http://lechebnaya-glina.ru » Материя организма

Магнитные свойства протонов и спинизомерия воды

Автор: lenka   Май 8, 2015 Нет комментариев

В последние годы резко возросло число работ, посвящённых спинизомерии воды. Спинизомерия — давно известный физический эффект для целого ряда молекул, в том числе для водородаводы. Она проистекает из того, что протон — это частица, обладающая магнитным моментом и спином 1/2. Эффект спинизомерии состоит в следующем. Молекула воды (или водорода), в состав которой входят два протона, обладающие каждый спином 1/2, может соответственно находиться в двух спинизомерных состояниях (рис. 7). У ортоизомера воды (и водорода) спины протонов ориентированы параллельно, и суммарный спин молекулы равен 1. У параизомера (с противоположной друг другу ориентацией спинов протонов) суммарный спин равен 0. Это состояние соответствует выполнению запрета Паули на существование в молекуле двух протонов в одинаковом спиновом состоянии, и для водорода Н2 теоретически было показано, что при нуле градусов Кельвина в равновесном состоянии все изомеры водорода — это параизомеры (параН2). Одновременно для водорода было показано, что учёт взаимодействия магнитных моментов, имеющихся у протонов в молекуле водорода, вносит в уравнение Шредингера небольшую нелинейность, благодаря которой возникает конечная вероятность параортоконверсии (~10–10), т. е. водород приобретёт возможность переходить в ортосостояние (ортоН2), возрастающую при повышении температуры [124].
Для воды в связи со сложностью молекулы точные расчёты выполнены не были, однако была показана близость квантовомеханических свойств водорода и воды, в связи с чем общие представления о спинизомерии водорода были распространены и на воду. В соответствии с ними считается, что при температуре Т > 0 К равновесное соотношение между пара и ортоизомерами воды постепенно смещается в сторону увеличения концентрации ортоизомеров и при Т 300 К оно, по некоторым современным представлениям, может составлять 1 : 3. Энергетическое различие между спинизомерами воды, аналогичные таковым для спинизомеров водорода, для молекул воды в газовой фазе были под

chast2_html_1f6ce110

Рис. 8. Схематическое изображение ортоизомера (а) и параизомера (б) воды. Стрелками изображено направление спинов протонов тверждены экспериментально методом оптической спектроскопии. Это различие состоит в том, что орто и параизомеры как водорода, так и воды отличаются друг от друга системами энергетических уровней. У ортоизомеров первый электронный уровень — вращательный, и все ротационные квантовые числа принимают только нечётные значения, а у параизомеров все ротационные квантовые числа — чётные, и первый из вращательных уровней лежит выше основного, колебательного. Для водорода Н2 этот эффект получен и теоретически, и экспериментально, и близость экспериментально наблюдаемых свойств орто и параизомеров водорода и воды позволяет распространять на молекулу воды и другие
теоретические результаты, полученные для водорода, в частности — для возможности, хоть и с малой вероятностью, к взаимной конверсии этих изомеров (ортопараконверсии) [125].
Следствием различия электронных уровней орто и параизомеров воды является их различная подвижность: ортоизомеры совершают непрерывные вращательные движения, а параизомеры менее подвижны и характеризуются большей способностью к адсорбции и образованию комплексов.
В настоящее время получены достаточно надёжные экспериментальные свидетельства того, что различия свойств ортои параводы проявляются и в её конденсированном состоянии. В частности, при растворении ДНК в воде на поверхности биополимера сорбируется паравода, а ортовода остаётся в жидкой фазе [126]. В независимых экспериментах было также показано, что при сорбции воды на цеолитах, являющихся катализаторами ортопараконверсии, конверсия может усиливаться, в результате чего цеолиты, не обладающие собственным магнетизмом, в присутствии воды начинают проявлять парамагнитные свойства. В частности, парамагнитность цеолитов во влажной среде нарастала со временем, и через 48 ч величина магнитной проницаемости влажного цеолита увеличивалась в 20 (!) раз [127].
Сама по себе спинизомерия воды вряд ли играет какуюлибо роль в функционировании материи живых систем, но весьма важным является тот факт, что оказалось возможным экспериментально наблюдать макроэффект магнитности протонов, хотя спин протона почти в 2000 раз меньше спина электрона. Экспериментальные результаты, описанные выше, подтверждают, что для воды, у которой волновые функции электронов перекрываются, и, следовательно, электроны не дают вклада в её магнитность, все наблюдаемые магнитные эффекты будут определяться только её протонами [128]. Магнитные эффекты водных структур ещё не изучены теоретически, но многочисленные экспериментальные свидетельства зависимости жизни на Земле от её магнитного поля его флюктуаций подтверждают существование таких эффектов.

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (1 голосов, средний: 5,00 из 5)
Загрузка...

Выразить свое мнение:

Копирование и использование материалов сайта разрешено только при наличии прямой ссылки на источник.
Голубая глина и белая для масок для лица и волос. Фитотерапия и спирулина