Главная теоретическая проблема химиков решена

ГЛАВНАЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА ХИМИКОВ РЕШЕНА
Канарёв Ф.М.
kanarevfm@mail.ru http://www.micro-world.su/
Анонс. В Интернете ведётся дискуссия о движении электронов в атомах. Участникам дискуссии, видимо, интересно знать, что главная теоретическая проблема химии - взаимодействие электронов с протонами ядер атомов, уже решена теоретически и экспериментально.
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 грфена
Белые пятнышки на фото грфена – 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
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Новая теория микромира раскрывает структуры обитателей микромира на 6….8 порядков глубже, чем самые современные микроскопы.

Литература

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