CC BY
24
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Виноградова Мария Григорьевна
Кандидат технических наук, Доктор науки и техники, Академик МАИСУ г. Санкт-Петербург, РФ qwefox@pochta.ru , aosputnick@gmail.com
О РАЗНОВИДНОСТЯХ ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНОЙ СВЯЗИ С ЭФИРОМ
КИСЛОРОДНОГО АТОМА
Аннотация
Атом кислорода в молекуле воды и атом кислорода в молекуле кислорода отличаются друг от друга своими физическими свойствами, кажется даже, что это разные атомы. В чём дело? Разобраться в этом помогает представление о дипольной структуре атома, осуществляющей взаимодействие атомно организованного вещества с небесным эфиром [1, 2].
Ключевые слова
атомный диполь, пульсационное взаимодействие с эфиром, частота пульсации, парамагнетизм,
энергия разрыва, безизлучательные переходы.
Существует Бог - Творец всего сущего. А так как Он есть источник всех истин, то Он не создал и нашего рассудка по природе таким, чтобы последний мог обманываться в суждениях о вещах, воспринятых им яснейшим и отчётливейшим образом.
Рене Декарт
Ранее мы знакомились с существом функционирования атома как упругой колебательной электромагнитной системы, в которой наружные диполи пульсируют вдоль оси диполя и осуществляют внутриатомное взаимодействие с эфиром через поглощение и излучение нейтрино [1, 2]. Мерой колебательных процессов в эфире оказывается введённая Максом Планком постоянная Ь как пульсационная постоянная, характеризующая атом как осциллятор. Энергетическая прочность внутриатомной связи тем выше, чем интенсивнее частота пульсации атомных диполей ю, определяемая предельным значением энергии упругости колебания - наименьшей энергией ионизации атома: ю = 'ион (эВ) / Ь (эВ. с) [2, 5]..
В какой мере представление о внутриатомной дипольной структуре распространяется на внутримолекулярную связь? Попробуем выяснить возможность оценки химических связей в веществе на основе представления атома как дипольной структуры и продемонстрировать на необъяснимых свойствах кислорода детали строения его молекулы.
Ранее с этих позиций были рассмотрены дипольные структуры атомов водорода, гелия, углерода, а также природа водородных связей как межмолекулярных связей [2, 6, 7]. При рассмотрении молекулы кислорода приходится сталкиваться с особенностями внутримолекулярных связей. С помощью метода электронных орбиталей квантово-механической модели атома трудно объяснимы такие свойства кислорода, которые обусловливают разное поведение атома и молекулы. Среди этих свойств кислорода его парамагнитность является необычной, отличающей его от всех прочих газообразных (при обычных условиях) элементов. Видимое проявление парамагнетизма -способность вещества втягиваться в магнитное поле - объясняется тем, что у молекул, ориентирующихся в направлении магнитного поля, есть собственный магнитный момент. Есть он и у молекул кислорода, но откуда он берётся? Ведь его нет в атоме. Внешняя электронная оболочка кислородного атома состоит из шести электронов. По терминологии квантово-механических
представлений четыре из них - «спаренные», отличающиеся друг от друга противоположными спинами - объединены в две пары. А два - «неспаренные», то есть с одинаковыми спинами и значит - «холостые» [4]. Но что такое спин? Считается, что это внутренний момент количества вращения частицы, связанный с собственным магнитным моментом электрона как электрически заряженной частицы. С позиции квантовой химии, физический носитель магнитных свойств - это неспаренный электрон, не имеющий такового соседнего с противоположным спином. Потому, как если бы таковой появился рядом на орбитали с противоположным спином, т.е. с противоположным направлением вращения, то эти двое должны образовывать систему, суммарно не имеющую собственного магнитного момента [4]. Это не совсем так с точки зрения представления о дипольной структуре атомов: физическим носителем её электрических, а значит и магнитных свойств является пульсирующий диполь с пульсацией электрона вдоль оси диполя, направленной к центру структуры. Процесс пульсации есть чередование растяжений и сжатий диполя под действием внедряющихся и выскакивающих нейтрино. Именно особенности дипольной структуры атома кислорода лежат в основе особых свойств молекулы О2, отличающих кислород от всех других газов. А именно: в основе атома О лежит структура асимметричного атома биогенного углерода, как было показано в последних наших работах, в том числе в статье [2]. В дипольной атомной структуре различаются диполи, направленные электронами наружу, и диполи с электронами, направленными внутрь атома. Последние несут функцию нейтронов. В структурах атома и молекулы функцию связи выполняют диполи с электронами наружу - их просто называем «диполи». В процессе ядерного синтеза от атома предыдущего элемента кислороду в числе наружных диполей достались два диполя слева от оси (1 и 2) и два диполя справа от оси (3 и 4), которые образуют 4 электрона, не участвующие в химической связи молекулы воды. Вновь приращённые 2 самых наружных диполя разнесены друг от друга на угол 104° и являются валентными (рис. 1). Таким образом в рамках представления о дипольной структуре атомов 4 наружных диполя, доставшиеся кислороду при звёздном синтезе от предыдущего атома (1, 2, 3, 4) не являются самыми наружными, то есть валентными. Пульсирующими диполями атома, то есть носителями импульсных токов являются валентные диполи, то есть как раз самые наружные.
Каждый из них создаёт магнитное поле в плоскости, перпендикулярной направлению пульсаций. А они осуществляются вдоль осей диполей (указано стрелками), то есть у атома О в двух не совпадающих направлениях, расположенных под углом, близким к 90° (104°). В такой конфигурации «двух проводников с током» атом не должен реагировать на внешнее магнитное поле
I I
и
Рисунок 1 - Дипольная структура атома О.
- он и не реагирует. Дело в том, что А.Ф. Иоффе когда-то установил, что в случае параллельного пучка электронов в вакууме его магнитное поле совпадает с магнитным полем прямого тока такой же величины в проводнике. В атоме кислорода пульсирующие валентные диполи не дают параллельных пучков электронов, благодаря величине валентного угла, близкой к 90°.
Теперь вопрос: в каком положении валентные диполи оказываются в молекуле О2? Удивительно, что молекула О2, с одной стороны, очень похожа на атом О тем, что так же имеет два валентных диполя: дипольная структура молекулы О2 представлена на рис. 2. «Замечательной особенностью молекулы О2 является наличие двух неспаренных электронов: это приводит к парамагнетизму кислорода» [3, с. 111]. Квантово-механические представления ставят вопрос так: могут ли остаться неспаренными, то есть обладающими одинаковыми спинами, неспаренные электроны при объединении двух атомов в молекулу. Но всё дело в том, что на парамагнитные свойства молекулы кислорода должен влиять не сам факт объединения или необъединения неспаренных электронов в пару, якобы влияющий на возникновение магнитного момента. Последний возникнет не из-за того, что одна пара неспаренных диполей просто останется неспаренной, а из-за того, что валентные диполи оказываются в положении почти параллельном друг другу. Это возможно, если по одному из валентных диполей каждого из двух атомов участвуют в образовании молекулы, а два других валентных пульсирующих диполя по одному от каждого атома останутся свободными пульсаторами. Тогда те, другие, и представят собой почти параллельный пучок электронов диполей I и II, имеющий соответственное магнитное поле (рис. 2).
Два диполя I и II пульсируют почти параллельно друг к другу в направлении от центра и к центру своего атома.
Сравнивая атом кислорода с молекулой по рисункам 1 и 2, обнаруживаем, что количество валентных диполей не изменилось, но изменилась их взаимная направленность: вместо почти перпендикулярной она стала почти параллельной.
В таком расположении валентные пульсирующие диполи в молекуле кислорода должны реагировать на внешнее магнитное поле, что и происходит в действительности: парамагнетизм молекулы элемента № 8 - известный экспериментальный факт.
Считается установленным, что только по одному из валентных электронов от каждого атома так и остаются «холостыми», то есть неспаренными, а по одному из двух других готовы образовать химическую связь. Тогда на образование своей двухатомной молекулы каждый атом кислорода затрачивает, действительно, лишь один «холостой» электрон, то есть использует лишь одну связь из двух возможных, являясь двухвалентным. Получается, что на основе квантово-механических представлений «в молекуле кислорода не может быть ни двойной, ни одинарной связи». Тогда какая же она, эта связь? « Единого мнения на этот счёт у учёных до сих пор нет, и многие детали строения молекулы кислорода ещё не полностью выяснены» [4, с. 119]. Попробуем выяснить, что же может дать в этом вопросе представление о дипольной структуре атомов вообще и молекулы кислорода в частности?
Прочность процесса связи характеризуется не только энергией, но и мощностью, а значит -
Рисунок 2 - Дипольная структура молекулы О2.
частотой взаимодействия диполей молекулы с эфиром. Молярная энергия, требуемая для разрыва химических связей моля кислорода - распада О2 на атомы, составляет 493 кДж/моль или 117,9 ккал/моль. Соответственно энергия разрыва одной молекулы на 2 атома составляет Wр = 5, 11 эВ. Необходимая частота пульсации, обеспечивающая связь молекулы О2 с эфиром, то есть её целостность вплоть до ионизации, определяется энергией ионизации и постоянной Планка:
ю о2 = Wион 02 /Ь = 12,077 эВ/4,1359.10-15 эВ.с = 2,92.10 15 с-1 . (1)
Она оказывается меньше соответствующей частоты пульсации диполей ю о = 3, 292. 1015 с-1, обеспечивающей целостность атома кислорода [2]. Молекула оказывается менее прочной дипольной конструкцией, чем атом, так как молекулярная связь ослабляет первозданную прочность, полученную дипольной структурой в звезде при синтезе.
Необходимая частота пульсации ю соед , обеспечивающая прочность соединения атомов О в молекулу, вплоть до его разрыва, определяется энергией разрыва одной молекулы и постоянной Планка:
ю соед = Wр / ь = 5,11 эВ/ 4,1359.10-15 эВ.с = 1,235. 1015 с-1 . (2)
Вторая величина (2)оказывается в 2, 36 раз меньше первой (1). Такая частота пульсации характеризует двойную связь. В ней должны участвовать со стороны каждого атома по два диполя, пульсирующих в разных фазах. Но откуда могла взяться двойная связь? Ведь парамагнетизм молекулы О 2 требует, чтобы только по одному из валентных диполей каждого из двух атомов участвовали в образовании молекулы, а два других валентных пульсирующих диполя по одному от каждого атома должны остаться свободными пульсаторами. Молекула О2, казалось бы, должна скрепляться одиночной связью по одному из 2-х остальных «холостых» диполей от каждого атома. Похоже, что тезис о том, что только неспаренный электрон даёт химическую связь, не работает.
Уникальность молекулы О2 наглядно объясняется анализом её дипольной структуры. Двойная связь образуется за счёт соседнего с валентным наружного диполя, но более глубоко погружённого в атом (рис. 2). С увеличением числа реагирующих диполей нагрузка на них снижается, то есть уменьшается коэффициент резервной упругости колебаний-пульсаций дипольной структуры и ослабляется её прочность. И наоборот, усиление прочности в дипольной структуре как раз связано с увеличением нагрузки на пульсирующие диполи при выходе из строя одного из них, то есть при ионизации атома. Это достигается учащением пульсации оставшихся взаимодействовать с эфиром диполей. Например, при ионизации атома гелия и отрыва одного электрона оставшийся второй валентный диполь начинает «работать за двоих». Но при этом частота пульсации возрастает более, чем в 2 раза: с 5,94 до 13,16. 1015 1/ с, то есть в 2, 213 раза [6]. В свою очередь переход от одиночной связи к двойной сопровождается соответствующим изменением частоты пульсации связующих диполей - она снижается (работает менее сжатая «пружина» по сравнению с более сжатой). Фактическая частота пульсации диполей, осуществляющих связь атомов кислорода в молекуле, как уже было показано, составляет ю соед = 1, 235. 1015 с-1. Это весьма значительное, в 2, 36 раза, снижение интенсивности взаимодействия с эфиром химической связи по сравнению с общей связностью ю 02 = 2,92. 1015 с-1, поддерживающей целостность всей молекулы О2 двумя валентными диполями. Но теперь их четыре, и они пульсируют со сниженной частотой ю соед = 1, 235. 1015 с-1 и в разных фазах с разницей в половину периода колебания. Молекула О2 гипотетически может скрепляться одной парой пульсирующих диполей с усиленной «за двоих» частотой пульсации 2,92.1015 с-1, но наиболее вероятно - двумя парами соседних диполей, пульсирующих с частотой 1, 23. 1015 с-1 в разных фазах. Переходы от одного состояния молекулы (1) к другому (2), если они существуют, могут трактоваться как безизлучательные переходы. До сих пор рациональная физическая картина таких переходов отсутствовала. Получается, что если по отдельности у молекулы О2 не могут быть ни одинарная, ни двойная форма связи, то попеременно мерцающими могут быть и одинарная, и двойная связь. При безизлучательных переходах амплитуда смещения электрона в диполе не меняется, а изменяется частота пульсации диполей по взаимодействию с эфиром. В случае обычных переходов от одного энергетического состояния молекулы к другому при излучении или поглощении фотонов при постоянной частоте пульсации диполя меняется амплитуда смещения
электрона, то есть размах колебаний. Поскольку безизлучательные переходы спектрально не проявляются, то они визуально не обнаружимы и могут происходить, не будучи замеченными. Характер внутримолекулярной связи с эфиром и энергетическая прочность связи атомов кислорода в его молекуле не совсем обычные и, видимо, сохраняются в дипольной структуре молекулы пероксида водорода Н - О - О - Н , включающей фрагмент молекулы О2 (рис. 2) . И не сохраняются в уголковой форме молекулы воды, повторяющей конфигурацию атома О (рис. 1). Глубоко запрятанные в самом атоме кислорода особенности его связей с эфиром в разных молекулах не были понятны без привлечения предлагаемого метода анализа дипольной структуры атомного вещества, полученной атомом при синтезе в звезде [7]. Список использованной литературы
1. Виноградова М.Г., Скопич Н.Н. Определяющая роль небесного эфира в космофизических процессах. Труды Конгресса-2016. Фундаментальные проблемы естествознания и техники. Серия «Проблемы исследования Вселенной. Том 37, №1. СПб. 2016. С. 77-93.
2. Виноградова М.Г. New Cosmogony about physical bases of vitality. IN SITU № 12/2016 . С. 5-10.
3. ХИМИЯ. Справочные материалы: Кн. для учащихся. Под ред. Ю.Д. Третьякова. М. Просвещение. 1988. 224 с.
4. Станцо В.В., Черненко М.Б. Популярная библиотека химических элементов. Книга первая. М. Наука. 1983. 576 с.
5. Виноградова М.Г., Ходьков А.Е., Скопич Н.Н. Новая космогоническая теория (НКТ Х - В) о пульсации атома водорода как гармоническом колебании электрона в поле протона. Международная академия МАИСУ. Инф. бюл. № 16. СПб. 2001. С. 66-69.
6. Виноградова М.Г., Скопич. Н.Н. В поисках родословной планеты Земля. СПб. Алетейя. 2014. 448 с.
7. Виноградов А.Н., Виноградова М.Г. Твоя первая космогония. СПб. Алетейя. 2016. 88 с.
8. YouTube: Новая космогония. Доклад М. Виноградовой. 2012. New Cosmogony. M. Vinogradova reports. 2013.
© Виноградова М.Г., 2017
