Liquid water is the most common liquid on earth, but it has many anomalous properties. These properties are concerned with the change of the hydrogen bond networks.
The significant structure theory is applied to liquid water as a succession of the early work by Jhon et al. In liquid water, the solid-like structure has much difference from that of the ice; this has a infinite network, on the contrary that has not. The water molecules with the broken hydrogen bonds, which are energetically excited ones, have been considered to be very important, and their fraction has been estimated in relation to the total lattice vibrational energies.
The spectroscopic data of six degrees of freedom of the lattice vibrational frequencies are used in the partition function. And the cooperative change between the two Ice-like species is maintained. The anomalous properties, including $C_v$, α, β, and $C_p$ are explained both qualitatively and quantitatively.
물은 가장 흔히 대할 수 있는 액체이지만, 액체로서 많은 이상한 성질들을 갖고 있다. 이러한 이상성들은 물에 있는 수소 결합망이 온도에 따라 변화함으로써 기인되는 것으로 생각된다.
The Significant Structure Theory of Liquids을 물에 적용하였으며, 물에서의 고체와 같은 구조는 얼음의 구조와는 매우 다르게 구별되었다. 즉, 얼음은 무한히 연속된 구조를 가질 수 있는데 반하여 물에서는 그렇지 못하기 때문이다. 이러한 수소 결합이 끊어진 분자들은 에너지가 높은 상태이며 또한, 매우 중요하게 여겨졌다. 이 분자들의 양은 격자 진동 전체 에너지와 관련지어 추정되었다.
분배함수에서 여섯가지의 격자 진동수는 분광학적인 실험값을 사용하였고, 두 종류의 얼음과 같은 구조의 cooperative한 변화를 가정하였다. 일정한 부피 및 압력하에서의 열용량, 열팽창계수, 압축률 등을 포함한 이상성들이 정성적이면서 정량적으로 설명되었다.
