Главная теоретическая проблема химиков решена
Взаимодействие электронов с протонами ядер атомов как основная теоретическая проблема химии. Исследование фото графена и его компьютерная обработка. Принципы линейного взаимодействия с электронами атомов углерода. Новая теория микромира и ее значение.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.02.2019 |
| Размер файла | 2,8 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Главная теоретическая проблема химиков решена
Спектроскописты зарегистрировали уже миллионы спектральных линий. Это самый большой массив экспериментальной информации о микромире. Известно, что боровская формула позволяют рассчитывать точно только спектр атома водорода. Спектр первого электрона атома гелия, как и всех других атомов, эта формула уже не способна рассчитать. Для выхода из этого тупика давно разработаны приближённые методы расчёта спектров, основанные на уравнениях Максвелла и Шредингера, которые не позволяли рассчитывать энергии связи электронов с протонами ядер. В результате физика процесса взаимодействия электронов с протонами ядер - тайна за семью печатями, которые около ста лет успешно маскировали выдумку об орбитальном движении электронов в атомах.
Вот математическая модель нового закона формирования спектров атомов и ионов.
, (1)
где: - энергия поглощенного или излученного фотона; - энергия ионизации, равная энергии такого фотона, после поглощения которого электрон теряет связь с ядром и становится свободным; - энергия связи электрона с ядром атома, соответствующая первому энергетическому уровню, также равна энергии фотона. Для атома водорода .
Как видно, в законе (1) формирования спектров атомов и ионов нет энергии орбитального взаимодействия электрона с ядром атома, но есть энергия линейного взаимодействия электрона с протоном ядра. Вот она
, (2)
где =1,2,3,…. - номер энергетического уровня электрона в атоме, главное квантовое число.
Вот как новый закон рассчитывает спектр первого электрона атома гелия и линейные энергии связи его с протоном ядра (табл. 1).
Таблица 1. Спектр первого электрона атома гелия
|
Значения |
n |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
(эксп.) |
eV |
21,22 |
23,09 |
23,74 |
24,04 |
24,21 |
|
|
теор.) |
eV |
21,22 |
23,09 |
23,74 |
24,05 |
24,21 |
|
|
(теор.) |
eV |
3,37 |
1,50 |
0,84 |
0,54 |
0,37 |
Можно проверить. Подставив в формулу (1) энергию ионизации первого электрона атома гелия, равную eV и энергию связи этого электрона с протоном ядра, соответствующую его первому энергетическому уровню eV. Эта энергия рассчитывается из экспериментальных данных спектра первого электрона атома гелия по специальной методике. Её смысл заключается в том, что такую энергию связи имеет этот электрон с протоном ядра в момент пребывания на первом энергетическом уровне в условиях, когда оба электрона этого атома находятся в нём.
А вот спектры второго и третьего электронов атома лития.
Таблица 2. Спектр первого электрона атома лития
|
Значения |
n |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
(эксп.) |
eV |
- |
3,83 |
4,52 |
4,84 |
5,01 |
|
|
(теор.) |
eV |
1,18 |
3,83 |
4,51 |
4,83 |
5,00 |
|
|
(теор.) |
eV |
3,51 |
1,56 |
0,88 |
0,56 |
0,39 |
Таблица 3. Спектр второго электрона атома лития
|
Значения |
n |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
(эксп.) |
eV |
62,41 |
69,65 |
72,26 |
73,48 |
- |
|
|
(теор.) |
eV |
62,41 |
69,62 |
72,25 |
73,47 |
74,13 |
|
|
(теор.) |
eV |
13,54 |
6,02 |
3,38 |
2,17 |
1,50 |
Структуры атомов гелия и лития, следующие из новой теории физхимии микромира представлены на рис. 1 [1], [2].
|
Атом гелия |
Атом лития |
Атом бериллия |
Рис. 1. Структуры атомов
Изменение энергий связи электронов атома, например, бериллия с протонами его ядра представлены в табл. 4.
Таблица 4. Энергии связи электрона атома водорода и электронов (1, 2, 3, 4) атома бериллия с ядром в момент, когда все они находятся в атоме
|
n |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
13,6 |
3,40 |
1,51 |
0,85 |
0,54 |
0,38 |
0,28 |
0,21 |
0,17 |
||
|
1 |
16,17 |
4,04 |
1,80 |
1,01 |
0,65 |
0,45 |
0,33 |
0,25 |
0,20 |
|
|
2 |
16,17 |
4,04 |
1,80 |
1,01 |
0,65 |
0,45 |
0,33 |
0,25 |
0,20 |
|
|
3 |
16,17 |
4,04 |
1,80 |
1,01 |
0,65 |
0,45 |
0,33 |
0,25 |
0,20 |
|
|
4 |
16,17 |
4,04 |
1,80 |
1,01 |
0,65 |
0,45 |
0,33 |
0,25 |
0,20 |
|
|
n |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
|
0,14 |
0,11 |
0,09 |
0,08 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
0,05 |
0,04 |
||
|
1 |
0,16 |
0,12 |
0,10 |
0,08 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
0,05 |
0,04 |
|
|
2 |
0,16 |
0,12 |
0,10 |
0,08 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
0,05 |
0,04 |
|
|
3 |
0,16 |
0,12 |
0,10 |
0,08 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
0,05 |
0,04 |
|
|
4 |
0,16 |
0,12 |
0,10 |
0,08 |
0,07 |
0,06 |
0,05 |
0,05 |
0,04 |
Конечно, тут возникают вопросы: почему энергии связи всех четырёх электронов атома бериллия одинаковые на одноимённых энергетических уровнях? Почему, начиная с 13-го энергетического уровня энергии связи всех четырёх электронов атома бериллия становятся равными энергиям связи электрона атома водорода на одноимённых энергетических уровнях? Ответы на них в новой теории физхимии микромира [1] Вот и атом водорода (рис. 2) [1], [2].
|
а) |
b) |
Рис. 2: а) теоретическая модель атома водорода и его размеры в невозбуждённом состоянии b) модель атома водорода с воображаемой связью электрона с протоном [8]
Структуры молекул водорода, следующие из новой теории микромира, представлены на рис. 3.
|
а) |
a') |
|
|
b) |
b') |
|
|
c) |
c') |
Рис. 3. Схемы молекул водорода : а), b) - ортоводород; c) - параводород
Структуры атомов углерода, формирующие графит, которым мы пишем по бумаге и алмаз, которым мы режем стекло показаны на рис. 4.
|
Атом графита |
Атом алмаза |
Рис. 4. Структуры атомов углерода
Конечно, интересны структуры молекул и кластеров, следующие из новой физхимии микромра. На рис. 5. молекула углерода, а на рис. 6 - молекула бензола.
Рис. 5. Молекула углерода
Рис. 6. Молекула бензола
Рис. 7. Кластер из двух молекул углерода - графен.
Фотография графена, представленная на рис. 8, сделана европейскими исследователями. Она убедительно доказывает достоверность не орбитального, а линейного взаимодействия электронов с ядрами атомов.
Рис. 8. Фото графена и компьютерная обработка фото графена
Белые пятнышки на фото графена - атомы углерода, формирующие четкие шестигранные ячейки, которые не могут формировать электроны, летающие по орбитам вокруг ядер. Это возможно лишь при линейном взаимодействии электронов с протонами ядер. Конечно, хотелось бы иметь фото атома водорода, но попытка сфотографировать его, представленная на рис. 9, показывает, что современный микроскоп пока не видит атомы водорода. Там, вместо атомов водорода, лишь туманные выступы на внешнем контуре кластера бензола, но они убедительно доказывают, что имеют линейные структуры, то есть взаимодействуют с электронами атомов углерода не орбитально, а линейно [1].
Рис. 9. а), с) - фото кластера бензола;
b) и d) - компьютерная обработка фото кластеров бензола; e) - теоретическая молекула бензола ; j) - теоретическая структура кластера бензола
Преподаватели школ и Вузов, обучающие молодёжь химическим знаниям, имеют возможность демонстрировать своим ученикам «ожившие» атомы и молекулы:
http://www.micro-world.su/index.php/2012-01-27-15-57-34
Новая теория микромира раскрывает структуры обитателей микромира на 6….8 порядков глубже, чем самые современные микроскопы.
Литература
электрон ядро графен углерод
1. Канарёв Ф.М. Физхимия микромира. Учебник.
http://www.micro-world.su/index.php/2012-03-08-17-51-29/566-2012-03-09-07-11-46
2. Мыльников В.В. Видео микромир.
http://www.micro-world.su/index.php/2012-01-27-15-57-34
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Графен — двумерная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом. Кристаллическая решетка графена. Конденсатор, солнечные батареи и LEC-светодиоды на базе графена. Элемент резистивной памяти на основе оксида графена.
презентация [3,4 M], добавлен 23.04.2011Химия как наука о веществах, их строении, свойствах и превращениях. Основные понятия химии. Химическая связь как взаимодействие двух атомов, осуществляемое путем обмена электронами. Сущность химических реакций, реакции окисления и восстановления.
реферат [95,3 K], добавлен 05.03.2012Механические (расщепление) и химические методы получения графена. Открытие в химии углерода, графита, фуллерена, нанотрубки. Холодный способ производства графенов Петрика. Промышленное производство графена. Использование графена в качестве транзистора.
доклад [354,6 K], добавлен 13.03.2011Химическое строение - последовательность соединения атомов в молекуле, порядок их взаимосвязи и взаимного влияния. Связь атомов, входящих в состав органических соединений; зависимость свойств веществ от вида атомов, их количества и порядка чередования.
презентация [71,8 K], добавлен 12.12.2010Понятие о валентности как свойстве атомов присоединять определённое число атомов другого элемента. Определение валентности элементов по формулам. Сумма единиц валентности всех атомов одного элемента равна сумме единиц валентности атомов другого элемента.
лекция [10,4 K], добавлен 16.05.2004Теоретическая основа аналитической химии. Спектральные методы анализа. Взаимосвязь аналитической химии с науками и отраслями промышленности. Значение аналитической химии. Применение точных методов химического анализа. Комплексные соединения металлов.
реферат [14,9 K], добавлен 24.07.2008Возникновение неклассических представлений в физике. Эксперимент Дэвиссона и Джермера. Особенности квантово-механического описания микромира. Главные задачи квантовой химии. Электронное строение атомов и молекул. Атомные орбитали Зенера-Слейтера.
лекция [198,0 K], добавлен 15.10.2013Место углерода в таблице химических элементов: строение атомов, энергетические уровни, степень окисления. Химические свойства углерода. Алмаз, графит, фуллерен. Адсорбция как важное свойство углерода. Изобретение противогаза и угольных фильтров.
презентация [217,1 K], добавлен 17.03.2011Химический элемент - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядер и одинаковым числом электронов в атомной оболочке. Химическая связь. Закон постоянства состава вещества Пруста. Закон кратных отношений Дж. Дальтона. Валентность химических элементов.
контрольная работа [25,4 K], добавлен 28.03.2011Строение 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 08.08.2009Использование интерактивных компьютерных моделей микромира в химии. Рекомендации по структуре и содержанию основных элементов компьютерной обучающей программы. Структура и компоненты интерактивного задания. Реализация структурных элементов урока химии.
курсовая работа [165,4 K], добавлен 07.10.2009Влияние температуры и избытка пара в парогазовой смеси на равновесие реакции конверсии оксида углерода водяным паром. Кинетические расчёты и теоретическая оптимизация процесса конверсии. Конструкция и расчет конвертора оксида углерода радиального типа.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.10.2014Характеристика и групповое значение р-элементов. Степени их окисления. Состояние атомов халькогенов. Свойства галогенов. Подгруппа алюминия, азота и углерода. Основные минеральные формы бора. Распространенность в земной коре различных видов минералов.
презентация [420,7 K], добавлен 22.04.2016Теория флогистона и система Лавуазье. Периодический закон. История современной химии как закономерный процесс смены способов решения ее основной проблемы. Различные подходы к самоорганизации вещества. Общая теория химической эволюции и биогенеза Руденко.
курсовая работа [65,4 K], добавлен 28.02.2011Общие принципы классификации сложных и простых неорганических веществ. Размеры атомов и их взаимосвязь с положением в периодической системе элементов. Понятие электрической диссоциации и растворы электролитов. Водородная связь и мембранные сенсоры.
контрольная работа [138,6 K], добавлен 01.02.2011Грань между органическими и неорганическими веществами. Синтезы веществ, ранее вырабатывавшихся только живыми организмами. Изучение химии органических веществ. Идеи атомистики. Сущность теории химического строения. Учение об электронном строении атомов.
реферат [836,2 K], добавлен 27.09.2008Источники алканов в природе: природный газ, минеральное углеводородное сырье. Последовательность соединений алканов - гомологический ряд. Порядок соединения атомов и структурная изомерия алканов. Рост количества изомеров с ростом числа углеродных атомов.
презентация [500,4 K], добавлен 14.02.2011Распределение электронов по орбиталям, которые отвечают высшему энергетическому состоянию атомов хлора и кремния. Молекулярно-ионные и сокращенные ионные уравнения реакций между нитратом свинца и хроматом калия, гидроксидом алюминия и гидроксидом калия.
контрольная работа [158,2 K], добавлен 06.11.2011Эмпирический 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 29.11.2012Электронные орбитали атомов, молекул. Межэлектронное отталкивание. Заряд экранирования. Функции Слэтера-Ценера. Одноэлектронное приближение. Одноэлектронный гамильтониан. Модель экранирования (по Ферми). Правило Клечковского. Орбитальная энергия оболочки.
реферат [89,2 K], добавлен 01.02.2009
