定有两个定向的分子参加。
同相邻的分子建立成氢键之后, 这个氢键便很容易与其他氢键相结合。水是一个交错系统, 由于其中存在有氢键的链状构造。对水施加的任何作用, 都会接力式地传播到几千个原子距离之远。
氢键的存在赋予水以独特而易变的结构。水具有许多明显的反常性质, 都是由于水结构的特点以及其中氢键的发达性造成的。固体水(冰) 溶化时不象绝大多数物质那样膨胀, 而是收缩。因此, 改变水系统的结构及其中杂质的存在形态, 就可以调整其物理化学性质。
水流过强磁场后, 受磁场作用, 使水分子缔合体分解成单分子或较小的缔合水分子, 水分子之间的电性吸引力减小, 提高了水的活性; 另外, 水分子受磁场作用其键角、键长均有变化, 键长加长, 键角增大, 水分子之间的吸引力减小, 增加了水的活性。有专家论证了磁场可能改变水分子的价角减少2°以上。这导致分子偶极矩的增加和分子之间相互作用的变化以及其结构的增大。
水中总是含有溶解的和微观多相的杂质。即使是细心保存的极纯的水, 也会由于溶解看来是不可溶的容器壁而很快得到杂质。连蒸馏水都会被污染, 更不用说天然水了。水中的杂质分为三大类: 以离子形式存在于水中的电解质、呈分子形式的非电解质、悬浮的固体微粒和气泡。在现实的水中, 各种性质的超细颗粒的数量是很大的。
例如, 一立方厘米的自来水中含有≈2×105个颗粒, 蒸馏水中含有≈1×104 个颗粒, 尺寸为10- 6～10- 5cm。所有这些颗粒和气泡都带有电荷。水中的杂质对水的结构从而也对其物理- 化学性质产生强烈的和各式各样的影响。天然水和蒸馏水除含有溶解物质之外, 还含有大量的微小气泡和超细的固体颗粒, 有氧化铁和含硅、钙的颗粒。在某些研究工作中表明, 正是这些颗粒对水系统的磁处理起了明显的作用。用巨大的磁铁矿颗粒进行的试验表明, 它们在磁场中确实是粘到了一起, 对水进行磁处理时发生铁磁性颗粒的磁化集聚, 从而使结晶过程加速。溶于水中的气体, 特别是氧, 及其从溶液中的逸出, 强烈地和多方面地影响水系统的磁化。水中总是含有超细气泡, 从水中将它们排出是极其困难的。超微观气泡, 它们带有相当数量的电荷, 而这些电荷又能与磁场相互作用。有的文献提到, 在地球磁场中水经过微弱的机械作用和搅拌之后其性质会发生某些暂时的变化。三次蒸馏水在机械搅拌情况下, 其比电导率和表面张力发生了周期性的变化。(水的电导率决定于离子的浓度和迁移率。即使是纯水也有一定的电导率, 水的电导率为3. 8μS/m , 而当水与空气中的二氧化碳接触时, 其电导率为80μS/m。) 如果水受钢屏蔽的保护, 则这种效应不会出现。也有研究发现在静水和动水中导电率会发生反常的变化。由此可以认为, 含有杂质(包括气体杂质) 的水, 对各种物理作用具有“记忆力”。水的磁化率强烈地依赖于杂质的类型和浓度。因此, 作为磁处理对象的溶液, 其磁化率的大小和特性既取决于杂质离子和分子的性质, 又取决于它们与水及其相互之间键合的特性。磁场同水系统的相互作用是复杂的、多边的、与水结构的变化及其水合能力等有关的过程。
