Систематизация химических элементов таблицы Менделеева по атомным объемам
Сравнение углеродной и водородной шкал "мольности" при конструировании атомов из политронов. Свойства металлов, имеющих неизменный тип кристаллической решетки и только по одному стабильному изотопу. 18-элементная периодичность химических элементов.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.08.2013 |
| Размер файла | 135,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Систематизация химических элементов таблицы Менделеева по атомным объемам
В.Н. Полянский, И.В. Полянский
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 12С (изотопа углерода с атомной массой 12).
В 0,012 кг нуклида углерода 12C содержится число атомов, равное числу Авогадро NA. = 6.022141991023, 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.
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 водорода - кубическая со скруглёнными углами, тот 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 электрон-вольтах |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 1H). Экспериментальные данные по измерению энергии диссоциации молекулярного водорода 1H2 не вызывают сомнения. Энергия диссоциации молекулярного водорода (при температуре 0K) равна 432.07 |kJ/mol|. Степень диссоциации при температуре 2000С составляет 0.13%, при температуре 5000С - 95%. Но даже этот параметр водорода в разных справочниках приведен с небольшим разбросом от 4.5|eV| до 4.7|eV|.
При температуре 5000С 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.
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.
мольность политрон водородный периодичность
Таблица
|
Свойства элементов в твердой фазе |
Элементы |
||||||
|
Al алюминий |
Au золото |
Nb ниобий |
Rh родий |
Tm тулий |
Cs цезий |
||
|
Атомная масса, u Плотность, kg/m3 Тип кристал. ячейки и параметры: a, pm c, pm Число атомов в ячейке Объем для одного атома в ячейке, A3 Объем Vat для одного атома по формуле, A3 |
26.982 2698 ГЦК 404.959 - 4 16.602 16.606 |
196.967 19320 ГЦК 407.833 - 4 16.958 16.929 |
92.906 8570 ОЦК 329.86 - 2 17.946 18.002 |
102.906 12410 ГЦК 380.36 - 4 13.757 13.769 |
168.934 9321 ГПУ 353.75 555.46 6 30.098 30.096 |
132.905 1873 ОЦК 614 - 2 115.738 117.829 |
|
|
Vat = (Matu)/d где: Mat - относительная масса атома; d - плотность элемента, |kg/m3|; u = 1.66053873·10-27 |kg| - атомная единица массы. |
Предстоит еще глубокий анализ расположения элементов на диаграмме, но уже сейчас можно сказать, что её форма напоминает уютное гнездышко для зарождения и процветания жизни.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика химических элементов IV группы таблицы Менделеева, их нахождение в природе и соединения с другими неметаллами. Получение германия, олова и свинца. Физико-химические свойства металлов подгруппы титана. Сферы применения циркония.
презентация [1,8 M], добавлен 23.04.2014Описание интересных фактов открытия ряда элементов таблицы Менделеева. Свойства химических элементов, происхождение их названий. История открытия, в отдельных случаях получения элементов, их значение в народном хозяйстве, сфера применения, безопасность.
реферат [37,8 K], добавлен 10.11.2009Изучение периодического закона и периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева как основы современной химии, которые относятся к научным закономерностям, отражают явления, реально существующие в природе. Основные сведения строения атомов.
реферат [28,9 K], добавлен 18.01.2011Понятие о химических элементах и простых телах, свойства химических элементов. Химические и физические свойства соединений, образуемых элементами. Нахождение точного соответствия между числами, выражающими атомные веса элементов, их место в системе.
реферат [34,8 K], добавлен 29.10.2009Основные классы неорганических соединений. Распространенность химических элементов. Общие закономерности химии s-элементов I, II и III групп периодической системы Д.И. Менделеева: физические, химические свойства, способы получения, биологическая роль.
учебное пособие [3,8 M], добавлен 03.02.2011Периодическая система химических элементов. Строение атомов и молекул. Основные положения координационной теории. Физические и химические свойства галогенов. Сравнение свойств водородных соединений. Обзор свойств соединений p-, s- и d-элементов.
лекция [558,4 K], добавлен 06.06.2014Классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра - графическое выражение периодического закона Д.И. Менделеева: история открытия, структура и роль в развитии атомно-молекулярного учения.
презентация [401,4 K], добавлен 26.09.2012Химический элемент - совокупность атомов одного вида. Открытие химических элементов. Размеры атомов и молекул. Формы существования химических элементов. Некоторые сведения о молекулярном и немолекулярном строении веществ. Атомно-молекулярное учение.
презентация [33,3 K], добавлен 15.04.2012История открытия и место в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева галогенов: фтора, хлора, брома, йода и астата. Химические и физические свойства элементов, их применение. Распространённость элементов и получение простых веществ.
презентация [656,9 K], добавлен 13.03.2014Развитие периодического закона в XX веке. Периодические свойства химических элементов: изменение энергии ионизации, электроотрицательности, эффекты экранирования и проникновения. Изменение величин атомных и ионных радиусов. Общие сведения о неметаллах.
презентация [155,9 K], добавлен 07.08.2015Хлор - 17-й элемент периодической таблицы химических элементов третьего периода, с атомным номером 17. Химически активный неметалл, входит в группу галогенов. Физические свойства хлора, взаимодействие с металлами и неметаллами, окислительные реакции.
презентация [1,5 M], добавлен 26.12.2011Периодическая система элементов, периодичность и тенденции изменения характеристик атомов. Метод молекулярных орбиталей. Классические (неквантовые) модели химических связей. Принцип формирования разрыхляющих и связывающих молекулярных орбиталей.
презентация [1,4 M], добавлен 08.05.2013Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева как основа современной химии. Исследования, открытия, изыскания ученого, их влияние на развитие химии и других наук. Периодическая система химических элементов и ее роль.
реферат [38,8 K], добавлен 03.03.2010Формулировка периодического закона Д. И. Менделеева в свете теории строения атома. Связь периодического закона и периодической системы со строением атомов. Структура периодической Системы Д. И. Менделеева.
реферат [9,1 K], добавлен 16.01.2006Размеры и масса атомов. Различие между понятиями "масса атома" и "относительная атомная масса". Сопоставление массы атомов химических элементов путем сравнения значений относительных атомных масс. Способы нахождения значений относительной атомной массы.
разработка урока [16,0 K], добавлен 02.10.2014Родословная Дмитрия Ивановича Менделеева, изучение его предков по материнской и отцовской линии. Отношения ученого с женами - Феозвой Никитичной Лещевой и Анной Ивановной Поповой. Семья и дети автора периодической таблицы и закона химических элементов.
презентация [921,6 K], добавлен 17.04.2012Исследование химических и физических свойств водорода, лития, калия, рубидия, цезия и франция. Характеристика промышленных способов получения и областей применения этих элементов системы Менделеева. Изучение процесса электролиза водных растворов солей.
практическая работа [134,7 K], добавлен 08.01.2012Определение свойств химических элементов и их электронных формул по положению в периодической системе. Ионно-молекулярные, окислительно-восстановительные реакции: скорость, химическое равновесие. Способы выражения концентрации и свойства растворов.
контрольная работа [58,6 K], добавлен 30.07.2012Строение металлов в твердом состоянии. Энергетические условия взаимодействия атомов в кристаллической решетке вещества. Атомно-кристаллическое строение. Кристаллические решетки металлов и схемы упаковки атомов. Полиморфные (аллотропические) превращения.
лекция [1,5 M], добавлен 08.08.2009Общая характеристика, отличительные признаки химических d-элементов. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов. D-элементы как хорошие комплексообразователи. Руды и способы их получения. Ряд напряжения металлов, их основные химические свойства.
презентация [672,8 K], добавлен 22.04.2013
