Электромагнитные механизмы периодических изменений химических свойств атомов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

СТАТЬЯ

на тему: «Электромагнитные механизмы периодических изменений химических свойств атомов»

Крушев Александр Анатольевич

директор ЧУПТП «Восток плюс»

Крушев Денис Александрович

студент

Крушев Дмитрий Александрович

студент

Введение

В статье рассматриваются электромагнитные взаимодействия между протон-электрон парами в ядрах атомов. В ядрах атомов каждая протон-электрон пара формирует индивидуальный (эквивалентный) круговой ток и магнитное поле; в каждом периоде изменения химических свойств атомов, формируются общие линии магнитной индукции полей круговых токов всех протон-электрон пар данного периода; в каждом периоде изменения химических свойств атомов все протон-электрон пары каждого отдельного периода изменений химических свойств атомов формируют однослойные оболочки, без радиального накладывания протон-электрон пар друг на друга; при радиальном накладывании протон-электрон пар друг на друга происходит формирование новых общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар, действие которых приводит к формированию нового периода изменения химических свойств атомов; в соседних периодах направления общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар противоположны; несоответствие между направлениями внутренних общих линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар из верхнего периода и направлениями круговых токов протон-электрон пар из нижнего периода сопровождается ограничением энергий электронов из нижних периодов, что сопровождается невозможностью ими формировать химические связи и приводит к периодическим изменениям химических свойств атомов; траектории движения электронов всех протон-электрон пар каждого периода формируют отдельные для каждого периода оболочки в виде тора; формирование в атомах дискретных значений магнитных моментов вызвано фиксированными ассиметричными расположениями круговых токов протон-электрон пар в структурах ядер атомов; протон-электрон пары, расположенные во внутренних периодах, формируют внутриядерные энергетические уровни электронов.

К настоящему времени имеется большое количество систематизированного аналитического материала по изучению закономерностей в изменении физических и химических свойств различных атомов. При последовательном увеличении заряда ядер атомов наблюдаются периодические повторения химических свойств атомов.

Определение в атомах физических механизмов: взаимодействий между электронами и ядрами атомов; формирования и изменения магнитных моментов атомов; периодического изменения химических свойств атомов является актуальной задачей современной физики.

Целью данной статьи является анализ физических механизмов: формирования и изменения магнитных моментов атомов; периодического изменения физических свойств атомов.

магнитный момент протон электрон атом

1. Анализ электромагнитных взаимодействий между протон-электрон парами в ядрах атомов

Из реальных наблюдений известно: при последовательном увеличении зарядов ядер атомов наблюдаются периодические изменения химических свойств атомов и периодические изменения магнитных моментов атомов.

В статье [1] было сделано предположение: в атомах протоны и электроны сохраняют электрически нейтральные связанные протон-электрон пары с внутренними свойствами формирования дискретных энергий электронов; в атомах, имеющих более одной протон-электрон пары, для каждого электрона формируется индивидуальная радиально вытянутая эллиптическая оболочка. Наличие в атомах связанных протон-электрон пар и формирование ими радиально вытянутых индивидуальных оболочек электронов хорошо согласуется с уравнениями Зоммерфельда, Шредингера и др. и является существенным для анализа структур атомов, имеющих несколько электронов.

Можно сделать предположение, что периодические изменения химических свойств атомов и периодические изменения магнитных моментов атомов взаимосвязаны. Формирование магнитных моментов атомов должно вызываться движениями заряженных частиц в структурах атомов. Атом водорода состоит всего из двух частиц - положительно заряженного протона и отрицательно заряженного электрона. Следовательно, имеющийся в атоме водорода магнитный момент можно объяснить тем, что в протон-электрон паре водорода траектории электрона представляют не хаотическое облако случайных траекторий, а строго ориентированные в пространстве траектории, формирующие индивидуальные (эквивалентные) круговой ток i₁ и магнитное поле кругового тока (рис.1,a). Формирование связанной протон-электрон парой кругового тока и магнитного поля является существенным для дальнейшего анализа структур атомов.

Дискретные изменения в атомах магнитных моментов в строгом соответствии с изменением в атомах числа электронов, свидетельствует, что в атомах каждая протон-электрон пара имеет строго ориентированные в пространстве траектории электрона, формирующие индивидуальный (эквивалентный) круговой ток и магнитный момент. Магнитный момент создаваемого электроном кругового тока равен

,

где - магнитный момент электрона; - круговой ток электрона; - площадь контура кругового тока.

При изменении в атомах количества электронов, дискретные изменения магнитных моментов атомов соответствуют орбитальных магнитных моментов электронов, рассчитанных по орбитам Бора. Это можно объяснить тем, что в связанных протон-электрон парах электроны имеют эллиптические орбиты (рис. 1, a.) и площадь эквивалентных контуров круговых токов протон-электрон пар равна площади круговых орбит Бора.

Формирование каждой протон-электрон парой кругового тока и магнитного поля должно сопровождаться электромагнитным взаимодействием между отдельными протон-электрон парами. Рассмотрим электромагнитные взаимодействия между связанными протон-электрон парами в ядрах атомов.

Общий магнитный момент атома ₂He равен нулю. Это можно объяснить следующим. Атом гелия ₂He состоит из четырех нуклонов - двух нейтронов и двух протон-электрон пар. Протоны с нейтронами связаны сильными связями в ядрах атомов. Электроны соединены с протонами слабыми связями и формируют индивидуальные противоположно направленные радиально вытянутые эллиптические оболочки (см. рис. 1, b). Движения электронов каждой протон-электрон пары формируют индивидуальные (эквивалентные) круговые токи i₁ и i₂, и индивидуальные (эквивалентные) магнитные поля. Магнитные моменты круговых токов i₁ и i₂ ориентируют движения обоих электронов так, что образуются общие линии магнитной индукции полей круговых токов обоих электронов, замкнутые вокруг ядра атома (см. рис. 1, b). В атоме ₂He наличие общего магнитного момента электронов равного нулю, свидетельствует, что электроны в атоме ₂He расположены с противоположных сторон атома и вращаются, относительно ядра атома, в разных направлениях.

Рис. 1. Условное формирование линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар в ядрах атомов: a) водорода; b) гелия; c) лития; d) бериллия; - протоны; - нейтроны; i - круговые токи протон-электрон пар; - линии магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар.

Из рис. 1, b, c, d видно, что линии магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар, формирующих внешние периоды атома, разделяются на два существенно разных слоя. Одна часть линий магнитной индукции поля круговых токов, расположенная с внутренней стороны атома, является общей для круговых токов всех протон-электрон пар данного периода. А с наружи атома, каждая протон-электрон пара имеет индивидуальные (эквивалентные) линии магнитной индукции поля круговых токов, что и определяет активность электронов и химические свойства атомов.

При последовательном увеличении заряда ядер атомов наблюдаются периодические повторения химических свойств атомов. Каждый период изменения химических свойств атомов начинается с образования щелочного атома и заканчивается формированием инертного атома. При этом изменения химических свойств атомов определяются только электронами из верхних энергетических оболочек и хорошо согласуются с заполнением электронами энергетических оболочек. Из этого можно сделать вывод, что при формировании новых периодов, которые начинаются с формирования щелочных металлов, в атомах происходит экранирование электронов протон-электрон пар из нижних периодов.

Механизмы экранирования электронов из нижних периодов можно объяснить следующим. Образование атома ₃Li и начало второго периода изменения химических свойств атомов происходит при размещении на 2s-оболочке электрона 2s¹. У атома ₃Li магнитный момент равен ?. Магнитный момент равный ? свидетельствует о фиксированном ассиметричном расположении формируемого электроном 2s¹ кругового тока i₃ в структурах атома. Как видно на рис. 1, c, для экранирования магнитных полей круговых токов i₁ и i₂, круговой ток i₃ должен располагаться в зоне внешних линий магнитной индукции полей круговых токов i₁ и i₂. Линии магнитной индукции кругового тока i₃ взаимодействуют с внешними линиями магнитной индукции полей круговых токов i₁ и i₂. Магнитные моменты ориентируют круговой ток i₃ так, что внешние линии магнитной индукции полей круговых токов i₁ и i₂ и внутренние линии магнитной индукции поля кругового тока i₃ совпадают. При этом внутренние линии магнитной индукции поля кругового тока i₃ охватывают внешние линии магнитной индукции круговых токов i₁ и i₂ и направлены в противоположные стороны, по сравнению с общими внутренними линиями магнитной индукции полей круговых токов i₁ и i₂. Это существенное замечание. В результате несоответствий между направлением внутренних линий магнитной индукции поля кругового тока i₃ и направлениями круговых токов i₁ и i₂ происходит ограничение энергии возбуждения электронов в протон-электрон парах нижнего периода. В результате ограничения энергии электронов в протон-электрон парах внутренних периодов только внутриядерными энергиями они не могут формировать химические связи. Это объясняет механизмы экранирования электронов протон-электрон пар из нижних периодов и механизмы периодических изменений химических свойств атомов.

От ₃Li до ₁₀Ne оптические и химические свойства атомов определяются электронами из 2s- и 2p- оболочек без изменения периодичности химических свойств атомов. Это свидетельствует, что круговые токи электронов из 2s- и 2p-оболочек располагаются вдоль общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов, без радиального накладывания протон-электрон пар друг на друга (см. рис. 1, d).

У атома ₄Be магнитный момент равен 0. Это можно объяснить тем, что образование атома ₄Be сопровождается формированием электрона 2s² и кругового тока i₄. Магнитный момент равный нулю, свидетельствует, что круговые токи i₃ и i₄, расположены с противоположных сторон общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов и вращаются в разные стороны (см. рис. 1, d).

Атом ₁₀Ne является последним во втором периоде и образуется при полном заполнении электронами 2s- и 2p-оболочек. При этом образуется устойчивая система, подобная системе гелия, что определяет свойства инертных газов. Магнитный момент атома неона и всех инертных газов равен 0. Это свидетельствует, что в атоме неона, и всех инертных газах, магнитные моменты круговых токов всех электронов компенсируются.

Формирование всех остальных периодов изменений химических свойств атомов, сопровождается аналогичными электромагнитными взаимодействиями между круговыми токами протон-электрон пар, как при формировании второго периода. Формирование всех периодов изменения химических свойств атомов соответствует следующим закономерностям: первое, все протон-электрон пары, формирующие отдельный период изменения химических свойств атомов, располагаются вдоль общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар данного периода, без радиального накладывания протон-электрон пар друг на друга; второе, при радиальном накладывании протон-электрон пар друг на друга происходит формирование новых общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов всех протон-электрон пар нового периода изменения химических свойств атомов; третье, во всех соседних периодах, общие внутренние линии магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар, образующих эти периоды, направлены в противоположные стороны; четвертое, несоответствие между направлением внутренних общих линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар из верхнего периода и направлениями круговых токов протон-электрон пар из нижнего периода сопровождается невозможностью электронов протон-электрон пар из нижних периодов формировать химические связи, что сопровождается периодическими изменениями химических свойств атомов; пятое, в результате расположения всех протон-электрон пар, формирующих каждый отдельный период вдоль общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов, траектории движения электронов всех протон-электрон пар каждого периода формируют отдельные для каждого периода оболочки, в виде тора; шестое, в результате ограничения энергий электронов протон-электрон пар расположенных во внутренних периодах, должны формироваться внутриядерные энергетические уровни электронов с энергиями электронов значительно ниже, чем в рентгеновских энергетических уровнях, но значительно выше, чем при энергетических уровнях электронов соответствующих переходу протонов в нейтроны.

Вывод

В результате анализа электромагнитных взаимодействий между протон-электрон парами в ядрах атомов можно сделать следующие выводы: в ядрах атомов каждая протон-электрон пара формирует индивидуальный (эквивалентный) круговой ток и магнитное поле; в каждом периоде изменения химических свойств атомов формируются общие внутренние линии магнитной индукции полей круговых токов для всех протон-электрон пар данного периода;

Все протон-электрон пары, входящие в отдельный период изменений химических свойств атомов, формируют однослойные оболочки, без радиального накладывания протон-электрон пар друг на друга; при радиальном накладывании протон-электрон пар друг на друга происходит формирование новых общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар, действие которых приводит к формированию нового периода изменения химических свойств атомов; в соседних периодах направления общих внутренних линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар противоположны; несоответствие между направлениями внутренних общих линий магнитной индукции полей круговых токов протон-электрон пар из верхнего периода и направлениями круговых токов протон-электрон пар из нижнего периода сопровождается ограничением энергий электронов из нижних периодов, что сопровождается невозможностью ими формировать химические связи и приводит к периодическим изменениям химических свойств атомов; траектории движения электронов всех протон-электрон пар каждого периода формируют отдельные для каждого периода оболочки в виде тора; формирование в атомах дискретных значений магнитных моментов вызвано фиксированными ассиметричными расположениями круговых токов протон-электрон пар в структурах ядер атомов;

Протон-электрон пары, расположенные во внутренних периодах, формируют внутриядерные энергетические уровни электронов.

Литература

1. Крушев А. А., Крушев Д. А., Крушев Дм. А., Формирование структур атомов связанными протон-электрон парами. // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. 2011. № 2.

Размещено на Allbest.ru