神奇的小分子水热水器
基本原理
通常的水是由10个以上的水分子组成一个水分子团，叫大分子团水。天然的小分子团水由5-8个水分子组成，在非常罕有的自然条件下形成，产地极少。hoh分子的v字形以及o-h键的极性导致电荷的不对称分布，此极性程度使水分子间产生引力，使得水分子以相当能大的程度缔合在一起，一般称为水分子簇（clustered water）,或者成为结构化的小分子团水（small clusters of liquid,but structured）。 通过特殊技术经人工处理，比如水八零的小分子团活水发生器技术，也能把大分子团变成5-8个水分子组成的小分子团水。
产品应用
小分子水是一种被磁场磁化了的水。水分子本身就是一个小磁体，由于异性磁极相吸，因而普通水中许多水分子就会首先相吸，连结成庞大的“分子团”。这种“分子团”会减弱水的多种物理化学性质。当普通水经过磁场作用后，冲破了原先连接的“分子团”，使它变成单个的有活力的水分子。小分子磁化水有种种神奇的效能，在工业、农业和医学等领域有广泛的应用。
小分子磁化水的渗透溶解能力强 经磁化处理的水，其渗透溶解能力比自然水提高63％。在保健方面，常饮磁化水可有效防治各种结石症。在日常生活中，用磁化水洗脸、洗头、洗浴可美容、美肤、美发；用磁化水洗衣可节省洗涤用水和洗涤剂，提高衣物洗净率，用磁化水做饭饭香扑鼻；用磁化水煎药，药效倍增；磁化水可去除家用电器和热力设备中的水垢。实验证明，经磁化处理的小分子水粘度有所下降，常饮磁化水有利于稀释血液、软化血管、降血脂、降血压，有效防治心脑血管疾病。 磁化水有明显的灭菌作用 常饮小分子磁化水可有效保护胃粘膜，防治应激性胃肠溃疡病变：含漱小分子磁化水可治疗牙周病，预防口腔疾病；有效治疗皮肤瘙痒和脚气病。小分子磁化水是保健水 经磁化处理的小分子水其溶氧量、酶的活性和生物膜的通透性明显提高。常饮磁化水可全面调理人体的血液循环系统、消化系统、内分泌系统和神经机能，全面提升机体的抗病能力和抗衰老能力。不仅如此，经长期实践证明：用小分子磁化水浸种、育秧、灌溉农田，可明显提高农作物产量。
nh3(h2 o)2氢键团簇稳定结构的理论研究
一种小分子磁化水热水器，由固定在箱体表面的控制器及内部的加热装置，与箱体连接的喷头、进水管、出水管组成，在进水管、出水管、喷头处还连接有便于测量磁声强度的磁化器。管体上端外表为六面体，中间有螺孔，中端外圆两对称平行平面上紧贴纳米钕铁硼磁片和屏片，外再套塑料屏管构成磁化器。此ｈ型磁场磁强度高，磁切割效果好。而水经多次充分磁切割为洗浴者提供了真正的小分子磁化水，具有保健和磁疗作用，对皮肤骚痒症等均起较好的预防和治疗作用。
引言
1 ）计算方法
对于经验势确定的稳定几何结构我们应用gaussian03程序进行标准优化计算．使用量子力学hf方法，在基组设置上添加
了极化和弥散函数．我们用hf／6—31+g(d，p)优化几何结构，最终nh3(h20)：给出的6种稳定异构体．由于dbt、mp2理论考
虑了交换相关作用，因此在hf几何优化的基础上我们用6—311++g(2d，2p)高级基组分别在hf、dbt／b3ly、mp2理论水平
下进行能量计算、频率分析．为了讨论团簇形成过程中的结合能，我们也用上述方法优化了nh3、h20、(h20)：、nh3 h20、
(h20) 的几何结构，并算出各自的能量．
2） 结果及讨论
由经验势我们得到了nh3(h20)：的14种可能的几何构型，随后用hf／6—31+g(d，p)进行几何优化．相比donaldson、bacelo等人在nh3(h20)：团簇稳定结构_6 (bacelo结合monte carlo模拟退火法和dbt理论优化得到nh3(h20)：的两种稳定几何异构体)上所得的结果，我们的理论模拟计算得到了nh3(h20)：的6种稳定几何异构体．这6个异构体的部分hf优化几何参数示于表1．
在以下的讨论中，我们将细致的讨论分析hf理论水平下用6—31+g(d，p)基组优化后的结果．图1给出了nh3(h20)：的6种异构体空间构型，表1所示数据主要展现团簇内部分子相互作用的n—h氢键和o—h氢键．2．1 几何结构讨论最稳定的结构是一个平面盘状的正三角形环状结构．n、o、o三原子分别位于三角形的顶点，见图1(a)．该结构显示了一个强有力的分子团簇内部n—h氢键相互作用，其键长为2．047 a．每个h2o分子都同时扮演了氢键提供和接受的角色．()_一h氢键键长分别是2．016 a、2．360 a．团簇中h20分子的悬挂氢原子分别交替出现在三角形所在平面的上下．
人们已经对小水分子团簇进行了广泛的研究 ．构型a与(h20)，团簇的最稳定构型(近似正三角形)很相似，唯一不同的是取代了(it20) 中的一个nit3· o分子提供一个h原子成键，剩余两个悬挂氢原子分别对称居于三角环状平面两侧．比较氢键键长可以看出n 取代了( o)，中的一个h20·( o)，的最稳定结构0～h键键长平均在2．035 a，与n (h20)2的a异构体n—h、o～h氢键键长相差不到0．02 a．表1给出了a的部分几何参数．
在稳定性方面比a稍差的异构体b，如图1所示．异构体b中n、o、o三原子呈钝角三角形分布，n—o—o夹角为121。．位于团簇中部的一个 o分子呈现出提供双氢键的状态，分别与另一个 o分子中的o原子以及nit3中的n原子形成0～h、n—h氢键，键长分别为2．119 a、2．150 a． o分子中悬挂氢原子分别居于三角平面两侧．中一个氢原子居于三角环状平面内，另两个悬挂氢原子分别对称分布于该三角形所在平面两侧．
异构体c、d空间结构相似，o、n、o三原子位于钝角三角形顶点，o—n—o夹角约为118~．两个异构体除了氢键受体水分子的空间取向不同，另外一个水分子和氨分子位形几乎一样．c、d两异构体团簇能量也十分接近，差值仅0．515 kj·mol～．更重要的是c、d二构体的n—h氢键键长均为2．078 a．构体c、d的中心分子是氨分子，分子既接受一个氢键连接一个水分子中的h原子，又提供一个氢键与另一水分子的0原子成键，使nti3分子位于团簇中部同时连接两端的h20分子．提供氢键的l{20分子中另一个悬挂氢原子居于三角平面内．在构型c中，接受氢键的水分子的两个悬挂氢原子分别对称分布于钝角三角平面的两侧，其o—h氢键键长为2．262 a．而构型d中，接受氢键的水分子的两个悬挂氢原子则良好的居于钝角三角平面内，(>-一h氢键键长为2．285 a，与c中o—h氢键键长相差0．023 a．异构体e中，n、0、0三原子空间位置与构体a相似，呈三角形结构．ntt3分子中的两个悬挂氢原子对称居于三角平面两侧．与构体a相比，nti3分子也同时扮演氢键的提供和接受角色．所不同的是构体e中一个水分子同时提供两个氢原子分别与nti3及另一个h20分子形成n—h、o—h氢键，键长分别为2．232 a、2．248 a．另一h20分子只扮演氢键双受体角色，与nti3分子中h原子成o—h键键长为2．662 a，其他两个悬挂氢原子对称居于三角平面两侧．异构体f是所有结构中能量最高的，n、0、0三原子形成一个大钝角三角形结构，其n—o一0夹角为154．18。．团簇的中间分子为h20分子，它提供一个氢键与另一水分子中的0原子形成o—h氢键(2．023 a)，同时也接受来自nti3分子的氢键，形成o—h氢键(2．247 a)．中间h20分子的一个悬挂氢原子居于三角平面内，另一h20分子及nti3分子的悬挂氢原子均对称分
布于平面两侧．
2．2 nti3(h20) 能序讨论和频率分析表1是邯、di；t／b3ly、mf2理论水平下使用6—311++g(2d，2p)基组的计算结果．三种理论计算得到的数据均显示异构体a是势能面上一个最小能量结构．所有异构体相互间能量差在3o．48 kj·mol 以内．我们的计算结果表明，用6—31+g(d，p)和6—311++g(2d，2p)基组，di；t／b3ly和唧所得到的能序一致．mf2理论在两种基组情况下都表明构体e比构体d稍稳定一点，但两构体能量差极小，仅为0．13 kj·mol～．表2中给出零点能数据，表明了hf、di；t／b3ly理论水平下各异构体稳定性差异．我们用三种方法计算了各构体的结合能，以结构a为例，△ 。(见表一2中计算结合能方程的文字说明)是nh3(h20) 与孤立n}{3分子以及优化后的(h20) 分子的能量差，约为37．68 kj·moll～
我们也给出了最稳定结构a的频率分析图(见图2)．与孤立nh3分子相比，团簇分子内nh3相关的频率值表明异构体a没有红移产生，这说明在构体a中没有明显的弱势n—h氢键存在．
3） 结束语
我们利用经验势和ab i 曲理论相结合其寻找／w／3(h20) 稳定结构
的方法．氢键在稳定团簇中扮演了一个至关重要的角色．不同情况的氢键分布能产生多个能量相近的异构体．与hc1[ 、lic1~“]、h2s04[ ]、hcooh[” 等可溶性分子团簇一样，nh3(h20) 团簇中最稳定的异构体也呈现出空间环状结构．所有异构体都表明团簇分子0一h氢键键长与水分子自身0一h键长具有反相关性．在0-_h氢键变长的同时，水分子自身0-_h键变短．这种特征在(h20)，分子团簇中也有体现．我们通过计算机模拟计算得到了nh3( 0) 团簇的6中稳定结构，同时证明了经验势与ab inifio理论相结合的方法在寻找团簇稳定结构方面是可行的．
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