Вода и ее ионы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вода и ее ионы

Канарев Ф.М.

Анонс

Новая теория микромира в отличии от средневековой теории современных академиков физиков и химиков - теоретиков позволяет понимать и рассчитывать параметры всех процессов генерируемых молекулами, ионами и кластерами воды, в том числе и процессов формирования шестилучевых снежинок и энергий связи между валентными электронами молекул и кластеров воды, превышающих аналогичные энергии связи между валентными электронами металлов, которые разрываются при замерзании воды.

1. Структуры молекул воды и ее ионов

вода ион молекула

Современную теорию микромира можно понимать только при условии наличия новых знаний о процессах формирования главных элементарных частиц: фотонов, электронов, протонов и нейтронов, а также ядер атомов, самих атомов, молекул и кластеров. Излагаемая ниже информация будет понятна лишь тем, кто уже освоил вышеуказанные новые знания.

Вода - наиболее распространенное химическое соединение. Разнообразие свойств, которые может проявлять вода, скрыты в различиях структуры молекулы воды. Связи между атомами в молекуле формируют поверхностные электроны, которые расположены дальше других от геометрического центра молекулы. Мы называем их валентными электронами. Они, образуя молекулу, могут вступать в связь друг с другом или с протонами атома водорода, входящих в состав ее ионов.

На рис. 1 показана структура молекулы воды, следующая из структур ядер атомов кислорода и водорода. Два электрона 1 и 2 атома кислорода расположены на оси атома, а шесть остальных - по кругу, перпендикулярному оси. Суммарное электростатическое поле шести электронов, расположенных по кругу (назовем их кольцевыми электронами), может удалять или приближать первый 1 и второй 2 осевые электроны на большее или меньшее расстояние от ядра N атома кислорода. Поэтому осевые электроны атома кислорода являются его главными валентными электронами. Именно к этим электронам и присоединяются электроны и атомов водорода и образуется молекула воды (рис. 1).

Символами и обозначены электроны атомов водорода и символами и - протоны атомов водорода. Напомним, что номера электронам мы присваиваем в соответствии с последовательностью увеличения их потенциалов ионизации. Первым номером 1 мы обозначили электрон атома кислорода, имеющий в экспериментальной спектроскопии наименьший потенциал ионизации . Номером 2 мы обозначили второй электрон атома кислорода, имеющий потенциал ионизации .

Рис. 1. Схема первой (заряженной) модели молекулы воды: a) пространственная схема; b) линейная схема 1,2,3,4,5,6,7,8 - номера электронов атома кислорода; - ядра атомов водорода (протоны); и - номера электронов атомов водорода

Обратим внимание на то, что осевые протоны ядра атома кислорода (рис. 2, а) отделены друг от друга кольцевыми и осевыми нейтронами. Поэтому при удалении из атома кислорода одного осевого электрона освободившиеся силовые линии магнитного поля осевого протона перераспределяются в цепочке протон - нейтрон-нейтрон - протон так, что напряженность магнитного поля свободного осевого протона ослабевает, а напряженность магнитного поля второго осевого протона, взаимодействующего со вторым электроном, усиливается, и энергия его ионизации увеличится до .

Описанное явление присуще, всем ядрам. Этот процесс давно назван процессом насыщения. Иначе нарушается равенство между электростатическими силами, сближающими электроны с протонами, и магнитными силами, ограничивающими это сближение в случаях, когда часть электронов покидает атом.

Рис. 2. Схемы ядра, атома и молекулы кислорода

Структура атома водорода (рис. 3) показывает, что если этот атом соединится с первым осевым электроном атома кислорода своим единственным электроном, то протон окажется на поверхности молекулы и образует зону с положительным зарядом, который будет генерироваться протоном атома водорода. Аналогичную зону сформирует и протон второго атома водорода, который соединяется со вторым осевым электроном атома кислорода (рис. 1). Отрицательно заряженную зону сформируют электроны атома кислорода, расположенные по кольцу вокруг оси атома кислорода (рис. 1 и 2, b).

Рис. 3. Теоретическая модель атома водорода и его размеры в невозбужденном состоянии: - электрон, - протон

Поскольку при охлаждении электроны излучают фотоны и приближаются к ядру атома, то шесть кольцевых электронов атома кислорода в молекуле воды (рис. 1), приближаясь к ядру атома, своим суммарным электрическим полем удаляют осевые электроны от ядра. В этом случае расстояние между атомами водорода, расположенными на оси молекулы воды, увеличивается. За счет этого увеличивается длина связи с соседними молекулами воды при ее замерзании.

Новая теория ставит перед нами такой вопрос: сколько же электронов в молекуле воды? Всегда ли первый и второй электроны атома кислорода остаются в своих ячейках при приближении к ним электронов атомов водорода? У нас нет пока однозначного ответа на этот вопрос, и мы склонны полагать, что реализуются все возможные варианты. В одних случаях первый и второй (осевые) электроны атома кислорода отсутствуют в молекуле воды и их места занимают электроны атомов водорода. Но не исключено и присутствие этих электронов в молекуле воды, так как валентные электроны атомов, вступающих в связь, могут соединяться не только с протонами соседнего атома, но и с его валентными электронами. С учетом этого структура молекулы воды может отличаться количеством электронов в ней, и возникает необходимость дать названия этим структурам.

Структуру молекулы воды с полным набором электронов назовем первой структурой (рис. 1). Существуют возможности формирования молекулы воды не с десятью, а с восемью электронами (рис. 4). Такую модель назовем второй.

Главные различия между первой (рис. 1 и второй (рис. 4) моделями молекулы воды заключаются в том, что в ячейках первого и второго (осевых) электронов атома кислорода первой модели молекулы воды находятся по два спаренных электрона, а во второй модели молекулы воды в этих ячейках располагаются по одному электрону и поэтому у нас есть основания назвать их не спаренные электроны (рис. 4).

Когда спаренные электроны расположены только на одном конце оси атома кислорода, то такую модель назовем третьей (рис. 5, справа).

Рис. 4. Схема второй (разряженной) модели молекулы воды

Если гипотеза о разном количестве электронов в молекулах воды подтвердится, то этот факт окажется решающим при получении не только избыточной тепловой энергии из воды, но электроэнергии. Он определит причину положительных и отрицательных результатов многочисленных экспериментов, которые ставились для проверки факта существования дополнительной энергии при электролизе воды и явлениях ее кавитации. Если вода содержит больше заряженных молекул, то эксперимент даст положительный результат. При большем количестве разряженных молекул результат будет отрицательный. Примерные расчеты показывают наличие разницы в массе одного литра заряженной и разряженной воды. Ее можно зафиксировать современными измерительными приборами.

Рис. 5. Схема третьей (полу заряженной) модели молекулы воды

Факт разного количества электронов в молекуле воды имеет экспериментальное подтверждение. Оказалось, что при многократном проходе раствора щелочи через плазмоэлектролитический реактор в растворе накапливается значительный электрический потенциал. Японские исследователи уже разработали технологию получения электричества из воды при ее электролизе.

Отметим еще один экспериментальный факт. Известно, что при вращении воды в трубе ее теплые молекулы оказываются у внутренней стенке трубы, холодные - ближе к оси трубы. Причина та же, что и при аналогичном распределении молекул воздуха. При охлаждении молекулы воды излучают фотоны и их масса становится меньше массы теплых молекул. В результате центробежная сила инерции прижимает теплые, более тяжелые, молекулы к внутренней стенке трубы, а холодные, с меньшей массой, оказываются вблизи ее оси.

Известно, что вода может обладать щелочными или кислотными свойствами. Щелочные свойства формируются за счет увеличенного содержания в воде гидроксила .

На рис. 6 представлена схема модели гидроксила. На одном конце оси гидроксила расположен электрон атома кислорода, а другой - завершается протоном атома водорода. Таким образом, гидроксил - идеальное звено электрической цепи. Под действием приложенного напряжения эти ионы формируют линейные кластеры с положительным и отрицательным знаками на концах. В результате импульс напряжения передается вдоль этого кластера от минуса к плюсу. Конечно, ток не течет вдоль кластера. Он формируется благодаря тому, что ион гидроксила, расположенный на конце кластера у анода отдает ему свой электрон, а протон атома водорода у иона, расположенного у катода, получает электрон из катода.

Конечно, при этом идут сложные реакции. У анода образуются, а потом распадаются молекулы перекиси водорода, а у катода формируются молекулы водорода. Детали этих процессов мы опишем позднее, при анализе процесса электролиза воды.

Химики-теоретики убеждают нас, что кислотные свойства воды формируются свободными протонами, которые они обозначают так (рис. 7). Но мы с этой идеей не соглашаемся, та как протон - слишком активное образование и поэтому не может существовать в воде в свободном состоянии. Кислотные свойства воды формируются увеличенным содержанием в ней положительно заряженных ионов гидроксония (рис. 8).

Рис. 6. Схема модели гидроксила

Рис. 7. Модель протона

Во всех моделях молекулы воды (рис. 1, 4, 5) кольцевые электроны атома кислорода остаются свободными, формируя зону отрицательного потенциала на ее поверхности. Величины третьего и четвертого потенциалов ионизации атома кислорода указывают на то, что кольцевые электроны расположены ближе к ядру атома кислорода, чем осевые, поэтому большая часть их электрических и магнитных силовых линий включена в связь с ядром атома кислорода, и они менее активны, чем первый и второй осевые электроны.



Рис. 8. Схема иона гидроксония

Чтобы один из кольцевых электронов вступил в связь с протоном или электроном соседнего атома, ему необходимо подняться в своей ячейке и удалиться от ядра атома кислорода. Для реализации такого процесса ему необходимо поглотить фотон из окружающей среды. Если это произойдет, то он удалится от ядра, приблизится к поверхности атома, и лишь тогда появятся условия для взаимодействия между электрическими и магнитными полями обоих электронов. Если один из кольцевых электронов атома кислорода соединится с электроном атома водорода, то образуется ион гидроксония , который и сформирует кислотные свойства воды (рис. 8).

При таком развитии событий на поверхности молекулы воды появятся три зоны с положительным потенциалом и она станет положительно заряженным ионом , который называют гидроксонием (рис. 8). Таким образом, кислотные свойства раствора определяет не протон (положительный ион ), а положительный ион гидроксония . Процесс удаления электрона от ядра атома сопровождается поглощением фотонов из окружающей среды, поэтому процесс образования иона гидроксония эндотермический.

Перекись водорода , также образуется из воды. В ее структуре два атома кислорода и два атома водорода (рис. 9).

Чистая перекись водорода - бесцветная сиропообразная жидкость, обладающая сильными окислительными свойствами. Эта особенность перекиси водорода позволяет установить комбинации атомов кислорода и водорода, которые может иметь эта жидкость. Варианты комбинации атомов водорода и кислорода представлены на рис. 9. Структура, представленная на рис. 9, а, эквивалентна молекуле воды (рис. 1), так как концы оси молекулы завершаются протонами ( и ) атомов водорода. Такая структура не может быть активной, так как активность определяют электроны. Поэтому есть основания полагать, что молекула перекиси водорода имеет структуру, показанную на рис. 9, b. У этой структуры на концах оси электроны, так же как и у молекулы кислорода.

Структура, показанная на рис. 9, с, эквивалентна структуре молекулы параводорода (рис. 10, с), который тоже не обладает свойствами активности при обычной температуре.

Рис. 9. Схемы молекул перекиси водорода



Рис. 10. Схема молекулы водорода : а), b) - ортоводород; c) - параводород

2. Энергетический баланс процессов синтеза молекул кислорода, водорода и воды

Атом кислорода - восьмой элемент периодической таблицы химических элементов, расположенный в ее шестой группе. Структура атома и его ядра показаны на рис. 2. Наименьшая энергия ионизации первого валентного электрона атома кислорода равна = 13,618 eV, а энергия его связи с ядром атома, соответствующая первому энергетическому уровню, - =13,752 eV [1].

Известно, что процесс синтеза молекул кислорода сопровождается выделением 495 кДж/моль энергии или в расчете на одну молекулу

(1)

Каким же принципом руководствуется Природа, распределяя энергию 5,13 eV между электронами молекулы кислорода (рис. 11, а)? Энергия 5,13 eV - термическая энергия связи между электронами 1 и 2' двух атомов кислорода (рис. 11, а). При образовании молекулы кислорода она излучается в виде фотонов электронами, вступающими в связь. Из этого следует, что она равна сумме энергий двух фотонов, излученных этими электронами. Следовательно, каждый электрон, вступающий в контакт, излучает по фотону с энергиями 5,13/2=2,565eV (рис. 11). Валентные электроны в этом случае занимают положения между вторым и третьим энергетическими уровнями.

Рис. 11. Схема распределения энергий связи между электронами в молекуле кислорода

Два атома кислорода соединяются в молекулу в состоянии возбуждения. Состоянием возбуждения атома считается такое его состояние, при котором его валентные электроны удалены от ядер на такие расстояния, когда энергия связи между ними уменьшается до тысячных долей электрон-вольта. В этом случае атом может потерять электрон и стать свободным. Или, не теряя электроны, он соединяется своим валентным электроном с электроном соседнего атома и начинается процесс формирования молекулы кислорода. Это - экзотермический процесс, при котором осевые валентные электроны 1 и 2', излучая фотоны и опускаясь на более низкие энергетические уровни, выделяют = 2,565х2=5,13 eV.

Обратим внимание на то, что термическая энергия 5,13 eV выделяется двумя электронами, формирующими электродинамическую связь с энергией 2,56 eV. В современной химии эта связь называется ковалентной. Для ее разрушения достаточно затратить 2,56 eV механической энергии. Для термического разрыва этой связи энергии требуется в два раза больше, то есть 5,13 eV. Это объясняется тем, что энергия фотона 5,13 eV поглощается одновременно двумя электронами. Только в этом случае оба электрона будут переведены на самые высокие энергетические уровни с минимальной энергией электродинамической связи, при которой они разъединяются, и каждый атом кислорода становится свободным.

Таким образом, затраты энергии на разрушение молекулы кислорода зависят от способа воздействия на связь. При термическом воздействии на связь она разрушается при энергии 5,13 eV. При механическом воздействии на связь достаточно затратить 2,56 eV энергии, чтобы разрушить эту связь. Из этого следует, что энергетика процесса синтеза молекулы кислорода зависит от способа ее разрушения.

После термического разрушения молекулы кислорода процесс ее формирования начинается с излучения обоими валентными электронами по фотону с энергиями 2,56 eV и прежняя электродинамическая энергия связи (2,56 eV) между электронами обоих атомов восстанавливается.

Таким образом, при термическом разрушении молекулы кислорода тепловой энергии затрачивается столько же, сколько выделяется при последующем ее синтезе. Никакой дополнительной энергии при термической диссоциации молекулы кислорода и последующем ее синтезе не появляется.

Если же молекулу кислорода разрушать механическим путем, то для этого достаточно затратить 2,56 eV механической энергии. При этом валентные электроны атомов кислорода оказываются в свободном состоянии при недостатке энергии, соответствующей такому состоянию, так как процесс поглощения каждым из них 2,56 eV энергии отсутствовал. В таком состоянии электроны не могут оставаться, они должны немедленно восполнить энергию, которую они не получили при механическом разрыве связи между ними. Где они возьмут ее? Источник один - окружающая среда, то есть физический вакуум, заполненный эфиром. Они немедленно поглощают эфир, восстанавливая свою массу, эквивалентную энергии 2,56 eV.

Следующая фаза - повторное соединение двух атомов кислорода, валентные электроны которых пополнили запасы своей энергии за счет эфира. Этот процесс сопровождается излучением двумя электронами фотонов с энергиями 2,56 eV. Так энергия поглощенного эфира преобразуется в тепловую энергию фотонов. Затратив 2,56 eV механической энергии на разрушение молекулы кислорода, при последующем синтезе этой молекулы мы получаем энергии в два раза больше (2,56x2=5,13 eV). Дополнительная энергия оказывается равной 2,56 eV на одну молекулу или 248 кДж/моль.

Существует немало экспериментальных данных, показывающих, что в вентиляционных системах тепловая энергия циркулирующего воздуха превосходит электрическую энергию, затраченную на привод вентиляторов. Теперь мы знаем, что эта энергия генерируется при механическом разрушении ковалентных связей в молекулах газов, из которых состоит воздух.

Используя изложенную методику, проанализируем энергетику молекулы воды, которая также в ряде случаев генерирует дополнительную тепловую энергию. Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Энергии связи атомов водорода с его ядром представлены в табл. 1.

Таблица 1. Спектр атома водорода, энергии связи между протоном и электроном, и расстояния между ними

Знач.	n	2	3	4	5
(эксп)	eV	10,20	12,09	12,75	13,05
(теор)	eV	10,198	12,087	12,748	13,054
(теор)	eV	3,40	1,51	0,85	0,54
(теор)		4,23	9,54	16,94	26,67

Известно, что соединение водорода с кислородом происходит в большинстве случаев со взрывом, но причина этого до сих пор не известна. Попытаемся найти ее.

Энергия синтеза молекулы водорода равна 436кДж/моль или 4,53eV на одну молекулу. Поскольку молекула состоит из двух атомов, то указанная энергия распределяется между ними. Таким образом, энергия одной связи между атомами водорода оказывается равной 2,26eV (рис. 12). При термическом разрушении этой связи энергии потребуется в два раза больше, а именно 2,26х2=4,53 eV.

Рис. 12. Схема молекулы водорода с энергиями связи

Обратим внимание на то, что на рис. 12 два атома водорода образуют молекулу водорода, формируя три связи. Создается впечатление, что на одну связь должна приходиться энергия 4,53/3=1,51eV. Эта величина равна энергии связи электрона атома водорода (табл. 1) в момент пребывания его на третьем энергетическом уровне и близка к энергии связи 1,53eV первого электрона атома кислорода (табл. 2) в момент пребывания его также на третьем энергетическом уровне.

Таблица 2. Спектр первого электрона атома кислорода

Значения	n	2	3	4	5	6
(эксп.)	eV	10,18	12,09	12,76	13,07	13,24
(теор.)	eV	10,16	12,09	12,76	13,07	13,24
(теор.)	eV	3,44	1,53	0,86	0,55	0,38

Для образования двух молекул воды необходимо разрушить на атомы две молекулы водорода и одну молекулу кислорода. Если процессы разрушения указанных молекул проводить термическим путем, то на разрушение двух молекул водорода потребуется 4,53+4,53=9,06eV, а на разрушение одной молекулы кислорода - 5,13eV. В сумме это составит 14,19eV.

Известно, что при синтезе одного моля воды выделяется 285,8 кДж или на одну молекулу. Так как молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, то на одну связь приходится 2,96/2=1,48eV термической энергии (рис. 13).

Из этого следует, что электроны атомов водорода и кислорода в молекуле воды находятся при обычной температуре (1,48/2=0,74eV) между четвертыми и пятыми энергетическими уровнями (табл. 1, 2).

Таким образом, на разрушение двух молекул водорода и одной молекулы кислорода термическим путем расходуется 14,19eV, а в результате синтеза двух молекул воды выделяется 2,96х2=5,98eV. Это противоречит тому факту, что процесс синтеза молекулы воды является экзотермическим с выделением 2,96 eV одной молекулой. Приведенный же расчет указывает на то, что при синтезе одной молекулы воды поглощается (14,19-5,98)/2 = 4,10 eV. В чем причина этого противоречия?

Рис. 13. Схема молекулы воды: 1,2,3,4,5,6,7,8 - номера электронов атома кислорода; - ядра атомов водорода (протоны); и - номера электронов атомов водорода

При переходе из газообразного в жидкое состояние атом кислорода в молекуле воды должен уменьшить свой объем. Это произойдет, если кольцевые электроны атома кислорода опустятся на более низкие энергетические уровни (ближе к ядру). При этом они обязательно излучат фотоны, и мы уже знаем их общую энергию. Она равна энергии, затраченной на разрушение двух молекул водорода и одной молекулы кислорода, то есть - 14,19eV. Поскольку у двух молекул воды 12 кольцевых электронов, то каждый из них излучит 14,19/12=1,18eV (рис. 13). Это больше энергии (0,74 eV) связи с ядром осевых электронов и указывает на то, что кольцевые электроны расположены ближе к ядру, чем осевые.

В этом случае количество энергии, полученной в результате синтеза двух молекул воды (14,19+5,98)eV, оказывается больше энергии, затраченной на разрушение двух молекул водорода (9,06 eV) и одной молекулы кислорода (5,13 eV). Сформировавшаяся разность энергий 5,98 eV разделится между двумя молекулами воды. На одну молекулу приходится 5,98/2=2,99 eV или 285,8 кДж/моль, что полностью соответствует существующим экспериментальным данным.

Изложенное выше проясняет причину взрыва при соединении водорода с кислородом. Одновременный переход шести кольцевых электронов каждого атома кислорода в рождающихся молекулах воды на более низкие энергетические уровни сопровождается одновременным излучением фотонов, которые и генерируют явление взрыва.

Обратим внимание на то, что на рис. 13, b показаны две энергии связи между валентными электронами e2 и 2, а также между 1 и e1. Энергия одной электродинамической связи равна 0,74 eV. Если эту связь разрушать термическим путем, то потребуется 0,74х2=1,48 eV. Эта же энергия выделится при последующем синтезе молекулы воды из атома водорода и иона гидроксила . Дополнительная тепловая энергия в этом случае не генерируется.

Однако, если указанную связь разрушать механическим путем, затрачивая по 0,74 eV на каждую связь, то после ее разрыва у каждого электрона образуется дефицит энергии, равный 0,74 eV. Эта энергия будет немедленно поглощена из окружающей среды и излучена при повторном синтезе молекулы воды из атома водорода и иона гидроксила . Так одна ковалентная химическая связь при механическом разрушении молекулы воды формирует 0,74 eV дополнительной тепловой энергии, которая, как мы уже отметили, устойчиво регистрируется в системах кавитации воды.

Известно, что молекулы воды, объединяясь, формируют кластеры. Механическое разрушение связей между кластерами и последующий синтез этих связей также должен сопровождаться выделением дополнительной тепловой энергии.

Источником дополнительной энергии, генерируемой этими нагревательными приборами, является физический вакуум. Электроны кластеров извлекают эту энергию из физического вакуума после механического разрушения их связей и выделяют ее при последующем синтезе ионов, молекул и кластеров.

3. Кластеры воды и их энергии связи

Известно, что молекулы воды могут соединяться друг с другом, образуя целые ассоциации, которые называются кластерами. Кластеры - это совокупность одноименных молекул и ионов, соединенных между собой, как раньше считалось, водородными связями. И это действительно так. Молекулы воды могут соединять в кластеры протоны атомов водорода (рис. 14) [1].

Теперь мы можем назвать их протонные связи. Вот как записывается химическая формула кластера, состоящего из ионов и молекул воды

(2)

При участии иона реакция протекает так

(3)

На рис. 14, а и b показаны теоретические и экспериментальные (рис. 14, с, d, e) кластеры молекул воды. Существуют и экспериментальные данные энергий связи между молекулами воды и ионами и при разном их количестве в линейном кластере (рис, 14, а и табл. 3).

Таблица 3. Значения энергий связи в кластерах,

Знач. n	0-1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7
	1,56	0,97	0,74	0,67	0,57	0,51	0,45
	1,10	0,71	0,66	0,62	0,61	-	-



Рис. 14. Кластеры молекул воды: а) и b) - линейный и шести лучевой теоретические кластеры; с) шестилучевой кластер, сформированный классической музыкой; d) шести лучевой кластер, сформированный молитвенным голосом верующего; е) шестилучевой кластер, разрушенный мобильным телефоном

В современной химии принято считать, что процесс образования кластеров воды эндотермический, то есть при образовании кластеров электроны, соединяющие молекулы друг с другом, поглощают фотоны и удаляются от ядер атомов в своих ячейках. Например, при n=7 на образование кластера (табл. 3) затрачивается (1,56+0,97+0,74+0,67+0,57+0,51+0,45)=5,47 eV.

Имея структуры молекул воды (рис. 1, 4, 5, ), мы видим и другие возможности образования кластеров. Нет никаких ограничений для формирования протон - протонных связей между молекулами воды. Так, протоны атомов водорода в молекулах воды, соединяясь друг с другом, образуют ассоциацию из двух и более молекул (рис. 14, а). Кроме того, ионы (рис. 6) могут сформировать три протон-протонных связи с молекулой воды. В этот процесс могут вовлекаться и протоны вторых атомов водорода в молекуле воды и протоны ионов (рис. 8), а также кольцевые электроны атомов кислорода в молекуле воды. В результате количество молекул в кластере увеличивается, а структура кластера усложняется (рис. 14, a, b, c, d, e).

Обратим внимание на то, что кластеры воды (рис. 14, а) формируются, прежде всего, протон - протонными связями, когда две ее молекулы соединяются соосно. Если учесть, что размер протона на три порядка меньше размера электрона, то протон - протонная связь легче разрушается при механическом воздействии на такой кластер. Второй вариант образования кластера - соединение осевого протона с кольцевым электроном. Это - протон - электронная связь. Ее прочность тоже меньше прочности электрон - электронной связи, которую имеют молекулы азота и кислорода. Эти факты и проясняют причину текучести воды.

Молекулы воды формируют кластеры различных форм (рис. 14). При определенных условиях и определенной температуре (в зимних облаках) шесть молекул воды присоединяются своими протонами атомов водорода к кольцевым электронам другой молекулы воды или атома кислорода (рис. 14, b). В результате образуется шести лучевая структура, которая с увеличением размера и усложнением формирует ажурную шестилучевую структуру - снежинку (рис. 14, с, d). Этот естественный процесс реализуется при строго определенных энергиях связи валентных электронов, которые зависят от энергий поглощаемых и излучаемых фотонов.

Известны экспериментальные факты, когда вода, облучаемая мелодией спокойной классической музыки, формирует симметричные шести лучевые структуры (рис. 14, с, d) . Такие же структуры формируются при облучении воды спокойным молитвенным голосом. В этом случае тело молящегося излучает такие фотоны, которые необходимы для формирования связей симметричных структур. Не случайно поэтому, что такая вода, как это уже доказано, обладает лечебными свойствами.

Экспериментально установлено, что при облучении воды джазовой музыкой в ней формируются безобразные структуры (рис. 14, е). Это обусловлено тем, что такая музыка инициирует окружающие предметы излучать фотоны с хаотически меняющимися энергиями. Валентные электроны, поглощая такие фотоны, разрушают шестилучевой кластер воды или формируют безсимметричные кластеры. Конечно, это веское доказательство вредного влияния джазовой музыки на здоровье человека, ведь большая часть массы его тела - вода.

Таким образом, для образования кластеров воды совершенно не обязательно присутствие в ней ионов гидроксила и гидроксония . Обратим внимание на структуру молекулы ортоводорода на рис. 10, b и 12. Она может быть связующим звеном в кластере и после его разрушения водород может рождаться сразу не в атомарном, а в молекулярном состоянии. Именно это происходит при явлении кавитации или при фотосинтезе.

Если в обычных условиях молекулы воды объединяются в ассоциации, называемые кластерами, то при переходе в парообразное состояние энергия связи между кластерами приближается к нулю, и у нас появляется возможность рассчитать энергию связи между молекулами в кластере при температуре 20С. Для этого используем энергию парообразования 2595,2 кДж/кг. Переведем эту энергию в электрон-вольты в расчете на одну молекулу (рис. 14, a).

(4)

Этот результат близок к энергии связи (0,54 eV) электрона атома водорода в момент пребывания его на пятом энергетическом уровне (табл. 2) и свидетельствует о том, что у протона этого атома большая часть магнитных силовых линий идет на связь с электроном, а меньшая часть свободна и может быть задействована на связь с протоном атома водорода соседней молекулы воды (рис. 14, а).

Имеется также возможность рассчитать энергию, затрачиваемую на нагрев одной молекулы воды на один градус. Известно, что при нагревании одного литра воды от 20С до 100С затрачивается 335,2 кДж энергии. В расчете на одну молекулу это составит

. (5)

Это - величина энергии, на которую изменится энергия связи молекул воды в кластерах, если нагреть ее от 20С до 100С. Разделив 0,063 eV на 80, получим величину, на которую изменяется энергия связи между молекулами воды в кластерах при нагревании ее на один градус. Она оказывается равной 0,00078 eV. Эта энергия соответствует фотонам реликтового диапазона (табл. 4).

Таблица 4. Диапазоны изменения радиусов (длин волн) и энергий электромагнитных излучений

Диапазоны	Радиусы (длины волн) , м	Энергии , eV
1. Низкочастотный
2. Радио
3. Микроволновый
4. Реликтовый (макс)
5. Инфракрасный
6. Световой
7. Ультрафиолетовый
8. Рентгеновский
9. Гамма диапазон

Таким образом, минимальная энергия фотонов, поглощаемых электронами молекулы воды при нагревании, соответствует энергиям фотонов реликтового диапазона, что служит дополнительным косвенным доказательством того, что этот диапазон является границей существования единичных фотонов.

На рис. 14, а показан линейный кластер из 2-х молекул воды. Энергия связи между протонами атомов водорода в этом кластере равна 0,485 eV (282) при температуре 20 град. Цельсия. При нагревании на один градус эта энергия связи уменьшается на 0,00078 eV.

Минимальная величина, на которую может измениться эта энергия связи, равна энергии 0,000022 eV поглощаемого фотона с максимальной длиной волны 0,056м. Из этого следует, что минимальный градиент изменения температуры воды близок к 0,000022/0,00078=0,03 град. С .

Теперь появляется возможность уточнить номер энергетического уровня, на котором находятся электроны атомов водорода в молекуле воды. Для этого переведем энергию (286 кДж) синтеза одного моля воды в электрон-вольты

. (6)

В расчете на одну связь имеем 2,97/2=1,485 eV. Это близко к энергии связи 1,51 eV электрона атома водорода, соответствующей пребыванию его на третьем энергетическом уровне. Из этого следует, что электроны атомов водорода и кислорода в молекуле воды находятся при обычной температуре (1,48/2=0,74eV) между четвертыми и пятыми энергетическими уровнями.

При переходе из газообразного в жидкое состояние атом кислорода (рис. 2, b) в молекуле воды должен уменьшить свой объем. Это произойдет, если кольцевые электроны атома кислорода опустятся на более низкие энергетические уровни (ближе к ядру). При этом каждый из 6-ти кольцевых электронов излучит фотон с энергией 1,18 eV (рис. 13). Это больше энергии (0,74 eV) связи с ядром осевых электронов и указывает на то, что кольцевые электроны расположены ближе к ядру, чем осевые.

Изложенное выше проясняет причину взрыва при соединении водорода с кислородом и образования молекулы воды (рис. 1). Одновременный переход шести кольцевых электронов каждого атома кислорода в рождающихся молекулах воды на более низкие энергетические уровни сопровождается одновременным излучением фотонов, которые и генерируют явление взрыва, так как их размеры на 5-7 порядков больше размеров электронов, излучающих фотоны.

Если представить себе кластер из двух молекул воды, имеющих формы шаров с диаметрами около 100 метров, то протоны, расположенные на поверхности этих шаров и связывающие их в кластер, имеют миллиметровые размеры. Малейшее, даже механическое, воздействие разрушит эту систему, создавая условия для текучести молекул воды.

Если бы кластеры образовывались электрон - электронными связями, то они бы имели уже метровые размеры на поверхности стометровых молекул.

На рис. 14, b) показан один вариант начала формирования шестилучевого кластера молекул воды. К шести кольцевым электронам атома кислорода в молекуле воды присоединяются протоны атомов водорода других молекул воды. Свободные концы образовавшихся шести лучей могут завершаться осевыми протонами (Р) атомов водорода в молекулах воды (рис. 14, b) или осевыми электронами (е) атомов кислорода (рис. 14, b).

Наличие на концах шести лучей протонов или электронов со свободными магнитными полюсами обеспечивает присоединение к ним других молекул воды или ионов и (рис. 14, b). Таким образом обеспечивается формирование и рост шести лучевых кластеров молекул воды.

Приведенные интервалы изменения энергий связи между молекулами и ионами и в шестилучевых кластерах и объясняют многообразие архитектоник этих формирований (рис. 14). Когда играет ритмичная классическая музыка, то она оказывает ритмичное возбуждающее действие на кольцевые электроны молекул азота и кислорода воздуха и те, излучая при этом воздействии фотоны с упорядоченными энергиями, способствуют формированию шестилучевых кластеров (рис. 14, с) молекул воды и ее ионов и .

Успокоенный мозг и тело молящегося человека также излучают фотоны с упорядоченными энергиями, и это тоже приводит к формированию шестилучевых кластеров (рис. 14, d). Сотовый телефон излучает мощные фотоны с различными энергиями, которые сразу разрушают связи между молекулами кластера и он разрушается (рис. 14, e). Аналогичный результат получается при исполнении джазовой музыки. Ее сумбурные, резкоменяющиеся звуки передаются молекулам воздуха и те излучают фотоны с разным диапазоном энергий. При поглощении их электронами кластеров воды энергии связи между молекулами кластера могут уменьшаться до нуля. В результате кластер разрушается (рис. 14, e).

В одном кубическом метре содержится 1000х0,09=90 гр. водорода. Энергосодержание одного грамма молекулярного водорода равно 142 кДж. Энергосодержание одного кубического метра водорода оказывается таким 142х90=12780 кДж. Получаемая энергия 12780 кДж эквивалентна (12780/3600)=3,55 кВтч. Если удастся добиться меньших затрат энергии на получение одного кубического метра водорода, чем 3,55 кДж, то он станет конкурентно-способным энергоносителем.

Анализ модели электрона (рис. 15) показывает возможность формирования кластеров электронов. Разноименные магнитные полоса электронов сближают их, а одноименные электрические поля ограничивают это сближение. Достоверность этого следствия подтверждена экспериментами.

а) b)

Рис. 15. а) схема теоретической модели электрона (показана лишь часть магнитных силовых линий); b) схема электронного кластера

С учетом изложенного, у нас появляются веские основания полагать, что электрическая искра формируется фотонами, которые излучаются электронами при формировании электронно-ионных кластеров.

Аналогичное явление протекает и в грозовых молниях. Главным фактором, обеспечивающим реализацию этого явления, является совпадение векторов магнитных моментов и спинов у электронов и ионов. Благодаря этому при формировании кластера электроны сближают не только их разноименные магнитные полюса, но и однонаправленные процессы их вращения (рис. 15).

Известно, что грамм-молекула воды равна 18 граммам. В одном литре воды содержится 1000/18=55,56 грамм-молекул воды. Известно также, что количество молекул воды в одной ее грамм-молекуле равно числу Авагадро . Из этого следует, что в одном литре воды содержится молекул воды.

Допустим, термометр показывает . Радиус максимального количества (плотности в единице объема пространства вблизи термометра) фотонов, формирующих эту температуру, будет равен

. (7)

Радиус фотонов, совокупность которых формирует температуру -, будет равен

. (8)

Энергии фотонов, формирующих температуры и - будут соответственно равны:

; (9)

. (10)

Тогда разность энергий фотонов, при которой изменяется температура на , окажется такой

. (11)

Таким образом, при замерзании одного литра воды каждый их 4-х осевых электронов каждой молекулы воды (рис. 1) удалится от ядра атома кислорода - центра молекулы и уменьшит свою энергию связи с протоном ядра атома кислорода на 0,00043/4=0,00011eV. Тогда общая энергия связи всех осевых электронов всех молекул одного литра воды составит или

. (12)

Эта энергия затрачена на расширение полости объемом 1 литр при замерзании воды. Удельное сопротивление разрыву стали марки, например СТ-35, составляет . С учетом этого для формирования в трубе щели с продольным сечением потребуется сила

. (13)

Известная энергия расширения молекул одного литра воды при замерзании (12) и - сила (13) для продольного разрыва трубы на длину 10см позволяют определить ширину щели, образующейся в трубе

. (14)

Вполне естественно, что старая теория микромира не позволяет делать подобные расчеты.

Заключение

Таким образом, процессы формирования шестилучевых кластеров воды следуют из выявленных нами структур ядер и атомов водорода и кислорода и из структуры молекулы воды и ее ионов. Благодаря этому информация об этих процессах приобретает замкнутый характер и лишает нас возможности сомневаться в ее достоверности. Результаты расчетов энергетически процессов синтеза молекул кислорода и воды, совпадающие с экспериментальными данными, усиливают уверенность в достоверности новой теории микромира.

Литература

1. Канарев Ф.М. Начала физхимии микромира. Монография. 15-е издание. http://www.micro-world.su/

Размещено на Allbest.ru