АСК-анализ зависимости размеров атомов химических элементов от их основных характеристик

Создание, специфика модели влияния основных характеристик атома на его размеры. Влияние значения атомного радиуса на различные параметры атома. Экранная форма с оценкой достоверности моделей с разными частными и интегральными критериями на основе метрики.

Рубрика Химия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 19.01.2018
Размер файла 6,3 M

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/

АСК-анализ зависимости размеров атомов химических элементов от их основных характеристик

02.00.00 Химические науки

05.00.00 Технические науки

Казаченко А.С.

Изучая природные явления во всем их многообразии, человечество отработало испытанные в каждой области науки модели восприятия мира и методы получения информации. Развитие науки в настоящее время невозможно представить без исследований на стыке ее областей. В данной статье представлены результаты автоматизированного системно-когнитивного анализа размеров атомов от основных характеристик, которые являются исследованием на стыке общей химии элементов и интеллектуальных систем. Зависимость атомного радиуса от массы и атома и зарядового числа имеют идентичную форму и размер, что, вероятно, связано с линейным возрастанием этих параметров в Периодической системе химических элементов. Также наблюдается аналогичная форма зависимостей радиусов атомов от коэффициентов ех и х, что связано с тем, что данные коэффициенты взаимосвязаны. Полученные результаты АСК-анализа подтверждают теоретические предположения и формульные зависимости основных характеристик атома

Ключевые слова: ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ, РАДИУС АТОМА, АСК-АНАЛИЗ, СИСТЕМНО-КОГНИТИВНЫЙ АНАЛИЗ

Одним из основных понятий в химии является «атом». Под «атомом» понимают наименьшую часть химического элемента, являющуюся носителем его свойств [1, 2]. Каждый атом обусловлен массой и радиусом [3]. Под атомным радиусом понимают расстояние между ядром атома и дальней из стабильных электронных орбит в оболочке данного атома [4].

Изучая природные явления во всем их многообразии, человечество отработало испытанные в каждой области науки модели восприятия мира и методы получения информации [5].

Интерес к математическим методам расчета основных физико-химических параметров элементов проявился с момента возникновения самой периодической системы. В современном мире применение ЭВМ стало неотъемлемой частью почти любого научно-технического процесса, и это позволило открыть новые горизонты данного рода исследований [6].

Принципы и понятия математического моделирования в последнее время получили существенное развитие. Оно связано с интенсивным применением информационных технологий и вычислительной техники [7]. При моделировании химических процессов наряду с моделями отдельных аппаратов используют модель всей системы. Необходимость этого обусловлена тем, что процессы, протекающие в отдельных аппаратах, влияют друг на друга [8].

Цель данной работы - автоматизированный системно-когнитивный анализ [14-21] влияния основных характеристик атома на их размеры.

В качестве исходных данных были использованы данные об основных характеристиках атома, таких как радиус, объем атома, электроотрицательность, энергия ионизации, энергия сродства к электрону, заряд атома [15], а также рассчитанные нами ранее характеристики: коэффициент ех, коэффициент х [16], потенциал ядра атома [17] и ДRav [18, 19].

В качестве метода решения задачи изучения основных характеристик атома предлагается применить новую инновационную интеллектуальную технологию: автоматизированный системно-когнитивный анализ (АСК-анализ) и его программный инструментарий - систему «Эйдос» [14-21]. АСК-анализ имеет ряд особенностей, которые обусловили его выбор:

1. Имеет теоретическое обоснование, основой которого является семантическая мера целесообразности информации А. Харкевича.

2. Обеспечивает корректную сопоставимую количественную обработку разнородных по своей природе взаимосвязанных факторов, измеряемых в различных единицах измерения, высокую точность и независимость результатов расчетов от единиц измерения исходных данных.

3. Обеспечивает построение многомерных моделей объекта моделирования непосредственно на основе неполных (фрагментированных) и зашумленных (искаженных) эмпирических данных о нем.

4. Имеет развитую и доступную программную реализацию в виде универсальной когнитивной аналитической системы «Эйдос» (открытое программное обеспечение: http://lc.kubagro.ru/aidos/_Aidos-X.htm) [20].

Поскольку исходные данные приведены в различных единицах измерения, то они могут быть совместно сопоставимо обработаны в одной модели путем метризации шкал и представления всех данных в одних единицах измерения: единицах количества информации [21].

Исходные данные, использованные в АСК-анализе основных характеристик атома, приведены в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные для создания модели влияния
основных характеристик атома на его размеры

Номер_ Элемент

Атомный радиус, (1*10^-12 м)

Внутриатомный объем, (1*10^-30 м^3)

Площадь поверхности атома, (1*10^-20 м^2)

Зарядовое число

Атомная масса, (а.е.м.)

Энергия ионизации, (эВ)

Энергия сродства к электрону, (эВ)

Электроотрицательность

Kоэффициент e^x, (с^2/кг*м)

Коэффициент x, (с^2/кг*м)

Дельта R av, (1*10^-12 м)

Потенциал ядра атома, (кг*(м^2)/(c^2))

001_H

53,00

0,62

3,53

1,00

1,01

13,60

-0,75

2,10

28,37

3,35

0,00

15,04

002_He

31,00

0,12

1,21

2,00

4,00

24,59

-0,22

0,00

96,32

4,57

0,00

29,86

003_Li

145,00

12,76

26,41

3,00

6,94

5,39

-0,59

0,97

23,81

3,17

4,49

34,52

004_Be

112,00

5,88

15,76

4,00

9,01

9,32

-0,38

1,47

30,01

3,40

3,30

33,61

005_B

98,00

3,94

12,06

5,00

10,81

8,30

-0,30

2,01

32,92

3,49

1,64

32,26

006_C

77,00

1,91

7,45

6,00

12,01

11,26

-1,27

2,50

38,79

3,66

1,85

29,87

007_N

92,00

3,26

10,63

7,00

14,01

14,53

-0,21

3,07

32,45

3,48

1,47

29,85

008_O

60,00

0,90

4,52

8,00

16,00

13,62

-1,47

3,50

49,73

3,91

1,67

29,84

009_F

73,00

1,63

6,69

9,00

19,00

17,42

-3,49

4,10

43,14

3,76

1,07

31,49

010_Ne

38,00

0,23

1,81

10,00

20,18

21,56

-0,22

0,00

79,23

4,37

1,03

30,11

011_Na

190,00

28,72

45,34

11,00

22,99

5,14

-0,34

1,01

16,41

2,80

1,75

31,18

012_Mg

160,00

17,15

32,15

12,00

24,31

7,65

-0,22

1,23

18,89

2,94

1,58

30,22

013_Al

143,00

12,24

25,68

13,00

26,98

5,99

-0,46

1,47

21,65

3,08

0,79

30,97

014_Si

132,00

9,63

21,88

14,00

28,09

8,15

-1,38

1,74

22,67

3,12

0,95

29,93

015_P

128,00

8,78

20,58

15,00

30,97

10,49

-0,80

2,10

24,07

3,18

0,81

30,81

016_S

127,00

8,58

20,26

16,00

32,07

10,36

-2,08

2,60

23,54

3,16

1,09

29,90

017_Cl

99,00

4,06

12,31

17,00

35,45

12,97

-3,61

2,83

31,43

3,45

0,68

31,11

018_Ar

71,00

1,50

6,33

18,00

39,95

15,76

-0,37

0,00

46,64

3,84

0,77

33,11

019_K

235,00

54,33

69,36

19,00

39,10

4,34

-0,47

0,91

13,06

2,57

1,11

30,70

020_Ca

197,00

32,01

48,74

20,00

40,08

6,11

-1,93

1,04

15,18

2,72

1,15

29,90

021_Sc

162,00

17,80

32,96

21,00

44,96

6,56

-0,73

1,20

19,72

2,98

0,86

31,94

022_Ti

147,00

13,30

27,14

22,00

47,87

6,82

-0,39

1,32

22,08

3,09

0,30

32,46

023_V

134,00

10,07

22,55

23,00

50,94

6,74

-0,64

1,45

24,66

3,21

0,23

33,04

024_Cr

130,00

9,20

21,23

24,00

52,00

6,77

-0,98

1,56

24,86

3,21

0,16

32,32

025_Mn

127,00

8,58

20,26

25,00

54,94

7,44

-0,97

1,60

25,82

3,25

0,15

32,79

026_Fe

126,00

8,37

19,94

26,00

55,85

7,89

-0,58

1,64

25,43

3,24

0,13

32,05

027_Co

125,00

8,18

19,63

27,00

58,93

7,87

-0,94

1,70

26,05

3,26

0,15

32,56

028_Ni

124,00

7,98

19,31

28,00

58,69

7,63

-1,28

1,75

25,22

3,23

0,20

31,27

029_Cu

128,00

8,78

20,58

29,00

63,55

7,73

-1,23

1,75

25,54

3,24

0,25

32,69

030_Zn

138,00

11,00

23,92

30,00

65,41

9,39

-0,09

1,66

23,57

3,16

0,24

32,53

031_Ga

141,00

11,74

24,97

31,00

69,72

6,00

-0,39

1,82

23,80

3,17

0,42

33,56

032_Ge

122,50

7,70

18,85

32,00

72,64

7,90

-1,74

2,02

27,65

3,32

0,48

33,87

033_As

139,00

11,24

24,27

33,00

74,92

9,82

-1,07

2,20

24,37

3,19

0,48

33,87

034_Se

140,00

11,49

24,62

34,00

78,96

9,75

-2,02

2,48

24,75

3,21

0,64

34,65

035_Br

94,00

3,48

11,10

35,00

79,90

11,84

-3,37

2,74

36,23

3,59

0,37

34,06

036_Kr

88,00

2,85

9,73

36,00

83,80

14,00

-0,42

0,00

39,46

3,68

0,51

34,73

037_Rb

248,00

63,86

77,25

37,00

85,47

4,18

-0,42

0,89

13,90

2,63

0,62

34,46

038_Sr

215,00

41,61

58,06

38,00

87,62

5,69

-1,51

0,99

16,00

2,77

0,62

34,40

039_Y

178,00

23,61

39,80

39,00

88,91

6,22

-0,40

1,11

19,11

2,95

0,52

34,01

040_Zr

160,00

17,15

32,15

40,00

91,22

6,84

-0,45

1,22

21,27

3,06

0,17

34,03

041_Nb

146,00

13,03

26,77

41,00

92,91

6,84

-0,45

1,22

23,16

3,14

0,13

33,81

042_Mo

139,00

11,24

24,27

42,00

95,94

6,88

-1,13

1,23

24,52

3,20

0,09

34,08

043_Tc

136,00

10,53

23,23

43,00

98,91

7,10

-1,18

1,30

25,23

3,23

0,08

34,32

044_Ru

134,00

10,07

22,55

44,00

101,07

7,28

-0,73

1,36

25,57

3,24

0,07

34,27

045_Rh

134,00

10,07

22,55

45,00

102,91

7,37

-1,14

1,42

25,46

3,24

0,09

34,12

046_Pd

137,00

10,77

23,57

46,00

106,42

7,46

-1,24

1,45

25,19

3,23

0,12

34,52

047_Ag

144,00

12,50

26,04

47,00

107,87

8,34

-1,02

1,35

23,78

3,17

0,13

34,24

048_Cd

154,00

15,29

29,79

48,00

112,41

7,58

-1,30

1,42

22,69

3,12

0,15

34,94

049_In

166,00

19,15

34,61

49,00

114,82

8,99

-0,27

1,46

21,06

3,05

0,25

34,96

050_Sn

162,00

17,80

32,96

50,00

118,71

5,79

-0,72

1,49

21,87

3,08

0,34

35,42

051_Sb

159,00

16,83

31,75

51,00

121,76

7,34

-1,25

1,72

22,40

3,11

0,27

35,62

052_Te

160,00

17,15

32,15

52,00

127,60

8,64

-1,05

1,82

22,88

3,13

0,47

36,61

053_I

136,00

10,53

23,23

53,00

126,90

9,01

-1,96

2,01

26,27

3,27

0,26

35,72

054_Xe

108,00

5,27

14,65

54,00

131,29

10,45

-3,08

2,21

33,59

3,51

0,41

36,27

055_Cs

267,00

79,69

89,54

55,00

132,91

12,13

-0,45

0,00

13,50

2,60

0,43

36,05

056_Ba

222,00

45,81

61,90

56,00

137,33

3,89

-0,39

0,86

16,48

2,80

0,45

36,59

057_La

187,00

27,38

43,92

57,00

138,91

5,21

-0,48

0,97

19,44

2,97

1,10

36,36

058_Ce

181,00

24,83

41,15

58,00

140,12

5,58

-0,55

1,08

19,91

2,99

1,00

36,04

059_Pr

182,00

25,24

41,60

59,00

140,91

5,47

-0,52

1,08

19,58

2,97

0,95

35,63

060_Nd

182,00

25,24

41,60

60,00

144,24

5,42

0,52

1,07

19,71

2,98

0,81

35,87

061_Pm

183,00

25,66

42,06

61,00

146,92

5,49

-0,52

1,07

19,64

2,98

0,76

35,93

062_Sm

181,00

24,83

41,15

62,00

150,36

5,55

-0,52

1,07

19,99

3,00

0,92

36,18

063_Eu

199,00

32,99

49,74

63,00

151,96

5,63

-0,52

1,07

18,08

2,90

0,96

35,99

064_Gd

179,00

24,01

40,24

64,00

157,25

5,66

-0,52

1,01

20,48

3,02

1,50

36,66

065_Tb

180,00

24,42

40,69

65,00

158,93

6,16

-0,52

1,11

20,27

3,01

1,48

36,48

066_Dy

180,00

24,42

40,69

66,00

162,50

5,85

-0,52

1,10

20,41

3,02

1,45

36,73

067_Ho

179,00

24,01

40,24

67,00

164,93

5,93

-0,52

1,10

20,52

3,02

1,40

36,73

068_Er

178,00

23,61

39,80

68,00

167,26

6,02

-0,52

1,10

20,62

3,03

1,41

36,70

069_Tm

177,00

23,22

39,35

69,00

168,93

6,10

-0,52

1,11

20,64

3,03

1,35

36,53

070_Yb

194,00

30,57

47,27

70,00

173,04

6,18

0,00

1,11

19,01

2,94

1,33

36,88

071_Lu

175,00

22,44

38,47

71,00

174,97

6,25

-0,52

1,06

21,01

3,04

1,31

36,77

072_Hf

167,00

19,50

35,03

72,00

178,49

5,43

-0,52

1,14

22,15

3,10

0,27

36,99

073_Ta

149,00

13,85

27,88

73,00

180,95

7,50

-0,63

1,23

24,82

3,21

0,09

36,98

074_W

141,00

11,74

24,97

74,00

183,84

7,89

-0,62

1,33

26,29

3,27

0,07

37,06

075_Re

137,00

10,77

23,57

75,00

186,21

7,98

-0,50

1,40

27,04

3,30

0,05

37,04

076_Os

135,00

10,30

22,89

76,00

190,23

7,88

-0,15

1,46

27,66

3,32

0,05

37,34

077_Ir

136,00

10,53

23,23

77,00

192,22

8,50

-1,44

1,52

27,38

3,31

0,04

37,24

078_Pt

139,00

11,24

24,27

78,00

195,08

9,10

-1,97

1,55

26,84

3,29

0,05

37,31

079_Au

144,00

12,50

26,04

79,00

196,97

8,90

-2,13

1,44

25,83

3,25

0,07

37,20

080_Hg

157,00

16,20

30,96

80,00

200,59

9,23

-2,31

1,42

23,83

3,17

0,08

37,41

081_Tl

171,00

20,93

36,73

81,00

204,38

10,44

-0,19

1,44

22,01

3,09

0,09

37,65

082_Pb

175,00

22,44

38,47

82,00

207,20

6,11

-0,50

1,44

21,54

3,07

0,15

37,70

083_Bi

170,00

20,57

36,30

83,00

208,98

7,42

-1,14

1,55

22,10

3,10

0,22

37,56

084_Po

176,00

22,82

38,91

84,00

208,98

12,25

-0,95

1,67

21,09

3,05

0,18

37,12

085_At

145,00

12,76

26,41

85,00

209,99

8,43

1,87

1,76

25,42

3,24

0,34

36,86

086_Rn

214,00

41,03

57,52

86,00

222,02

9,20

-2,79

1,90

18,00

2,89

0,18

38,52

087_Fr

307,00

121,14

118,38

87,00

223,02

10,75

-0,42

0,00

12,46

2,52

0,31

38,24

088_Ra

263,00

76,16

86,88

88,00

226,03

3,98

0,00

0,86

14,57

2,68

0,29

38,32

090_Ac

188,00

27,82

44,39

89,00

227,03

5,28

0,00

0,97

20,24

3,01

1,10

38,06

091_Th

180,00

24,42

40,69

90,00

232,04

5,12

0,00

1,00

21,37

3,06

1,00

38,47

092_Pa

161,00

17,47

32,56

91,00

231,04

6,08

0,00

1,11

23,53

3,16

1,00

37,88

093_U

138,00

11,00

23,92

92,00

238,03

5,89

0,00

1,14

27,97

3,33

0,80

38,60

094_Np

130,00

9,20

21,23

93,00

237,05

6,19

0,00

1,22

29,25

3,38

0,80

38,03

095_Pu

162,00

17,80

32,96

94,00

244,06

6,20

0,00

1,22

23,91

3,17

0,90

38,74

096_Am

173,00

21,68

37,59

95,00

243,06

6,06

0,00

1,22

22,06

3,09

1,00

38,17

097_Cm

299,00

111,91

112,29

96,00

247,07

5,99

0,00

-1,20

12,84

2,55

1,50

38,40

098_Bk

297,00

109,68

110,79

97,00

247,07

6,09

0,00

-1,20

12,80

2,55

1,50

38,00

099_Cf

295,00

107,48

109,30

98,00

251,08

6,30

0,00

-1,20

12,96

2,56

1,50

38,22

100_Es

292,00

104,24

107,09

99,00

252,08

6,41

0,00

-1,20

13,01

2,57

1,40

37,99

101_Fm

290,00

102,11

105,63

100,00

257,10

6,52

0,00

-1,20

13,23

2,58

1,40

38,36

102_Md

287,00

98,97

103,46

101,00

258,10

6,64

0,00

-1,20

13,28

2,59

1,40

38,13

103_No

285,00

96,92

102,02

102,00

259,10

6,74

0,00

-1,20

13,30

2,59

1,30

37,90

104_Lr

282,00

93,89

99,88

103,00

266,00

6,84

0,00

-1,20

13,66

2,61

1,30

38,53

Из рисунка 1, видно, что достоверность моделей знаний высока для данной предметной области (>0,9) и в 3 раза выше случайного угадывания.

Рисунок 1. Экранная форма с оценкой достоверности моделей с разными частными и интегральными критериями на основе метрики, предложенной Е.В. Луценко, сходной с F-критерием, но не предполагающей нормальность распределения, а лишь интегрально учитывающей верные и ошибочные результаты идентификации и не идентификации

На основе этого можно говорить о наличии достоверной зависимости радиуса атома от различных его характеристик.

Частотные распределения модулей уровня сходства объектов с классами представлены на рис. 2 и также подтверждают, что созданная модель не дает ложных решений.

Рисунок 2. Частотные распределения модулей уровня сходства объектов с классами при TP, TN, FP и FN решениях при в RND-INF3 модели, при интегральном критерии «сумма знаний»

Рисунок 3. Частотные распределения модулей уровня сходства объектов с классами при (TP- FP), (TN -FN) решениях при в RND-INF3 модели, при интегральном критерии «сумма знаний»

Рисунок 4. Частотные распределения модулей уровня сходства объектов с классами при (TP- FP), (TN -FN) решениях при в RND-INF3 модели, при интегральном критерии «сумма знаний»

В соответствии с технологией АСК-анализа необходимо определиться, какая из созданных моделей будет использоваться в дальнейшем для решения задач прогнозирования, принятия решений и исследования моделируемой предметной области [25, 26]. Как правило, для этого выбирается наиболее достоверная из созданных моделей. В нашем случае, можно выбрать любую из моделей - Inf4, Inf5, Inf6 или Inf7.

Принятие решения - это задача, обратная задаче прогнозирования. Если при прогнозировании мы по значениям действующих факторов определяем будущее состояние объекта управления, то при принятии решений мы наоборот, по будущему состоянию (желательному или нежелательному) определяем какие значения факторов его обуславливают [25].

Результаты кластерно-конструктивного анализа признаков представлены на рисунках 5, 6.

Рисунок 5. Экранная форма, отображающая систему детерминации класса «Элемент 1-103».

атом метрик интегральный радиус

Рисунок 6. Экранная форма, отображающая систему детерминации класса «Внутриатомный объем».

Толщина линий соответствует силе влияния факторов, а цвет линии - знаку влияния. Таким образом, на атомный объем и площадь поверхности атома в первую очередь оказывает влияние радиус атома, что, вероятно связано с их формульной зависимостью, потенциал ядра атома в данной модели тесно связан с атомной массой, что связано с формулой расчетов (ц=(mc2/Z), а также имеется зависимость данной характеристики с энергией ионизации, зарядовым числом, площадью поверхности атома и объемом атома.

О силе влияния того или иного фактора также можно судить по графику визуализации когнитивных функций. В когнитивной функции количество информации в аргументе о значении функции отображено цветом. Аппроксимация сделана на основе предложенной автором модификации взвешенного метода наименьших квадратов путем применения в качестве весов наблюдений количества информации в аргументе о значении функции [24]. Ширина полосы аппроксимации обратно пропорциональна количеству информации, т.е. чем уже полоса, тем более определенно фактор влияет на то или иное состояние.

Таким образом, в нашем случае можно считать, что фактор «атомный радиус» имеет высокую степень влияния на объем атома (рис. 7) и площадь поверхности атома (рис.8).

Рисунок 7. Когнитивная функция в INF 4. «Атомный радиус/ внутриатомный объем»

Рисунок 8. Когнитивная функция в INF 4. «Атомный радиус/ площадь поверхности атома»

На рисунке 9 приведены функции влияния атомного радиуса на различные характеристики атома (в когнитивной функции INF 4).

Рисунок 9. Когнитивные функции в модели INF 4 «Влияние различных параметров атома на значения атомного радиуса».

Следует отметить, что радиус атома обратно пропорционален электроотрицательности (с учетом коэффициента пересчета), как показано на рисунке 9, зависимость в данной модели имеет практически линейный характер. Также близки к линейности зависимости атомного радиуса от коэффициентов ex и х.

Рисунок 10. Семантическая 2D сеть признаков в модели INF 4,
при детерминации класса «Внутриатомный объем»

Как показано на рисунке 10, значительное влияние в модели INF 4 на внутриатомный объем оказывают площадь поверхности атома, потенциал ядра атома, энергия ионизации и коэффициенты ex и х. Коэффициент х оказывает влияние на коэффициент ex и в меньшей степени на атомную массу, зарядовое число, ДRav.

Система «Эйдос» позволяет получить не только коэффициенты корреляции между рассматриваемыми классами, но наглядно отразить уровень взаимосвязи в виде семантической сети (рис. 11). Аналогичный анализ, при необходимости, возможно провести и с используемыми в модели факторами.

Рисунок 11. Семантическая 2D сеть признаков в модели INF 3, при детерминации класса «Атомный радиус»

Наглядно степень влияния различных атомных характеристик на состояние изучаемых параметров можно оценить, построив Парето-подмножество нелокальной нейронной сети (рис. 12). В случае разработки модели влияния той или иной характеристики атома, именно этот режим системы «Эйдос» дает исследователю наиболее целостную и наглядную картину.

Рисунок 12. Парето-подмножество нелокальной нейронной сети в модели INF 3.

Система «Эйдос» обеспечивает автоматизацию SWOT-анализа, который является широко известным и общепризнанным методом стратегического планирования [25, 26]. Этот подход дает возможность оценить, какие факторы способствуют, а какие препятствуют проявлению тех или иных состояний. Остановимся на характеристиках, оказывающих наибольшее и наименьшее влияние на радиус атома (рис. 13):

Рисунок 13. SWOT-диаграммы влияния характеристик атома на атомный радиус

На рисунке 14 приведены функции влияния атомного радиуса на различные характеристики атома (в когнитивной функции INF 3).

Рисунок 14. Когнитивные функции в модели INF 3 «Влияние значения атомного радиуса на различные параметры атома».

Из рисунка 14 следует, что радиус атома обратно пропорционален электроотрицательности (с учетом коэффициента пересчета), зависимость в данной модели имеет характер близкий к линейному. В зависимости для INF 3 атомного радиуса от сродства к электрону наблюдается «плато». Зависимость атомного радиуса от массы и атома и зарядового числа имеют идентичную форму и размер, что, вероятно, связано с линейным возрастанием этих параметров в Периодической системе химических элементов. Также наблюдается аналогичная форма зависимостей радиусов атомов от коэффициентов ех и х, что связано с тем, что данные коэффициенты взаимосвязаны.

Таким образом, полученные результаты АСК-анализа подтверждают теоретические предположения и формульные зависимости основных характеристик атома, таких как радиус, объем атома, электроотрицательность, энергия ионизации, энергия сродства к электрону, заряд атома, коэффициент ех, коэффициент х, потенциал ядра атома и ДRav

Материалы данной статьи могут быть использованы в качестве лабораторной работы при преподавании дисциплин «Интеллектуальные системы и технологии», «Общая химия элементов» и других дисциплин, связанных с интеллектуальными системами и общей химии элементов. Следует отметить, что этому способствует и то, что система «Эйдос» находится в полном открытом бесплатном доступе: http://lc.kubagro.ru/aidos/_Aidos-X.htm, причем с исходными текстами, и существует форум, на котором можно получить консультации ее автора и разработчика, т.е. автора данной статьи: http://proflutsenko.vdforum.ru/.

Результаты, представленные в данной работе, требуют дополнительных исследований, которые дадут более полную картину об информационной составляющей атома и его основных характеристик.

Литература

1. Прохоров А.М. Большой энциклопедический словарь. Физика // М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. 944 с.

2. Ельяшевич М.А. Атом // М.: Советская Энциклопедия, 1970. Т. 2. С. 389--394.

3. Wieser M.E. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) // Pure and Applied Chemistry, 2013. V. 85 (5). P. 1047--1078.

4. Рабинович В.А. Краткий химический справочник // Л.: Химия, 1978. 392 с.

5. Шилов Н.Н. Гидродинамическая модель планет Солнечной системы. - Красноярск, Самиздат. - 2005. - 25 с. - Рег. №16339.

6. 6. Кузьмин М.А., Гаркушин И.К., Лаврентьева О.В. Математическое описание зависимости коэффициента сжимаемости, атомного и ковалентного радиусов металлов VB-группы периодической системы от заряда их ядра / Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2002. - №16. - с. 200-202.

7. Холоднов В.А., Хартманн К.,Чепикова В.Н., Андреева В.П.. Системный анализ и принятие решений. Компьютерные технологии моделирования химико-технологических систем с материальными и тепловыми рециклами. [Текст]: учебное пособие./ В.А. Холоднов, К. Хартманн. СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2006.-160 с.

8. Холоднов В.А. Структурный анализ разомкнутых химико-технологических систем.:Методические указания /В.А. Холоднов, В.Н. Чепикова, В.П. Андреева, Г.Н. Вениаминова. СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2009. - 21 с.

9. Ахметов Н. С. Актуальные вопросы курса неорганической химии // М.:Просвещение, 1991. 224 с.

10. Казаченко А.С. Альтернативная модель расчетов значений атомных радиусов / Казаченко А.С., Шилов П.Н. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2017. - №08(132). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2017/08/pdf/51.pdf

11. Казаченко А.С. Взаимосвязь модели расчетов атомных радиусов и различных системных характеристик / Казаченко А.С., Казаченко А.С., Шилов Н.Н. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2017. - №09(133). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2017/09/pdf/31.pdf

12. Казаченко А.С. Применение массово-радиальной модели расчета атомных радиусов для изотопов химических элементов / Казаченко А.С., Шилов П.Н. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2017. - №07(131). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2017/07/pdf/72.pdf

13. Казаченко А.С. Разработка новой модели расчетов значений атомных радиусов / Казаченко А.С., Шилов П.Н. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2017. - №07(131). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2017/07/pdf/47.pdf

14. Луценко Е.В. Количественная оценка уровня системности на основе меры информации К. Шеннона (конструирование коэффициента эмерджентности Шеннона) / Е.В. Луценко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - №05(079). С. 249 - 304. - IDA [article ID]: 0791205018. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/05/pdf/18.pdf, 3,5 у.п.л.

15. Луценко Е.В. Автоматизированный системно-когнитивный анализ в управлении активными объектами (системная теория информации и ее применение в исследовании экономических, социально-психологических, технологических и организационно-технических систем): Монография (научное издание). - Краснодар: КубГАУ. 2002. - 605 с. http://elibrary.ru/item.asp?id=18632909

16. Луценко Е.В. Открытая масштабируемая интерактивная интеллектуальная on-line среда для обучения и научных исследований на базе АСК-анализа и системы «Эйдос» / Е.В. Луценко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2017. - №06(130). С. 1 - 55. - IDA [article ID]: 1301706001. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2017/06/pdf/01.pdf, 3,438 у.п.л.

17. Луценко Е.В., Универсальная автоматизированная система распознавания образов "ЭЙДОС". Свидетельство РосАПО №940217. Заяв. № 940103. Опубл. 11.05.94. - Режим доступа: http://lc.kubagro.ru/aidos/1994000217.jpg, 3,125 у.п.л.

18. Луценко Е.В., Универсальная когнитивная аналитическая система "ЭЙДОС". Пат. № 2003610986 РФ. Заяв. № 2003610510 РФ. Опубл. от 22.04.2003. - Режим доступа: http://lc.kubagro.ru/aidos/2003610986.jpg, 3,125 у.п.л.

19. Луценко Е.В., Универсальная когнитивная аналитическая система "ЭЙДОС-X++". Пат. № 2012619610 РФ. Заявка № 2012617579 РФ от 10.09.2012. Зарегистр. 24.10.2012. - Режим доступа: http://lc.kubagro.ru/aidos/2012619610.jpg, 3,125 у.п.л.

20. Луценко Е.В., Открытая масштабируемая интерактивная интеллектуальная on-line среда «Эйдос» («Эйдос-online»). Свид. РосПатента РФ на программу для ЭВМ, Заявка № 2017618053 от 07.08.2017, Гос.рег.№ 2017661153, зарегистр. 04.10.2017. - Режим доступа: http://lc.kubagro.ru/aidos/2017661153.jpg, 2 у.п.л.

21. Луценко Е.В. Метризация измерительных шкал различных типов и совместная сопоставимая количественная обработка разнородных факторов в системно-когнитивном анализе и системе «Эйдос» / Е.В. Луценко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2013. - №08(092). С. 859 - 883. - IDA [article ID]: 0921308058. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/08/pdf/58.pdf, 1,562 у.п.л.

1. Prohorov A.M. Bol'shoj jenciklopedicheskij slovar'. Fizika // M.: Bol'shaja Rossijskaja jenciklopedija, 1998. 944 s.

2. El'jashevich M.A. Atom // M.: Sovetskaja Jenciklopedija, 1970. T. 2. S. 389--394.

3. Wieser M.E. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) // Pure and Applied Chemistry, 2013. V. 85 (5). P. 1047--1078.

4. Rabinovich V.A. Kratkij himicheskij spravochnik // L.: Himija, 1978. 392 s.

5. Shilov N.N. Gidrodinamicheskaja model' planet Solnechnoj sistemy. - Krasnojarsk, Samizdat. - 2005. - 25 s. - Reg. №16339.

6. 6. Kuz'min M.A., Garkushin I.K., Lavrent'eva O.V. Matematicheskoe opisanie zavisimosti kojefficienta szhimaemosti, atomnogo i kovalentnogo radiusov metallov VB-gruppy periodicheskoj sistemy ot zarjada ih jadra / Vestn. Sam. gos. tehn. un-ta. Ser. Fiz.-mat. nauki, 2002. - №16. - s. 200-202.

7. Holodnov V.A., Hartmann K.,Chepikova V.N., Andreeva V.P.. Sistemnyj analiz i prinjatie reshenij. Komp'juternye tehnologii modelirovanija himiko-tehnologicheskih sistem s material'nymi i teplovymi reciklami. [Tekst]: uchebnoe posobie./ V.A. Holodnov, K. Hartmann. SPb.: SPbGTI (TU), 2006.-160 s.

8. Holodnov V.A. Strukturnyj analiz razomknutyh himiko-tehnologicheskih sistem.:Metodicheskie ukazanija /V.A. Holodnov, V.N. Chepikova, V.P. Andreeva, G.N. Veniaminova. SPb.: SPbGTI (TU), 2009. - 21 s.

9. Ahmetov N. S. Aktual'nye voprosy kursa neorganicheskoj himii // M.:Prosveshhenie, 1991. 224 s.

10. Kazachenko A.S. Al'ternativnaja model' raschetov znachenij atomnyh radiusov / Kazachenko A.S., Shilov P.N. // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2017. - №08(132). - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2017/08/pdf/51.pdf

11. Kazachenko A.S. Vzaimosvjaz' modeli raschetov atomnyh radiusov i razlichnyh sistemnyh harakteristik / Kazachenko A.S., Kazachenko A.S., Shilov N.N. // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2017. - №09(133). - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2017/09/pdf/31.pdf

12. Kazachenko A.S. Primenenie massovo-radial'noj modeli rascheta atomnyh radiusov dlja izotopov himicheskih jelementov / Kazachenko A.S., Shilov P.N. // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2017. - №07(131). - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2017/07/pdf/72.pdf

13. Kazachenko A.S. Razrabotka novoj modeli raschetov znachenij atomnyh radiusov / Kazachenko A.S., Shilov P.N. // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2017. - №07(131). - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2017/07/pdf/47.pdf

14. Lucenko E.V. Kolichestvennaja ocenka urovnja sistemnosti na osnove mery informacii K. Shennona (konstruirovanie kojefficienta jemerdzhentnosti Shennona) / E.V. Lucenko // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2012. - №05(079). S. 249 - 304. - IDA [article ID]: 0791205018. - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2012/05/pdf/18.pdf, 3,5 u.p.l.

15. Lucenko E.V. Avtomatizirovannyj sistemno-kognitivnyj analiz v upravlenii aktivnymi ob#ektami (sistemnaja teorija informacii i ee primenenie v issledovanii jekonomicheskih, social'no-psihologicheskih, tehnologicheskih i organizacionno-tehnicheskih sistem): Monografija (nauchnoe izdanie). - Krasnodar: KubGAU. 2002. - 605 s. http://elibrary.ru/item.asp?id=18632909

16. Lucenko E.V. Otkrytaja masshtabiruemaja interaktivnaja intellektual'naja on-line sreda dlja obuchenija i nauchnyh issledovanij na baze ASK-analiza i sistemy «Jejdos» / E.V. Lucenko // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta (Nauchnyj zhurnal KubGAU) [Jelektronnyj resurs]. - Krasnodar: KubGAU, 2017. - №06(130). S. 1 - 55. - IDA [article ID]: 1301706001. - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2017/06/pdf/01.pdf, 3,438 u.p.l.

17. Lucenko E.V., Universal'naja avtomatizirovannaja sistema raspoznavanija obrazov "JeJDOS". Svidetel'stvo RosAPO №940217. Zajav. № 940103. Opubl. 11.05.94. - Rezhim dostupa: http://lc.kubagro.ru/aidos/1994000217.jpg, 3,125 u.p.l.

18. Lucenko E.V., Universal'naja kognitivnaja analiticheskaja sistema "JeJDOS". Pat....


Подобные документы

  • Электронное строение атомов элементов периодической системы. Устойчивость электронных конфигураций. Характеристика семейств элементов. Изучение принципа наименьшей энергии и правила Хунда. Порядок заполнения атомных орбиталей в основном состоянии атома.

    презентация [676,5 K], добавлен 22.04.2013

  • Протоны и нейтроны как составляющие атомного ядра. Атомный номер элемента. Изотопы, ядерная и квантово-механическая модели атома. Волновые свойства электрона. Одноэлектронные и многоэлектронные атомы, квантовые числа. Электронная конфигурация атома.

    реферат [1,3 M], добавлен 26.07.2009

  • Изучение атома и его состава и радиоактивности. Характеристика ядерной модели атома. Зависимость свойств элементов и свойств образуемых им веществ от заряда ядра. Анализ квантовой теории света, фотоэлектрического эффекта, электронной оболочки атома.

    реферат [31,3 K], добавлен 18.02.2010

  • Размеры 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 02.10.2014

  • Схематическое представление энергетических решений уравнения Шредингера для атома водорода. Строение многоэлектронных атомов, принцип Паули. Принцип наименьшей энергии, правило Хунда. Характеристика электронных уровней, их связь со свойствами элементов.

    презентация [344,1 K], добавлен 11.08.2013

  • Формулировка 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 16.01.2006

  • Электрон как элементарная частица, обладающая наименьшим существующим в природе отрицательным электрическим зарядом, анализ функций. Рассмотрение основных особенностей современной теории строения атома. Общая характеристика волнового уравнения Шредингера.

    презентация [608,5 K], добавлен 11.08.2013

  • Атом как мельчайшая частица элемента, характеристика его структуры. Сущность и главные этапы развития науки о строении атома. Квантовая теория света. Основные положения современной концепции строения атома. Волновое уравнение Шредингера. Квантовые числа.

    презентация [744,7 K], добавлен 22.04.2013

  • История открытия периодического закона Д.И. Менделеева, его авторская и современная формулировка. Важнейшие направления развития химии на основе данного закона. Структура системы химических элементов. Строение атома, основные положения его ядерной модели.

    презентация [3,1 M], добавлен 02.02.2014

  • Основные характеристики атомов, расчет их радиуса и энергетических показателей. Энергия ионизации или ионизационный потенциал. Сродство атома к электрону. Электроотрицательность и шкала Полинга. Принципы разделения элементов на металлы и неметаллы.

    презентация [981,5 K], добавлен 22.04.2013

  • Периодическая 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 08.05.2013

  • Химический 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 15.04.2012

  • Теория строения атома: микрочастица и волна. Явление дифракции электромагнитного излучения и волновая природа атома: подтверждение гипотезы де Бройля. Уравнение Шредингера и волновая функция. Физическая основа структуры периодической системы элементов.

    курс лекций [120,0 K], добавлен 09.03.2009

  • Теория многоэлектронного атома. Атом H и водородоподобный ион. Возмущение потенциала и расщепление уровней АО. Правило Маделунга-Клечковского. Порядок учёта кулоновских взаимодействий. Микросостояния и атомные термы в приближении Рассела-Саундерса.

    реферат [42,3 K], добавлен 29.01.2009

  • Характеристика строения атома, аллотропии, способа получения, окислительных и восстановительных свойств серы. Исследование истории открытия химических элементов теллура, полония, селена, физических свойств и работы с ними, основных областей применения.

    презентация [4,4 M], добавлен 27.11.2011

  • Обзор общих сведений о строении вещества. Изучение основных элементарных частиц. Строение атома. Минимальные энергии возбуждения и ионизации некоторых газов. Виды химических связей. Классификация электротехнических материалов по электрическим свойствам.

    презентация [1,5 M], добавлен 28.07.2013

  • Характеристика химических и физических свойств водорода. Различия в массе атомов у изотопов водорода. Конфигурация единственного электронного слоя нейтрального невозбужденного атома водорода. История открытия, нахождение в природе, методы получения.

    презентация [104,1 K], добавлен 14.01.2011

  • Классификация 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 26.09.2012

  • Эмпирический уровень познания и эмпирические методы познания, роль эксперимента в науке. Электронная система и химические свойства атома, металлические и неметаллические свойства атомов. Энергия ионизации и сродства к электрону, электроотрицательность.

    лабораторная работа [30,1 K], добавлен 29.11.2012

  • Положение водорода в периодической системе химических элементов и особенности строения его атома. Свойства газа, распространенность и нахождение в природе. Химические реакции получения водорода в промышленности и лабораторным путем и способы применения.

    презентация [2,2 M], добавлен 13.02.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.