The Principals

Систематизация химических элементов таблицы
Менделеева по атомным объемам
© В.Н. Полянский, И.В. Полянский, 2013
В 1971 году решением XIX Генеральной конференции по мерам
и весам в систему SI была введена седьмая основная единица
измерения – моль. Эта единица получила следующую формулировку:
«Моль – единица количества вещества, равная количеству
вещества
системы,
в
которой
содержится
столько
же
структурных элементов (молекул, атомов, ионов, электронов, других
частиц или специфицированных групп частиц), сколько атомов
содержится в 0,012 кг нуклида
12
С (изотопа углерода с атомной
массой 12).
В 0,012 кг нуклида углерода
12
C содержится число атомов,
равное числу Авогадро NA. = 6.022141991023, и это число можно
найти в любом справочнике.
Кому и зачем понадобилась такая заумная формулировка?
Количество вещества в измеренном объеме, например в
килограммах, определить не сложно, если известна плотность
вещества. Если вам нравится измерять его в фунтах или пинтах –
делайте это на здоровье. Другие исследователи без труда пересчитают
ваши фунты в удобные для них единицы измерения, даже не
заглядывая в систему SI.
В первом издании «Начал политронной физики» мы вскользь
затронули тему амбициозности ученых XIX, и особенно, XX веков.
Последствия их амбициозности нам сейчас приходится преодолевать с
большим трудом.
В своем справочнике «The Elements», Джон Эмсли для многих
химических элементов таблицы приводит такой параметр, как
мольный объем. Он и сам высказал недовольство этим параметром, но
все таки оставил его в справочнике.
1
Мы попытались воспользоваться «мольным объемом» при
конструировании атомов из политронов и выяснили, что моль не
только бесполезная единица измерения, но и вредоносная.
Форма
свободного
атома
скруглёнными углами, тот
водорода
–
кубическая
со
же водород в усеченной бипирамиде
молекулярного водорода имеет совсем другой молярный объем.
Углерод же, имеющий множество аллотропных модификаций, никак
не
соответствует
критерию
элементарности.
Так
что,
ранее
использовавшаяся водородная шкала «мольности», была не хуже.
Ученым надо было поработать над ней как следует, и оставить в
действии для частых пользователей ею – химиков.
При геометрическом построении атомов различных элементов и
вычислении
диаметров
политронов
необходимо
согласовывать
получаемые результаты с экспериментальными данными в спектрах
излучения химических элементов, а также с данными по уровням
энергии ионизации, энергии диссоциации и некоторым другим
параметрам.
Большинство
энергетических
параметров
химических
элементов, кроме спектральных характеристик, полученных по
методике прямых измерений, приводятся в |kJ/mol| (килоджоулях на
моль), т.е. с заведомо грубой точностью. Если даже эти данные
приведены в других единицах измерения, например в электронвольтах |eV|, с огромной точностью, то это делается путем пересчета
тех же килоджоулей по таблице энергетических эквивалентов.
Полностью доверять таким данным нельзя.
Мы
уже
подчеркивали
в
«Началах»,
что
наиболее
исследованным химическим элементом таблицы Менделеева является
простой водород (протиум
1
H). Экспериментальные данные по
измерению энергии диссоциации молекулярного водорода
1
H2 не
вызывают сомнения. Энергия диссоциации молекулярного водорода
2
(при температуре 0K) равна 432.07 |kJ/mol|. Степень диссоциации
при температуре 2000С составляет 0.13%, при температуре 5000С –
95%.
Но даже этот параметр водорода в разных справочниках
приведен с небольшим разбросом от 4.5|eV| до 4.7|eV|.
При температуре 5000С водород почти полностью переведен в
атомарную фазу и поэтому в его спектре должна преобладать
спектральная серия Бальмера. Как известно, на поверхности Солнца
температура на тысячу градусов выше, поэтому там молекулярного
водорода совсем нет.
Молекула водорода имеет форму усеченной бипирамиды со
скруглёнными углами, поэтому, чтобы сохранять форму молекулы,
политроны должны иметь частотные порядки m=6, m=12, m=24, …
и т.д. Политроны в молекулах раскаленного водорода имеют
частотный порядок m=6. Перед разделением молекулы на два атома
политроны должны перейти на частотный порядок m=4. Для этого
потребуется энергия равная
1.89|eV| для каждого радиального
политрона в атоме, т.е. два политрона поглотят энергию
3.8|eV|.
Кроме того, какое-то количество энергии потребуется на угловое
смещение узлов политронов и на отделение атомов друг от друга.
Как показывает приведенный пример, для точной квантовой
физики и точной квантовой химии достаточно иметь всего два
параметра атома – энергию аксиального и радиального политронов в
атоме при частотном порядке
m=2. Это энергия ионизации, и
измерять её надо очень точно. Всё остальное определяется с помощью
политронных уравнений.
Природа подарила людям шесть замечательных металлов,
которые имеют неизменный тип кристаллической решетки во всем
диапазоне температур твердой фазы и, кроме того, эти элементы
имеют только по одному стабильному изотопу. В таблице приведены
некоторые свойства этих металлов.
3
Таблица
Свойства
Элементы
элементов в
Al
Au
Nb
Rh
Tm
Cs
твердой фазе
алюминий
золото
ниобий
родий
тулий
цезий
Атомная масса, u
26.982
196.967
92.906
102.906
168.934
132.905
Плотность, kg/m3
2698
19320
8570
12410
9321
1873
Тип кристал.ячей
ГЦК
ГЦК
ОЦК
ГЦК
ГПУ
ОЦК
a, pm
404.959
407.833
329.86
380.36
353.75
614
c, pm
-
-
-
-
555.46
-
4
4
2
4
6
2
16.602
16.958
17.946
13.757
30.098
115.738
16.606
16.929
18.002
13.769
30.096
117.829
-ки и параметры:
Число атомов
в ячейке
Объем для одного
атома в ячейке, Å3
Объем Vat для
одного атома
по формуле, Å3
Vat = (Matu)/d
где: Mat – относительная масса атома;
d – плотность элемента, |kg/m3|;
u = 1.66053873·10–27 |kg| – атомная единица массы.
Разброс значений вычисленных по параметрам кристаллической
решетки и по формуле невелик. При расчете по формуле выяснилось
также, что существует еще 18-элементная периодичность химических
элементов, кроме периодичности Менделеева. На нижеприведенной
диаграмме эта периодичность показана.
4
Предстоит еще глубокий анализ расположения элементов на
диаграмме, но уже сейчас можно сказать, что её форма напоминает
уютное гнездышко для зарождения и процветания жизни.
Источник:
https://www.ljubljuknigi.ru/store/ru/book/Начала-
политронной-физики/isbn/978-3-659-35337-6
5