Физика — XXI век
28.06.2011 г.

  На главную раздела "Научные работы"





ГЛАВА ВТОРАЯ

СТРОЕНИЕ СЛОЖНЫХ АТОМОВ

2.1. ГЕЛИЙ

          Из экспериментов известно, что протоны и нейтроны имеют магнитные поля. Протон имеет магнитное поле благодаря положительному заряду, который находится на поверхности протона и вращается вместе с ним.

          Нейтрон не имеет на поверхности зарядов, но имеет магнитное поле, следовательно, заряд, образующий его магнитное поле, находится внутри нейтрона, т. е. внутри тороидального эфирного вихря. Примем, что нейтрон имеет магнитный генератор (НМГ), создающий магнитное поле, равное магнитному полю ПЭМГ.
Изотопы гелия
          Гелий состоит из двух стабильных изотопов 3Не и 4Не, состоящих из молекулы водорода и одного или двух нейтронов (Рис. 6). Магнитное поле одного нейтронного МГ у 3Не дополнительно стягивает электроны и препятствует их выходу на орбитальные траектории так, что уже одного нейтрона достаточно для исключения образования любых связей гелия 3Не между атомами. У гелия 4Не два НМГ дополнительно стягивают электроны ПЭМГ, что усиливает молекулярную связь молекулы водорода. Кроме двух стабильных изотопов гелий имеет ещё шесть, в той или иной степени нестабильных. На рис. 7 показан вид «сверху» рассмотренного выше варианта 4Не, а также 5Не и 6Не.

          Нейтроны у 4Не расположены диаметрально, т. к. по отношению к ПЭМГ полюса у НМГ разноимённые (N у нейтрона и S у ПЭМГ), а по отношению друг к другу они одинаковы (оба N). На рис. 7 зелёные стрелки обозначают направление силы притягивания нейтрона к протонам. Чёрные стрелки показывают направление силы отталкивания нейтронов. Цифры — соответственно силу притяжения или отталкивания по отношению к величине магнитного поля нейтрона.


Схема расположения нейтронов в основном ряду гелия и распределение действующих на них сил

          На рис. 7 б) изотоп гелия 5Не имеет три нейтрона. В этом случае на каждый НМГ приходится 2/3 от ПЭМГ и у каждого нейтронного МГ остаётся 1/3 поля, которое и разводит нейтроны на одинаковые расстояния друг от друга. Т. к. 1/3 < 2/3, то сила, с которой нейтроны отталкивают друг друга, меньше, чем удерживающая, но удерживающая сила нейтрона у изотопа 5Не все же меньше, чем у 4Не, и время существования 5Не меньше.

          Изотоп 6Не имеет 4 нейтрона. В этом случае на каждый НМГ приходится 0,5 от поля НМГ на удержание нейтрона и 0,5 на отталкивание. Нейтроны расположены друг от друга на расстоянии, которое уменьшает силу отталкивания, и нейтроны остаются в атоме, но удерживающая их сила ещё меньше, чем у 5Не, и их положение становится неустойчивым. Однако симметрия в атоме 6Не существенно увеличивает время жизни этого изотопа (для сравнения: у 5Не период полураспада равен 2×10–21 с., а у 6Не этот показатель 807 миллисекунды). На рис. 7 г) показано, что при расположении пяти нейтронов в одном ряду сила отталкивания нейтронов больше, чем сила притяжения, что и исключает расположение в одном ряду больше 4 нейтронов. Следовательно, изотоп 7Не будет иметь вид, как на рис. 8. У изотопов 3Не и 4Не, 5Не и 6Не нейтроны расположены в одном ряду, а у остальных — в два ряда, и второй ряд смещён так, чтобы нейтроны второго ряда располагались между нейтронами первого ряда.

Изотопы гелия


          С увеличением числа нейтронов у 5Не и у более тяжёлых изотопов сила соединения нейтронов с молекулой уменьшается, а наличие асимметрии в строении приводит к тому, что изотопы 5Не и 7Не, 9Не и 10Не распадаются быстро. Симметричные изотопы 6Не и 8Не гелия живут дольше. Таким образом формируются изотопы инертного газа гелия.

          Электромагнитные волны воздействуют на электроны, вызывая их переход на другие траектории, но только в объёме, ограниченном нейтронами. Об этом свидетельствует тот факт, что спектр водорода находится в диапазоне длин волн от 190569 Å до 914,58 Å, а гелия — от 21132,04 Å до 229,43 Å, т. е. диапазон возбуждаемых волн уменьшается почти в 9 раз (Л. 5). Нейтроны во втором ряду своими магнитными полями взаимодействуют с молекулой водорода, и для приведённого на рис. 8 7Не ПЭМГ молекулы N-полюсом направлен вверх, следовательно, у изотопа 7Не нейтрон во втором ряду должен быть направлен N-полюсом вверх. Т. е. нейтроны первого и второго ряда направлены друг к другу одноимёнными полюсами. Это обстоятельство также уменьшает время существования изотопов. Изотоп 8Не также имеет симметрию, и время его существования значительно выше, кроме этого он имеет две аллотропных модификации 8Неа) и 8Неб), которые определяют строение некоторых элементов во втором периоде (Рис. 7). Изотоп 10Не тоже симметричен, но он перегружен нейтронами и поэтому распадается быстро. В принципе не исключено, что нейтроны во втором ряду могут находиться не только с одной стороны от основного ряда, а симметрично с двух сторон, т. е. у 10Не два нейтрона могут быть выше, а два — ниже основных четырёх.

2.2. НЕОН

          Следующим инертным газом в конце второго периода является неон, десятый элемент по таблице Д. И. Менделеева, который имеет 10 протонов с электронами и 10–12 нейтронов. Неон состоит уже из пяти молекул водорода, соединённых десятью, одиннадцатью или двенадцатью нейтронами (Рис. 9).
Изотопы неона
          При сравнении неона с гелием видно, что неон — это гелий, к которому «приросло» ещё четыре молекулы водорода, образующие квадрат с центральной молекулой.

          Иными словами, гелий как бы вырос в ширину, да и сам ге-лий — молекула водорода. Из приведённого выше следует, что атом стремится к такой форме, при которой магнитное поле, как и сам атом, будет симметричным относительно центра атома или/и относительно плоскости, проходящей через центр.

          На рис. 9 нейтроны № 2 соединяют центральную молекулу № 1 соответственно с двумя угловыми молекулами № 2 и образуют центр атома. Поля МГ нейтронов № 2 делятся на три. Таким образом, молекула № 1 на рис. 9 а) и б) будет иметь 2–4/3=2/3 неиспользованного магнитного поля. Молекулы № 2/1 на рис. 9 а) — соответственно 2–2/3–1=1/3 неиспользованного поля. Каждый нейтрон № 1, соединённый с молекулой № 2 на рис. 9 а), и все нейтроны № 1 на рис. 9 б) имеют 1/3 неиспользованного поля, а у молекулы № 2 все поле будет взаимодействовать с нейтронами. Изотоп 21Ne имеет только одну молекулу № 2, соединённую с тремя нейтронами. Неон имеет уже три стабильных изотопа.

          На рис. 9 хорошо видно, что неон — пять молекул водорода, соединённых вместе. Также видно, что нейтроны атома не образуют квадрат — нет четырёх угловых нейтронов, т. к. нет угловых молекул водорода. Недостающие молекулы водорода последовательно создаются в элементах третьего периода таблицы.

2.3. АРГОН

          В третьем периоде атомы продолжают «расти в ширину» и период заканчивается аргоном, 18-ый элемент состоит из 18-ти протонов с электронами и 18, 20 или 22 нейтронов, т. е. три стабильных изотопа. Дополнительные молекулы водорода № 3 у аргона, по сравнению с неоном, формируют новый квадрат из 3×3 молекул водорода (Рис. 10). Внешние нейтроны у аргона 40Ar также образуют квадрат.Изотопы аргона

          Во втором и третьем периодах каждый атом инертного газа по сравнению с предыдущим увеличился на 4 молекулы водорода, т. е. на 8 протонов с электронами. У аргона 40Ar два нейтрона находятся снизу (Рис. 10 б).

          Нейтроны № 3 расположены над нейтронами № 2 (Рис. 9), соединяющими молекулу № 1 с молекулами № 2 так же, как у неона. Угловые молекулы водорода № 3 образуются в процессе формирования атомов в III-м периоде таблицы и поля МГ нейтронов № 2 (находятся под нейтронами № 3) делятся уже на четыре молекулы водорода, а не на три, как у неона. Таким образом, молекула № 1 на рис. 10 а) и б) будет иметь 2–4/4=1 неиспользованного магнитного поля нейтронами № 2, которое используется молекулой № 1 у аргона для присоединения и удержания четырёх нейтронов № 3. Нейтроны № 3 присоединяются к молекуле № 1, и, следовательно, она и определяет полюс нейтрона. В результате — S полюса нейтронов, соединяющих молекулы водорода в атоме аргона, как и у гелия, направлены на S полюса дополнительного ряда нейтронов.

          Аргон 40Ar имеет кроме основных нейтронов, соединяющих молекулы водорода, ещё и шесть нейтронов из двух дополнительных рядов. В связи с этим проведём анализ взаимодействия двойного ПЭМГ молекулы водорода с нейтронами, т. е. с НМГ. На рис. 11 силовые линии магнитного поля, образованные отрицательным зарядом, обозначены синим цветом, а линии, образованные положительными зарядами, — красным. Силовые линии, образованные электронами, соединяют молекулу с нейтронами № 1, т. к. направление этих линий совпадает с направлением линий НМГ.
Схема взаимодействия ПЭМГ молекулы водорода с нейтронами в атоме
          Направление силовых линий, образованных положительным зарядом протона, совпадает с направлением линий НМГ нейтронов № 2 и № 3. В связи с этим данные линии соединяют молекулу водорода с нейтронами одновременно (сплошная красная линия рис. 11). НМГ нейтронов № 2 и № 3 своими силовыми линиями соединяется с ПЭМГ соседних молекул (красная пунктирная линия на рис. 11), а при их расположении между двумя молекулами они соединяются с двумя ПЭМГ, также как и один ПЭМГ с двумя нейтронами. Красные силовые линии изображены с разных сторон от молекулы для наглядности, фактически они действуют одновременно.

          НМГ всех нейтронов одинаковы, поэтому все нейтроны, расположенные друг над другом, соединяются с молекулой водорода одинаковым числом силовых линий. Нейтроны № 1 расположены ближе к ПЭМГ, чем нейтроны № 2 и № 3, вследствие этого сила взаимодействия нейтронов № 1 больше, чем № 2 и № 3.

          Симметричность поля в атомах после аргона определяется не только количеством нейтронов, но и их расположением по краям атома или в центре, например, четыре верхних нейтрона у аргона (Рис. 10). На рис. 10 хорошо видно, что отсутствие двух нейтронов у 40Ar превращает его в стабильный 36Ar. Изотоп 40Ar имеет не только четыре нейтрона в верхнем дополнительном ряду, но и два нейтрона снизу, расположены симметрично по диагонали относительно молекулы № 1, потому что только в этом случае общее магнитное поле аргона будет симметричным. Из анализа изотопов аргона получаем основное условие существования стабильных изотопов — симметрия магнитного поля относительно центра атома или/и относительно плоскости, проходящей через центр.

          Анализ магнитного поля молекулы № 1 у аргона был сделан исходя из предположения, что нейтрон имеет магнитный генератор (НМГ), создающий магнитное поле, равное магнитному полю ПЭМГ. Было получено, что молекула № 1 имеет половину неиспользованного магнитного поля, но чем больше молекула № 1 имеет неиспользованного поля, тем сильнее она удерживает нейтроны в дополнительном ряду. В действительности магнитный генератор нейтрона создаёт магнитное поле меньше, чем ПЭМГ, и свободного магнитного поля у молекулы № 1 будет больше, и связь молекулы водорода с нейтронами дополнительного ряда будет сильнее. Нейтроны у аргона образуют уже полный квадрат, т. е. нет необходимости атомам расти в ширину, и четыре нейтрона № 3 из дополнительного ряда создают условия для «роста атомов в высоту» в четвертом периоде таблицы Д. И. Менделеева.

2.4. КРИПТОН

Изотопы криптона           Четвёртый период, состоящий из 4 и 5 рядов, заканчивается газом криптоном, 36-ой элемент — 36 протонов с электронами и шесть стабильных изотопов. Криптон отличается от аргона на 9 молекул водорода или 18 протонов с электронами, т. е. фактически криптон — два атома аргона, соединённых дополнительным слоем нейтронов. Таким образом, атомы от аргона до криптона растут уже в «высоту». Три изотопа криптона, имеющих характерный вид, приведены на рис. 12. Наличие только двух дополнительных нейтронов сверху у 86Kr (у аргона их 4) свидетельствует о том, что неиспользуемое магнитное поле центральной молекулы водорода у второго атома аргона в криптоне в основном используется для соединения двух атомов аргона в один атом криптона. На рис. 12 приведена таблица всех стабильных изотопов криптона и стрелкой указан дополнительный слой нейтронов, соединяющий два атома аргона.

          Из анализа изображений изотопов криптона, таблицы на рис. 12 и изотопов аргона на рис. 10 можно сделать вывод, как образуются стабильные изотопы криптона.

          Рост атомного веса изотопов криптона сначала происходит ступенчато по два нейтрона, т. е. сначала заполняются основные ряды атома из атомов аргона 80Kr и 82Kr (два крайних ряда). Затем заполняется средний дополнительный слой, заполнение которого происходит постепенно по одному нейтрону, это изотопы 83Kr и 84Kr. Это связано с тем, что определяющим звеном изотопов криптона является атом аргона, как законченное образование из протонов с электронами и нейтронов. Нечётное число нейтронов в аргоне, образующих криптон, приведёт к нарушению симметрии поля криптона. В дополнительном ряду нейтроны такого влияния на поле атома криптона не оказывают, поэтому рост может происходить через один нейтрон. Таким образом, рост веса изотопов происходит за счёт заполнения нейтронных рядов от краёв к центру. Стабильность обеспечивается симметрией магнитного поля атома. Аналогичным способом образуются стабильные изотопы всех элементов.

2.5. КСЕНОН

Изотопы ксенона           Пятый период, состоящий из 6 и 7 ряда, заканчивается ксеноном — 54-ый элемент, который уже состоит из трёх атомов аргона, т. е. из 54 протонов с электронами, и имеет 9 стабильных изотопов. Атомы после криптона до ксенона продолжают расти в «высоту». Газ ксенон — это уже три атома аргона, соединённых двумя дополнительными рядами нейтронов. Изображение трёх изотопов ксенона, имеющих характерный вид, как и у криптона, приведено на рис. 13. Из приведённых выше изотопов инертных газов становится ясно, как изменяются атомы инертных газов от гелия до ксенона с ростом их номера и каким образом каждый последующий газ состоит из предыдущего.

          Порядок формирования изотопов ксенона такой же, как и у криптона, — от краёв к центру. Рост атомного веса сначала происходит ступенчато — по два нейтрона 126Xe и 128Xe, т. е. заполняются два крайних ряда. Затем заполняются два дополнительных ряда, заполнение которых происходит постепенно по одному нейтрону — это изотопы 129Xe, 130Xe, 131Xe и 132Xe. Затем заполняется средний аргоновый ряд — изотоп 134Xe. Последним изотопом является изотоп 136Xe, образованный дополнительной парой нейтронов так же, как и у криптона.

2.6. РАДОН

          В шестом периоде, состоящем из 8 и 9 рядов, находится 32 элемента. Для продолжения роста атомов «вверх» элементов в этом периоде больше чем нужно, следовательно, остаётся предположить очередное изменение направления формирования атомов, т. е. атомы вновь «растут в ширину» до получения нового квадрата. Изотопы радона должны иметь вид согласно рис. 14.Изотопы радона

          Таким образом, атом радона состоит не из трёх атомов аргона, а из трёх аргонных слоев — атом аргона, «выросший в ширину» до квадрата 4×4, т. е. из 16 молекул водорода. Следовательно, радон должен иметь 96 протонов, т. е. или число протонов не соответствует номеру элемента — 86, или в шестом периоде не хватает 10 элементов.

          Однако атомные веса всех изотопов, обнаруженных экспериментально, соответствуют  теоретическим  изотопам, приведённым  в  таблице на рис. 14.

          Жирным шрифтом выделены экспериментально обнаруженные изотопы, относящиеся к стабильным, и курсивом — к нестабильным. Самым тяжёлым изотопом у радона является 222Rn за счёт одного дополнительного нейтрона в отличие от ксенона. Это отличие обусловлено тем, что в центре атома ксенона находится молекула водорода, т. к. у радона число молекул в одном ряду чётное (16) и в центре находится уже нейтрон. Для дополнительного изотопа 222Rn достаточно одного нейтрона. Изотоп 222Rn — полностью сформированный атом, все его возможные элементы на месте, и поэтому это самый долго живущий изотоп радона.

          Совпадение веса изотопов, полученных теоретически, с экспериментальными изотопами свидетельствует о правильных предпосылках. В шестом периоде таблицы Д. И. Менделеева приводятся экспериментально обнаруженные элементы, но у каждого элемента число протонов должно соответствовать его номеру, т. е. нужно найти ещё 10 элементов для шестого периода. Неизвестные элементы из этого периода должны быть только нестабильными, как технеций или прометий.

          Из сказанного выше следует, что у радона, всех элементов после него и нескольких последних элементов из шестого периода номера элементов необходимо увеличить на 10.

2.7. УНУНОКТИЙ — 128 ЭЛЕМЕНТ

Изотопы унуноктия, 128 элемент           Сейчас уже известен 128 элемент, т. е. 32-ой после радона, и он является инертным газом. Таким образом, атомы после радона в седьмом периоде снова «растут вверх» и для заполнения дополнительного ряда у радона нужно 32 протона с электронами (Рис. 15). Имея данные по стабильным изотопам криптона и ксенона, можно определить число и атомные веса «стабильных» изотопов унуноктия. Из анализа криптона и ксенона следует, что общее минимальное число стабильных изотопов определяется числом всех рядов аргонных слоев плюс один и числом дополнительных слоев нейтронов.

          Для унуноктия основных изотопов будет 11 от 289Uuo и до 303Uuo, плюс один 304Uuo дополнительный за счёт одного нейтрона, как у радона. Основные изотопы соответствуют стабильным изотопам инертных газов до радона. Изображение трёх изотопов унуноктия и таблица со всеми изотопами приведены на рис. 15. Число молекул в одном ряду такое же, как у радона — 16. Полученный экспериментально изотоп 294Uuo соответствует одному из таблицы.





В начало
                              Продолжение
 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить