水能导电吗?为什么(蒸馏水能导电吗)

水是一种电导体，这是科学课会教的基础知识——当然这也是为什么水系的神奇宝贝害怕放电型。但说实话，虽然水导电的现象看似简单，但200多年来，没有人能在原子层面上解释水是如何导电的。

有趣的是，虽然周围世界看到的水都是很好的电导体，但实验室外很少见的超纯水，因为缺少自由电子，实际上并不导电。然而，在自然界中，几乎所有的水都会与沉积物和矿物质混合，从而电离水分子，使其导电。

但直到现在，科学家们还无法解释质子(氢原子核)本质上是如何在水中运动的。在化学和生物学中，对这一基本过程没有强有力的解释。

直到现在，由耶鲁大学化学教授马克·约翰逊领导的一组研究人员首次拍摄了水分子中电子转移的光谱快照，最终解开了水如何导电的谜团。

科学家终于知道水的传导过程是水分子通过氧原子将质子从一个水分子转移到另一个水分子，就像一场分子接力赛。水分子的传导过程被称为Grotthuss机制，由化学家西奥多·格罗萨斯(Theodor Grotthuss)于1806年首次描述，两百多年后终于在原子水平上得到解释。下图显示了水分子导电的机理:

红色是氧原子，灰色是氢原子。

多年来在分子水平上研究水的化学性质为约翰逊的团队提供了一个优势。他们可以冻结化学过程，捕捉分子的瞬态，从而揭示Grotese机制引起的结构变化。

为了提高图像的清晰度，研究人员只使用了5个“重水”分子(由氢同位素氘和氧组成的化合物)，然后将它们冷却到接近绝对零度(零下273.15摄氏度)。这样所有的过程都慢下来了，质子运动的图像才能更清晰。

本质上，科学家发现的是一块罗塞塔石碑(解释古埃及象形文字的可靠线索)。这为水及其导电性提供了新的见解，这一现象是地球上许多化学反应的一部分。

此外，研究小组使用的技术是革命性的。它还可以让我们一窥水的其他属性，比如它神秘的第二液态。

虽然水无处不在，但它是宇宙中最不可思议的分子之一。在原子水平上对水及其导电性进行更深入的研究，可以揭示科学家以前错过或误解了什么。

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