本书从氢键（O:H-O）分段受激协同弛豫和非键电子极化角度出发，旨在定量破解水的结构和冰水在外加力场、温场、电场以及改变配位环境时所显示的各种反常物性，以揭示这些悬疑的共同机制和相互关联。主要包括浮冰、复冰、润滑、过冷、过热、热水速冻，以及纳米水滴和气泡的超常热稳定性等。着重介绍氢键的非对称、超短程和强关联振子对模型及其在外场作用下协同弛豫的势能路径。强调并论证了液态水的单晶结构、超固态、准固态、反氢键、超氢键和单键比热等概念的普适性以及所采用的实验分析与计算处理技术对水和水溶液性能研究的必要性。
全书自成体系、风格独特。贯穿原创性、深入性、系统性和关联性于始终。强调物理图像清晰，力求表述简单，同时也提供相关研究和历史背景以兼顾通俗趣味性。本书可供物理、化学、软物质、表面与界面、生物与药物、水合动力学等相关领域的教学和科研人员参考。

第1章 神奇的水：机遇与挑战
1.1 冰水的重要性
1.2 冰水相图
1.3 反常物性略观
1.4 挑战与机遇
1.5 内容概览
参考文献
第2章 冰水构序规则：禁戒与守恒
2.1 悬疑组一：冰水的构序规则
2.2 释疑原理：分子取向、2N与O:H-O构型守恒定则
2.3 历史溯源
2.3.1 水分子结构的经典模型
2.3.2 分子间的相互作用
2.3.3 质子的量子隧穿与位置失措
2.4 冰水的构序规则
2.4.1 质子和孤对数目2N守恒
2.4.2 成键电子和非键孤对电子
2.4.3 单分子的C2v对称配位结构
2.4.42 H2O原胞：空间取向规则
2.4.5 O:H-O键构型守恒及质子隧穿能量禁戒
2.5 解析实验证据
2.5.1 分子团簇的扫描隧道图谱
2.5.2 质子的核量子效应
2.5.3 质量密度-几何结构-分段键长的相关性
2.5.4 水结构的唯一性和可调性
2.6 小结
参考文献
第3章 氢键协同弛豫：非对称耦合振子对
3.1 悬疑组二：何为氢键？
3.2 释疑原理：氢键非对称耦合振子对
3.3 历史溯源
3.3.1 O:H非键或氢键？
3.3.2 鲍林的失措规则
3.3.3 国际标准定义
3.4 解析实验证明
3.4.1 氢键的基本准则
3.4.2 氢键分段耦合的必要性
3.4.3 氢键的协同弛豫
3.4.4 氢键分段的力学响应差异
3.4.5 氢键分段对配位环境的响应
3.4.6 氢键分段比热：多温区分段响应
3.4.7 电磁激发和同位素效应
3.4.8 氢键的协同弛豫
3.5 小结
参考文献
第4章 冰水相图：氢键弛豫表述
4.1 悬疑组三：相图与氢键弛豫关联
4.2 释疑原理：氢键受激弛豫动力学
4.3 历史溯源
4.4 解析实验证明：单键热力学
4.4.1 相变潜能的单键表述
4.4.2 氢键压致弛豫
4.4.3 氢键热致弛豫
4.4.4 相边界：氢键的突变弛豫
4.5 小结
参考文献
第5章 氢键作用势：非对称超短程强耦合
5.1 悬疑组四：氢键的势能函数
5.2 释疑原理：非对称、超短程、强耦合O:H-O氢键
5.3 历史溯源
5.4 拉格朗日耦合振子对力学
5.4.1 耦合振子对的拉格朗日方程
5.4.2 拉普拉斯逆变换解析解
5.5 氢键受激弛豫的势能路径
……
第6章 压致氢键对称：准固态相边界内敛
第7章 温驱密度振荡：氢键分段比热与准固态
第8章 低配位超固态：团簇与超微气泡
第9章 超润滑与量子摩擦：软声子弹性与静电斥力
第10章 水表皮超固态：疏水与弹性
第11章 热水速冷：氢键记忆与表皮超固态
第12章 酸碱盐水合动力学：反氢键与超氢键
第13章 水合团簇：声子寿命与黏滞性
第14章 水与水合溶液的压致液-固转变
第15章 电致准固态相边界色散
第16章 相关悬疑
第17章 理论实验处理方法
第18章 氢键规则六十条
索引