ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Электромагнитные механизмы периодических изменений химических свойств атомов

 

Крушев Александр Анатольевич,

директор ЧУПТП «Восток плюс»,

Крушев Денис Александрович,

студент Белорусского государственного университета информатики и радио-электроники,

Крушев Дмитрий Александрович,

студент Белорусского национального технического университета.

 

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.

 

Введение

 

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.

 

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 ½. Магнитный момент равный ½ 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.

 

Поступила в редакцию 21.02.2011 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.