آب به همان اندازه فراگیر است که غیر معمول است. از نظر بسیاری از مایعات از جمله کشش سطح ، ظرفیت گرما ، قابلیت انعطاف پذیری و نقاط ذوب و جوش به شدت از اکثر مایعات متفاوت است. برخی دانشمندان این رفتار عجیب را با نگاه كردن به آب نه به عنوان یك ماده پیچیده ، بلكه به عنوان مخلوطی از دو ماده ساده با یك رابطه پیچیده توضیح می دهند. کارشناسان دیگر به شدت با این موضوع مخالفت می کنند: چنین گزاره ای اصول اولیه شیمی فیزیک را برآورده نمی کند.

طی دهه گذشته ، احساسات در بحث دانشگاهی شدت گرفته است. اندرس نیلسون ، محقق مشهور آب از دانشگاه استکهلم می گوید که این مسئله “دیدگاه های بسیار قوی ، تقریباً مذهبی” را نشان می دهد. دانشمندان معمولاً خصوصیات عجیب آب را به پیوندهای ایجاد شده توسط پیوندهای به اصطلاح هیدروژنی نسبت می دهند. با این حال ، آنچه دقیقاً اتفاق می افتد بحث برانگیز است ، به ویژه هنگامی که آب در حالت فوق العاده سرد قرار دارد. سپس باید در واقع یخ بزند ، اما به این نتیجه نمی رسد.

مانند بسیاری از شیمی دانان ، نیلسون در اوایل کار معتقد بود که ساختار آب باید به خوبی درک شود. بعد فهمید که اینطور نیست. او سالها کاملاً به خواص این ماده اختصاص داده بود. کارهای اخیر وی به فرضیه ای دامن می زند که در محافل تخصصی بحث برانگیز است: دو ساختار مختلف سیال به طور جداگانه در آب وجود دارد.

نیلسون توضیح می دهد: “از نظر خصوصیات ترمودینامیکی و جنبشی ساده ، کلیه مایعات در هنگام تغییر فشار و دما به یک شکل رفتار می کنند.” وقتی خنک می شود ، چگالی افزایش می یابد و ظرفیت گرمایی و انقباض کاهش می یابد. “تقریباً هر مایعی روی زمین اینگونه است. فقط آب نیست “بیشترین چگالی آب در چهار درجه سانتیگراد است ، در دماهای پایین دوباره کاهش می یابد. هرکسی که شیمی بخواند دلیل این امر را می فهمد: مولکول های موجود در مایعات مختل می شوند و مرتب مرتب می شوند ، در حالی که آب شبکه ای از پیوندهای هیدروژن نسبتاً پایدار را تشکیل می دهد. قدرت آنها – در مقایسه با فعل و انفعالات معمول بین مولکولی – بین پیوندهای کووالانسی قوی تر و نیروهای دو قطبی ضعیف تر است. برخلاف مورد دوم ، آنها هدف قرار می گیرند. هر اتم هیدروژن به یک جفت الکترون از یک اتم اکسیژن تبدیل می شود.

در حالی که آب در دمای بالاتر مانند اکثر مایعات رفتار می کند ، این نوع خاص اتصال هنگام خنک شدن نقش مهم تری را ایفا می کند. مارتین چاپلین از دانشگاه South Bank در لندن گفت: “این پیوندهای هیدروژنی زیادی برای یک مولکول کوچک است.” “آنها یک دولت منظم و منظم را تحمیل می کنند.”

آیا مولکول های بسته بندی شده با تراکم های مختلف دو مایعات کاملاً متفاوت ایجاد می کنند؟

مدت ها است که فرضیه هایی در مورد خصوصیات عجیب و غریب آب وجود دارد. در دهه 1960 ، شیمیدانان اتحاد جماهیر شوروی حتی شک داشتند که مولکول های آن می توانند به ویژه ساختارهای پلیمری پایدار را در مویرگهای نازک ایجاد کنند. آنها به پلی هیدرامنیوس معروف شدند. دانشمندان غربی نیز این ایده را جدی گرفته اند. آزمایشگاه های سراسر دنیا روی این موضوع سخت کار کرده اند ، تا حدود ده سال بعد معلوم شد که نتایج احتمالاً به دلیل آلودگی بوده است.