一、水是什么

从龙宫谈起

中国古代流传着许多神奇有趣的故事，东海龙王就是其中的一个。

据说东海龙王神通广大，他能翻手为云，覆手为雨。高兴的时候，清风细雨灌洒禾苗，带给人类幸搔和快乐。如果触怒了他，就会倒海翻江，狂波大作，给人类造成巨大的灾难和恶果。

海龙王不仅管海，地球上凡是有水的地方都是他的管辖范围。所以，凡是有水的地方，往往就有龙王故事的传播。

龙王管水看来是近情贴理的事情，不足引起人们的惊异和过多的议论。倒是他那別致幽静的住所——龙宫，往往使人进行种种奇妙的猜测。

传说东海水下有一座龙宫，名叫水晶宫。水晶宫的构筑和造型都非常特殊，和人间的皇宫禁院大不相同，诸如高阶云脊、雕梁画柱、金镶银饰、曲壁长廊等等，水晶宫里都没有。更不要说砖瓦堆砌的亭台楼阁了。据说那里是一片晶莹透亮的建筑群。水晶筑墙玉作门，玳瑁凉床宝石枕。龙王的吃喝也很讲究，象燕窝鱼翅之类的美味佳肴他都不用。原因并不是这些名贵的海味都是水族的肢体，而是因为和水晶宫通体透明的格调不相称。所以，海龙王要珍珠玛瑙做菜，翡翠做汤……

其实，天上没有玉皇，地上没有龙王。当然，令人神往的水晶宫，只不过是人类对水引起的美妙幻想罢了。

薄层水体是无色透明的，它这个最明显的物理性质长期反复地出现，使人们很自然地产生一种幻想：键造一座象水一样透明的房子该有多好呀！经过长期的构思，一座精美迷人的水晶宫终于“设计”成功，并“赠”给了东海龙王。

历史传说

远古时代，我们的祖先为了饮水方便，都栖居在江河两岸，湖泊周围。打猎觅食都不敢远离。一旦走远或迷失方向，找不到水喝，就要活活渴死。水就象一堵不可逾越的无形高墙，圈定了人类活动的狭小范围。人们被死死地限制在岸边不远的一小片天地里。

后来人们无意中发现，雨后留下的水洼很快渗人地下。于是产生了一个大胆的想法：沿着水下渗的方向，跟踪深挖。果然在地下找到了渗下去的水。这是一个伟大的发现。从此，人类学会了掘井取水,可以到远离江河湖泊的地方去生活了。

可见，人类一开始就和水结下了不解之缘。可以说，水是人类世代相袭的“老朋友”。

相传在两千九百多年以前有这样一个故事:商朝最后一个皇帝纣王非常凶狠残暴，于是武王带兵讨伐他。一天晚上，武王统帅大军开进商的境内。因为胜利在望，士兵们欣喜若狂，唱歌跳舞，通宵不眠。并且大声欢呼孜孜无怠，水火者，百姓之所饮食也；金木者，百姓之所兴生也；土者，万物之所资生，是为人用。”（《尚书大传》）意思是：要孜孜不倦地努力呀，水火可供我们吃喝，金木可供我们使用，土地可以生长万物，都是为我们使用的呀！

这个故事表明，当时已把水、火、金、木、土，看作是人类生活必须具备的五大要素。而水又居于第一位。

大约距今两千五百年左右，中国就形成了风行一时的“五行”说。就是把“水、火、金、木、土”看作是构成世界万物的五大元素。有一部叫做《郑语》的古书这样说“以土与金木水火，杂以成百物。”意思是：世界上所有的东西，都是金、木、水、火、土掺合在一起形成的。

由于人类社会发展的历史有共同的规律，所以世界上的文明古国在相同的历史阶段，对水也有基本相似的认识。例如，我国的近邻印度，曾经把“地水火风”叫做“四大”，就是构成世界万物的四大元素的意思。古希腊人也认为水是流动的，无孔不入的液体，它是万物之本。”

大约到了公元十世纪的时候，化学有了一定的进展，使构成世界万物的“元素”产生了新的概念，认为化学元素是不能再分割的简单物质。尽管如此，水仍然被误认为是元素之一。这是因为，水遇冷凝结成冰,冰遇热又融化成水。水遇热变成水蒸气，水蒸气还可以冷凝成水。水不论变成什么样子，它的化学性质始终没有变。所以当时认为水是不可分解的化学元素。

初步揭晓

到了十八世纪末叶，一位爱好化学的药剂师发现，黄磷在瓶子里燃烧以后，瓶子里的空气少了五分之一。剩下的部分既不能燃烧，也不能维持生命。后来经过法国科学家多次实验，证明空气是一种混合物，其中能助燃的五分之一是氧气，而剩下的五分之四是氮气。

这件事对当时的科学家是一个很大的鼓舞和后发。人们历来深信，空气和水都是不可分割的简单物质，可是空气在火的面前暴露了本来面目以后，水也就被列为怀疑对象了。不少科学家对水发生了浓厚的兴趣。法国化学家拉瓦锡最先取得了成果，他先用炽热的火焰把一根铁管烧红，然后用导管把水蒸气通入铁管。水分子经不住高温的烘烤，第一次在众目睽睽之下解体了。氢和氧开始“分家”，它们各奔东西，自寻出路。氧就近和铁化合，在铁管内壁生成四氧化三铁。氢则顺着铁管继续逃跑，在管口逸出。这个实验第一次证明，水不是元素，而是化合物。

在此以前，英国化学家卡文迪什在一七七六年发现，把氢气和氧气混合在一起，裝在开口的容器中,点燃时会发生猛烈的爆炸和尖锐的啸鸣。这个爆鸣实验曾使另—个英国化学家普列斯特莱产生了极大的兴趣，他常常象变魔术一样表演给大家看。一次，他妳好友瓦尔泰特来看他的表演，无意中发现，盛气体的容器本来是干燥的，j巖鸣后，突然变潮了。这个怪现.象被卡文迪什知道并引起了高度重视，他立即亲自实-验，结果每次爆鸣后，容器都要变潮。经化验证明，使容器变潮的液体就是水。

可惜的是，卡文迪什对自己的成功实验没有能够得出正确的结论。又过了七年，拉瓦锡分解水的实验成功后，人们才明白，氢和氧的混合气体爆鸣的結果，就是水的合成。这恰恰是从另一个角度证明，水是氢和氧构成的化合物。

几年以后，用电解的方法进一步证明，就重量来说，氧占水的88,89%，氢确实很轻，只占11.11%;如果就容积而论，氢和氧的比例是二比一。

水是由氢和氧构成的化合物确定无疑了，可是，水的分子是怎样构成的呢?它的原子又是如何排列的/呢？现代分子结构理论给我们做了满意的回答。

真相大白

水有一些怪脾气，用科学语言来说，就是有一些~特殊的物理化学性质。比如物体一般规律是热胀冷缩，可是水却有相反的现象,另外，水有非凡的溶解能力。一块糖放进水里，很快就瘫软变形，接着就无影无踪了。

这是怎么回事呢？原来都是水分子的“极性”捣的鬼。打个比方说吧，许多物质的分子象木头球，而水分子却象一块条形的磁铁。我们知道，磁铁有两个极，对铗质物体有很大的吸引力。水分子同样有两个极，一端叫正极，一端叫负极，它对其他分子也有引力。当然，象木头球一样的分子是不会有吸引其他分子的现象的。由于象水这样的一类分子有两个极，化学家就给它们取名叫“极性”分子。能吸引其他分子的特性叫“极性”。那些没有极性的分子叫非极性分子。,

水为什么有“极性”呢？要回答这个问题，还得说说原子的结构。

物质的原子，都是由带正电荷的原子核和在它周围高速旋转的电子（负电荷）组成的。原子核的正电荷和它周围的电子数目相等，而且电子是在原子核的周围高速旋转，形成匀称的电子云，所以电性就互相抵消了。这种现象就叫电性中和。

现在，我们可以打开水分子的大门，步入水分子的内部看个究竟了。

原来每个水分子都是由三个原子组成的，其中一个氧原子，两个氢原子。如果把三个原子用线连起来，恰是一个等腰三角形。氧原子在三角形的顶端，两个氢原子分别在底边的两个角上。这个三角形的顶角大约是105°。

由于氧原子对电子的吸引力比起氢原子来大得多，所以在水分予内部，氧原子和氢原子之间的电子就比较靠近氧原子。这样，电子就有在氧原子周围相对集中的趋势，形成较为浓厚的电.子云，掩盖了原子核的正电荷。所以，在氧原子一端显示出较强的负电荷的作用，因而形成负极。相反，在氢原子周围，电子云相对稀薄，于是显示出原子核正电荷的作用，因而形成正极。这就是水分子为什么有极性的根本原因。

假若水分子中两个氢原子对称地排列在通过氧原子中心的直线上，电子对称分布，电性就会互相抵销，水分子就不会有极性了。当然水也就不会有怪脾气了。