Перейти на главную страницу

Перейти к Части 2

Оглавление

 

Предисловие

1. Спин-спиновые взаимодействия нуклонов

2. Банка Никитина  А. Н. или  гидродинамическая модель образования электрон-позитронной пары

3. Роль позитронной прошивки нуклонов в строении элементарных частиц и стабилизации изотопов ядер атомов

4. Строение атомных ядер 120 химических элементов и их электронных оболочек

5. Таблица. Периодическая система протонной структуры ядер 120 химических элементов по Никитину А.Н.

6. Легенда к периодической системе протонной структуры ядер химических элементов

7. Таблица. Завершённая периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева по Никитину А.Н.

8. Влияние строения атомного ядра на химические связи в молекулах

9. Сводная таблица. Строение ядер инертных химических элементов по Никитину А.Н.

10. Таблица. Порядок заполнения –s, -p, -d, -f, протонами протонных оболочек 8 инертных ядер химических элементов по Никитину А.Н.

11. Влияние строения атомного ядра на виды радиоактивного распада

12. Квантование геометрических размеров электронных оболочек 120 химических элементов

13. Таблица. Квантование геометрических размеров электронных оболочек 120 химических элементов

14. Кустарно - механический аналог поведения электрона в оболочке атома водорода

15. Строение электронной оболочки атома водорода по Никитину А. Н.

16. Лэмбовский сдвиг

17. Траектории электронного вихря на прецессионных орбитах в атоме водорода

18. Таблица. Строение электронной оболочки атома водорода по Никитину А. Н.

19. Легенда к таблице

20. Таблица – схема. Переходы и длина волны фотона первых  30 спектральных линий серии Лаймана по Никитину А Н.

21. Таблица – схема. Переходы и длина волны фотона первых  30 спектральных линий серии Бальмера по Никитину А Н.

22. Таблица - схема. Переходы и длина волны фотона первых  11 спектральных линий серии Пашена по Никитину А. Н.

23. Таблица - схема. Переходы и длина волны фотона первых  7 спектральных линий серии Брекета по Никитину А. Н.

24. Таблица - схема. Переходы и длина волны фотона первых  6 спектральных линий серии Пфунда по Никитину А. Н.

25. Таблица - схема. Переходы и длина волны фотона первых  5 спектральных линий серии Хемфри по Никитину А. Н.

26. Фотон - это спиральная деформация эфира

27. Механизм излучения фотонов

28. Фотон геометрические размеры

29. Таблица.  Геометрические размеры фотонных импульсов в атоме водорода по Никитину А. Н.

30. Механизм возникновения элементарного заряда

31. Механизм возникновения электрического поля

32. Механизм возникновения магнитного поля

33. Распад амера и образование пары электрон–позитрон из фотонов

34. Взаимодействие электрона с фотонами

 35. Анализ таблицы амплитудных, вращательных, прецессионных частот электрона и скоростей вращения на разных орбитах в атоме водород

 36. Таблица. Амплитудные, вращательные, прецессионные частоты электрона и скорости вращения на разных орбитах в атоме водорода по Никитину  А. Н.

37. Уровни энергий электрона в атоме водорода, частоты излучаемых фотонов νf  и длины  волн λ f   фотонов   при различных энергетических переходах

38. Литература


Предисловие

Свою скромную задачу автор этой работы видит в систематизации накопленных экспериментальных  данных ядерной физики и спектроскопии для построения на их основе новой теории строения атомных ядер и их электронных оболочек.

Показать роль зарядовой симметрии протонов в стихийной самоорганизации строения ядер атомов.

Как в электронной оболочке электроны, стремясь к зарядовой симметрии, самоорганизуются, стягиваются магнитными силами в электронные жгуты – кластеры электронов.

Показать изоляционно-стабилизирующую роль  нейтронов в ядрах атомов.

Раскрыть роль позитронной прошивки нуклонов в стабилизации изотопов ядер атомов. Объяснить, почему одни изотопы стабильны, а другие существуют ничтожно малое время.

Раскрыть структуру элементарных частиц и принцип построения протонов, нейтронов, мезонов, нейтрино из электрон-позитронных пар.

Визуально показать, как нейтрон превращается в протон и его обратное превращение.

Объяснить и визуально показать, чем элементарные частицы отличаются от античастиц.

Электрон-позитронные зеркальные вихревые пары рассматриваются как элементарные кирпичики материи,  из которых построены все элементарные частицы.

Приводится опыт автора по гидродинамической модели образования электрон-позитронной пары, объясняющей, почему электрон-позитронные пары всегда рождаются одновременно.

Построена «таблица периодической системы протонной структуры ядер 120 химических элементов» (аналог таблицы Менделеева), объясняющая природу переменной и предельно возможной валентности 120 химических элементов.

Произведена визуализация структуры строения ядер изотопов 120 химических элементов в 2D и 3D формате с выборочной анимацией.

Автором построена «таблица квантования геометрических размеров электронных оболочек 120 химических элементов», раскрывающих структуру строения и физический смысл квантования геометрических размеров электронных оболочек.

Произведена визуализация структуры строения электронных оболочек   в 2D и 3D формате с выборочной анимацией.

Построена таблица «Порядок заполнения -s -p -d -f протонами протонных оболочек 8 инертных ядер химических элементов».

Автором предложена «Завершённая периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева» с включением в периоды ещё не открытых химических элементов. Таблица, в новом формате, не имеет исключений из периодов двух групп элементов, лантаноидов и актиноидов, и глубже раскрывает химическую периодичность элементов.

Автор, опираясь на спектральный анализ излучений электронной оболочки атома водорода, подробно объясняет, как образуются электронные орбиты атома водорода.

Автор раскрывает механический смысл значения спина электронного вихря и как механический спин электрона через собственный момент количества движения и орбитальный момент количества движения жёстко связан с его прецессионными орбитами.

Приводится «График изменения суммарного спина электрона от радиуса прецессионной орбиты (s, p, d, f, g, h, I, k, l…) электронного вихря»

Приводится «Таблица строения электронной оболочки атома водорода». Где приведены механические параметры орбиты электронного вихря, собственный радиус электронного вихря,  расстояние  до ядра  атома    и    радиус    прецессионной

орбиты электрона. Так же приведены значения собственных скоростей и вращательных частот электрона и значения прецессионных скоростей орбиты электрона.

На основании «Таблицы строения электронной оболочки атома водорода» построены структурные схемы энергетических переходов электрона с «верхних» орбит на «нижние» орбиты. Приводится  методика для расчёта длины волны и  частоты излучаемого фотона.

Структурные схемы сведены в таблицы с указанием длин фотонов, излучаемых при переходе электрона для серии Лаймана, серии Бальмера, серии Пашена, серии Брекета, серии Пфунда, серии Хемфри.     

На основе анализа таблицы амплитудных частот электрона в атоме водорода автор приходит к выводу, что частота Ридберга 3,29х1015гц - это частота амплитудных колебаний тора электрона, при которых электрон покидает атом водорода. Электрон в свободном неподвижном состоянии, в отсутствии магнитного или электрического поля, не имеет направленной ориентации вращения.

Раскрыт механизм излучения фотона электронным вихрем с визуализацией процесса излучения.

Приведены размеры и формы фотонов, образующихся при различных переходах электронного вихря.

Вывод автора: фотон - это спиральная деформация эфира, механический импульс, распространяющийся прямолинейно от одной частицы эфира к другой со скоростью звука в эфире.

Рассмотрены возможные варианты взаимодействия электрона с фотонами.

Объяснён механизм возникновения элементарного заряда, механизм возникновения электрического и магнитного поля и объяснена их механическая сущность.

Новый взгляд на строение атомов существенно повлияет на фундаментальные положения химии. Главную роль в образовании геометрической (пространственной) структуры любых молекул, состоящих из атомов, принадлежит валентным торцевым протонам, а не электронам, как это принято считать до сих пор. Электроны ответственны только за силу этих связей, а не за их направление. Ошибочной оказалась существующая в физике и химии концепция так называемой гибридизации атомных орбиталей.

Объяснена причина химической инертности элементов экваториальным расположением всех электронных вихрей. А химические связи между атомами обеспечиваются только полюсными электронными вихрями, жёстко связанными с торцевыми валентными протонами.

Рассмотрена роль спин-спиновых взаимодействий при химических связях.

Объяснена причина радиоактивного распада ядер атомов

 

            Люди, страдающие топографическим кретинизмом и блондинки должны отложить сей труд  в сторону, нельзя издеваться над своей природой. Ну а те, кто умеет читать географические карты и решать геометрические задачи, могут сделать над собой усилие и читать далее, пока вас не озарит! Боже мой, как в атоме всё просто устроено, красиво, логично и главное, симметрично!

 

1. Спин-спиновые взаимодействия

нуклонов

Мозг без картинки не усваивает информацию. Поэтому автор стремился максимально насытить текст пояснительными рисунками и схемами.

Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Установлено, что протоны и нейтроны имеют  вихревое строение, на это указывает наличие спина (механического момента вращения). А  вращающиеся заряды электронов, протонов и нейтронов создают магнитные поля.  Было установлено, что спин-спиновые взаимодействия на малых расстояниях (порядка http://www.trinitas.ru/rus/doc/0231/008a/pic/0004-1322.gif)  начинают играть существенную роль, определяют величину и характер сил, действующих между поляризованными частицами.

Рис. 1. Спин протонов

Рис. 2. Спин нейтронов

 

Спин - это одна из важнейших характеристик элементарной частицы. Спин отображает вращение частицы вокруг своей оси (см. рис. № 1-2-3). Спин направлен вверх (условно), если частица вращается против часовой стрелки относительно наблюдателя. Если вращение по часовой стрелке - спин направлен вниз. Представьте себе вращающуюся юлу. Как ее перевернуть, не меняя вращения? Можно, конечно, это сделать, но придется затратить большое количество энергии.

Специфика спин-спинового взаимодействия состоит в самопроизвольном установлении и поддержании единой ориентации систем ядерных магнитов. Этот вид взаимодействия несводим не только к теплообмену, но и к электрическому или магнитному взаимодействию, поскольку оно присуще и электрически нейтральным частицам, а при ослаблении внешнего электрического или магнитного поля не вызывает разупорядочивания ориентации электрических и магнитных диполей со свойственными им временами релаксации.

 

Рис. 3. Спин электрона в атоме

 

Электрон,  двигаясь  по  орбите,   создает  электрический   ток.   Известно,  что  при

движении ток в кольцевом проводнике вызывает магнитное поле. Поэтому электрон, вращаясь по орбите, образует маленький прямой магнит, расположенный вдоль оси вращения. Величина магнитного поля магнита, образованного кольцевым током, характеризуется магнитным моментом.

При взаимодействии протонов и нейтронов возможен боковой и осевой контакт. Все другие углы контакта неустойчивы и неизбежно переходят в два основных вида контакта.

Рассмотрим следующие возможные комбинации контактов нуклонов, где Р + Р протон + протон, N + N нейтрон + нейтрон,  P + N протон + нейтрон.

Р + Р

N + N

P + N

Рис. 4.    Боковой контакт нуклонов

После начала контакта нуклонов определяющую роль сразу занимают вихревые силы,  более мощные, чем магнитные, и устанавливается антипараллельность спинов при боковом контакте или их параллельность — при осевом.

При боковом контакте нуклоны отталкиваются при параллельных спинах и притягиваются при антипараллельных спинах (см. рис. 4).

Когда мы видим вращательное движение, описать его вектором затруднительно, всё зависит от точки зрения – то левое, то сзади правое. Поэтому физики условились, вращаем штопор по направлению вращения часовой стрелки, и продольное движение штопора - это вектор момента импульса вращения. Здесь все однозначно получается. Вывод, физики 19–го века знали толк в вине.

При осевом контакте, всё наоборот, Нуклоны притягиваются при параллельных спинах  и отталкиваются при антипараллельных спинах (см. рис. 5).

Изотопическая инвариантность взаимодействия нуклонов согласуется с данными  о наличии черт геометрического сходства структур протона и нейтрона и свидетельствует о равенстве их скоростей вращения. Из-за малого радиуса действия Я.с. (1,5-2 ферми) притяжение оказывается достаточным для возникновения только одного связанного состояния протона и нейтрона с параллельными спинами (дейтрон) с энергией связи 2,2 МэВ.


 

 

P + P

N + N

P + N

 

Рис. 5. Осевой контакт нуклонов

Два нейтрона (или два протона) вообще не образуют связанного состояния.

Почему?

Всё очень просто, взглянем на изображения, как устроены протон и нейтрон. Но для этого сначала  сделаем небольшое отступление.


2. Банка Никитина  А. Н.

или  гидродинамическая модель

образования электрон-позитронной пары

 

Не стреляйте в пианиста,

он играет, как умеет.

 

Если некоторую область эфира подвергнуть сильному воздействию электрического или магнитного поля, то в нём возникнут деформации. Деформации - это перепады давления или плотности эфира. Электрон и позитрон образуются только попарно и одновременно.

Снимите шляпы, господа, это установленный научный факт!

Автор попытался смоделировать этот процесс на известном с 1867 года генераторе дымовых колец шотландского физика Питера Тейта. Вихревой генератор Тейта позволяет генерировать тороидальные дымовые кольца.

Ряд исследователей проводили опыты с этим генератором. Американский физик Роберт Вуд первым стал проводить наглядные опыты с вихревыми дымовыми кольцами. Он опубликовал свою работу "Вихревые кольца" в 1901 году в журнале Nature. С тех пор этот генератор называют ящиком Вуда. Тесла работал с жидкостями в тридцатых годах двадцатого века.

Опыт Тесла. «Потом я провёл исследование этого явления в воде. Взяв металлическую банку, я вырезал с одной стороны небольшое отверстие, а с другой стороны натянул тонкую кожу. Налив в банку немного чернил, я опустил её в бассейн с водой. Когда я резко ударял пальцами по коже, из банки вылетали чернильные кольца, которые пересекали весь бассейн и, столкнувшись с его стенкой, разрушались, вызывая значительные колебания воды у стенки бассейна. Вода в бассейне при этом оставалась совершенно спокойна».

Автор усовершенствовал генератор Тейта, сделав его прозрачным.  Это усовершенствование позволяет видеть физические процессы, происходящие по обе стороны отверстия генератора.

А посмотреть там есть на что!

При ударе по мембране генератора, прозрачной трёхлитровой банке с отверстием в пластиковой крышке, образуются два оппозитных вихря!

Один тороидальный вихрь вылетает наружу из банки, это известный опыт Теслы.

Второй тороидальный вихрь врывается  внутрь банки!

Снимите шляпы, господа, это факт!

Мы имеем весьма близкую физическую демонстрационную гидродинамическую  модель образования электрон-позитронной пары.

Подробности проведения опыта:

Берём трёхлитровую стеклянную банку и отпилим донышко.

Затянем донышко резиновой мембраной и зафиксируем её на банке изолентой.

Вырежем в пластиковой крышке отверстие 18 мм.

Оклеим  половину банки белой бумагой.

В тазик на 40 литров зальём воду.

Опустим банку- генератор в тазик и зальём в неё воду, отверстие заткнём ваткой.

Окрасим воду в тазике чернилами.

Осторожно вынем ватку из отверстия генератора.

Стукнем по мембране генератора.

Видно, как из генератора вырвалась струя и ударилась в стенку тазика.

Одновременно в банку врывается чернильный тор!!!

Процесс образования чернильных торов продолжается, пока вибрирует мембрана.

Ни Питер Тейт, ни Роберт Вуд, ни Никола Тесла не догадались делать коробки прозрачными! А то бы они увидели, что у дымовых  и  чернильных  колец  есть «отдача» -

наглядное подтверждение закона сохранения импульса.

Когда пушка стреляет, снаряд летит в одну сторону, а пушка откатывается в противоположную сторону. В природе ничто не проходит бесследно (это проявление закона сохранения импульса).

Когда рождается элементарная частица, из-за «отдачи» в эфире рождается и оппозитная частица - её зеркальное отражение. В тылу первого бублика, назовём его электрон, образуется второй бублик, его зеркальное отражение, назовём его позитрон. Все их движения и вращения как в зеркале противоположны. Движение бубликов будет происходить со скоростью звука для данной среды (в эфире скорость звука 299792456,2 м/сек).

Единственные элементарные частицы, которые не удалось расщепить, это электрон и позитрон. Все остальные псевдо «элементарные частицы» состоят из набора электронов и позитронов.

 

 

3. Роль позитронной прошивки нуклонов

в строении элементарных частиц

и стабилизации изотопов ядер

атомов

 

Итак, все элементарные частицы - это всего лишь набор или комбинация из двух элементарных вихрей - электрона и позитрона, которые рождаются из эфира только парно и одновременно.

 

Электрон-позитронная пара (амер) имеет круговое вращение в одну сторону, но их торы вращаются навстречу друг другу. Такое вращение торов создаёт разряжение эфира между ними, внешнее давление эфира прижимает их друг к другу. Такая сдвоенная частица не имеет массы (трение об эфир), не имеет заряда. Так устроено неуловимое нейтрино (амер). Во внешнем магнитном и электрическом поле амер поляризуется.

Тор электрона имеет два вида вращения: круговое вращение обеспечивает заряд электрона, направление вращения тора обеспечивает его магнитные свойства. Окружающие электрон амеры закручиваются (поляризуются) и это воспринимается как заряд и магнитное поле электрона. Так как амеры эфира, вращаясь, остаются на своих местах, работы электрон не совершает и существует вечно. Магнитный момент -1μ

Нейтрон, спин J = 1/2+, состоит из 918 или 919 электрон - позитронных пар вихрей (амеров) и одного не спаренного электрона и позитрона, насаженных на тор нуклона. Среднестатистический вес нейтрона поэтому равен дробному числу масс покоя электрона 1838,68me. Позитрон и электрон вращаются с разной скоростью. Фигура неустойчивая, быстро распадается на протон, электрон и 1-2 амера. Период полураспада 10,82 минут.

Протон, спин J = 1/2+, состоит из 917 или 918 электрон - позитронных пар вихрей  (амеров) и одного непарного позитрона, насаженного на тор нуклона. Поэтому среднестатистический вес нейтрона равен дробному числу масс покоя электрона 1836,15me.. Фигура устойчивая. У протона положительный электрический заряд, равный заряду электрона. Магнитный момент +2,79μ

Позитрон имеет сонаправленное с нуклоном круговое и торовое вращение. Электрон тоже имеет сонаправленное с нуклоном круговое вращение, но торовое вращение у него встречное, это постоянное торможение электрона заканчивается разрывом тора нуклона. Электрического заряда нейтрон не имеет, так как чётное число электрон-позитронных пар взаимно компенсируют заряды. Как у всякой катушки с током имеется магнитное поле. Магнитный момент --1,91μ

Протон состоит из нуклона и одного позитронного вихря, насаженного на тор нуклона. Позитронный вихрь вращается вокруг оси тора нуклона и защищает тор от внешнего воздействия и внутренне стабилизирует нуклон от развала. Время существования свободного протона практически не ограничено. Процесс распада протона на нейтрон и электрон может происходить только в ядре.

Позитронный вихрь имеет то же направление вращения, что и тор нейтрона. Поэтому позитрон, при распаде нейтрона, наворачивается на тор  нуклонного вихря, а электронный вихрь в 97% случаев навсегда покидает этот новый протон. Непрерывный характер спектра электронов (позитронов) объясняется уносом излишка энергии и импульса 1-2 амером, электрон-позитронной парой неуловимым «нейтрино»

Антипротон отличается от протона  заменой позитрона е+ на электрон е-. Электронный вихрь имеет встречное  вращение, поэтому такое событие встречается реже. При распаде протонов и антипротонов идёт расщепление нуклонов с образованием 4-5 осколков весом примерно 270 me, называемых пи-мезонами. Их три вида π0, π+ и π. Если в осколке равное количество электронов и позитронов - это π0-мезон. Если в осколке один лишний электрон - это π-мезон,  а если лишний позитрон - то это π+мезон

Все реакции синтеза связаны с излучением фотонов и нейтрино (амеры или электрон–позитронные пары). И наоборот, при реакциях распада именно такие же частицы «амеры» должны быть поглощены. Происходит одновременное выделение энергии и прирост массы нуклонов!

Каким образом происходит поглощение электрон-позитронных пар из окружающего эфира нуклонами при реакциях распада?

Нам известно из опытов, что при сильном ударе с некоторой пороговой энергией по структуре эфира в нём возникает электрон-позитронная пара.

При распаде ядер атомов происходят разрывы позитронных связей нуклонов. При этом позитроны остаются с протонами, а разорванное кольцо нейтрона начинает смыкаться с огромной силой (см. рис.). Эфир, выдавленный торцами тора, при ударе, закручиваются в два оппозитных электрон-позитронных вихря.

Удар от смыкающихся торцов разорванного тора порождает электрон-позитронные пары. Они нанизаны на кольцо тора нейтрона и им некуда деваться. В конечном итоге эти пары встраиваются в кольцо тора нейтрона, пополняя его массу.

Сила удара от смыкания торцов тора настолько сильна, что по тору прокатываются несколько раз встречные ударные волны. Ударные волны встречаются на противоположной стороне кольца тора и рвут его там. При повторном смыкании опять рождаются электрон-позитронные пары. И так продолжается несколько раз, пока нейтрон не наберёт более-менее стабильную массу.

Кроме того, он восстанавливает свой нормальный радиус. В свободном состоянии в малом радиусе нуклоны существовать не могут. Малый радиус изгиба рвёт свободный нейтрон и свободный протон.

 

Разорванное кольцо нейтрона начинает смыкаться, вызывая огромной силы удар. Эфир, выдавленный торцами тора, закручивается в два оппозитных электрон – позитронных вихря. Сила удара настолько сильна, что по тору несколько раз прокатываются встречные ударные волны.

Электрон-позитронные пары нанизаны на кольцо тора нейтрона и им некуда деваться. В конечном итоге эти пары встраиваются в кольцо тора нейтрона, пополняя его массу. Ударные волны встречаются на противоположной стороне кольца тора и рвут его там. И всё повторяется.

 

 

4. Строение атомных ядер 

120 химических элементов

и  их  электронных оболочек

 

http://newscenter.lbl.gov/wp-content/uploads/ytterbium.jpg

 

Так современные физики представляют ядро атома и его электронную оболочку. В центре рисунка бесструктурная кучка дерьма изображает ядро из протонов и нейтронов. Про кулоновские силы отталкивания протонов они забыли,  учёные блин! Электронная оболочка, где пусто, где густо, почему? Как  она связана с ядром атома и почему электроны так сгрудились и не разлетаются под действием кулоновских сил?

 

Природа любит симметрию, и атомное ядро стремится, в основном  не в возбуждённом состоянии, к симметричной геометрической форме при заданном количестве протонов. 

Проследим, как изменяется строение ядер химических элементов с ростом количества протонов. Все результаты занесём в таблицу.

Обозначим в таблице протон кружком, цвет которого соответствует спину, причём спин + вверх обозначим красным цветом, а спин - вниз обозначим синим цветом. В пояснительных рисунках протон обозначим шариком красно-синего цвета. Цвет обозначает магнитную полярность юг - север. А нейтрон зелёным цветом, магнитную полярность для простоты на нём указывать не будем. Магнитная полярность нейтрона в ядре атома противоположна протонной полярности.

Из всех изотопов химического элемента для поясняющей картинки будем брать самый распространённый изотоп. А в таблицу заносить схематическое изображение протонной структуры ядра химических элементов. Нейтроны для упрощения таблицы будем опускать.

Начнём с хорошо изученных трёх изотопов водорода.

 

1 Водород существует в трёх изотопах, имеющих практическое значение. Строение  ядра трёх изотопов водорода - протий, дейтерий и тритий отражено на рисунках ниже. Спины нейтрона и протона в дейтроне (дейтерии) параллельны, в нем осуществляется их осевой контакт. Это подтверждается результатами изучения дейтерия (дейтрона).

Спин водородных ядер по своему характеру аналогичен спину электронов и также сопровождается возникновением магнитных полей. Однако магнитные поля протонов примерно в 660 раз слабее полей, возникающих при спине электронов, причина этого объяснена ранее. Направление магнитного поля протона противоположно магнитному полю электрона.

Протон атома водорода равновероятно может захватить свободный электрон двумя способами -  северным  магнитным полюсом (спин J= -1/2) и южным магнитным полюсом

 (спин J=+1/2), см. рисунок. Существование двух аллотропных форм атомарного водорода подтверждается спектральным анализом. Спектр атомарного водорода имеет дублетную природу из-за наличия двух спинов 1/2+ и 1/2-.

 

Протон, он же ядро атома водорода 1Н. Суммарный спин J = +-1/2

 

Дейтрон или дейтерий D состоит из двух нуклонов, прошитых одним позитроном. Суммарный спин J = 1+

 

Дейтрон с учётом сферы непроницаемости  нуклонов  удобнее изображать так

Вид трития с учётом сфер непроницаемости его нуклонов удобнее изображать так

Тритий состоит из трёх нуклонов, скрепленных одним позитроном. Суммарный спин J = ½+.  Два нуклона вращаются в одну сторону и имеют суммарный спин =1+. Третий нуклон вращается в противоположную сторону и колеблется между крайними позициями, имеет спин J = ½-

Период полураспада трития 12,32 года. Но тритий не распадается, у него не полураспад, а превращение в Гелий-3, той же массы. Суммарный спин гелия 3 J = ½+.

Нестабильный изотоп протона - водорода 4Н1, суммарный спин J = 2-. Если у трития один нуклон не может преодолеть силу двух нуклонов и занять третье место в стопке нуклонов, то две стопки нуклонов притягиваются магнитными силами, смыкаются в одну стопку и разваливают всю систему.

Вид изотопа водорода 4Н1 с учётом сфер непроницаемости. Время жизни изотопа 4Н1 ничтожно мало - 1,39х10-22сек.

 

 

Атомарный водород парамагнитен, он усиливает внешнее магнитное поле,  выстраиваясь вдоль линий магнитного поля.  В магнитном поле спины электронов атомарного водорода стремятся выстроиться по направлению поля, усиливая его, хотя этот порядок и нарушается хаотическим тепловым движением. Поэтому парамагнитная восприимчивость зависит от температуры: чем ниже температура, тем выше значение.  Все это происходит только в магнитном поле, без него хаос и все микрочастицы сами по себе. Атомарный водород может долгое время не образовывать молекулы в случае отсутствия в нем примесей.

Отметим, что именно оно и приводит к тому, что энергии электронов оказываются немного различающимися для разных направлений спинов. Это и вызывает раздвоение спектральных линий: вместо одной линии появляется пара линий-близнецов с одинаковыми яркостями.

Правда, такие "двойняшки" рождаются обычно только в тех случаях, когда на внешней электронной оболочке обитает один-единственный электрон. Если же число электронов на этой оболочке растет, то могут рождаться и "тройни", и "четверни", и даже более многочисленные "потомства" бывшей спектральной линии.

 

Аллотропные формы водорода (протий)

Изотопы водорода

Водород спин J=1 /2+ валентность +1 -+1

Водород спин J = 1/2-

Суммарный спин дейтерия  J = 1/2+1/2+=1+

Суммарный спин трития      J = 1/2+1/2+3/2-- =1/2+

Рис. 6. Строение изотопов водорода.

 

Таким образом, когда образуется молекула водорода, аллотропные атомы водорода могут соединиться тремя способами см. рис. № 7-9, с суммарным спином:

J=1/2- 1/2+=0     ортоводород

J=1/2+1/2+=1+   параводород

J=1/2- 1/2- =1-   параводород

Аллотропные формы молекулярного водорода различны по строению и свойствам. Различие в строении параводорода и ортоводорода отражено в рис. № 7-9. Дейтерий и тритий также имеют орто- и пара- модификации: p-D2, o-D2, p-T2, o-T2.

Молекулы ортоводорода и параводорода практически не взаимодействуют друг с другом и ведут себя как различные модификации вещества с близкими свойствами.

В молекулах параводорода оба магнитных полюса имеют одинаковый знак, либо оба южных (++), либо оба северные(--). Такая молекула диамагнитна, во внешнем магнитном поле она выталкивается из него и стремится занять поперечное положение  в плоскости, равноудалённой от магнитных полюсов. Химически параводород более активен, так как один наружный электрон всегда готов вступить в магнитную связь.
Ортоводород химически менее активен, чем параводород. У ортоводорода электроны спрятаны внутри молекулы водорода, а наружные протоны имеют магнитное поле в 660 раз слабее, чем электрон. Парамагнетизм молекулы ортоводорода обеспечивается диполем протонов. На одном конце молекулы ортоводорода северный магнитный полюс (-), на другом конце - южный магнитный полюс (+).
Молекулу удобно представлять как сравнительно жесткую конструкцию, построенную из шариков – атомов. При этом положения центров шариков, совпадающих с ядрами атомов, можно считать строго определёнными.
 

Аллотропные формы молекулярного водорода

Рис.7. Параводород, активная форма водорода, диамагнетик.

Суммарный  спин J=1/2-1/2-=1-

Рис.8.Параводород, активная форма водорода, диамагнетик.

Суммарный  спин J=1/2+1/2+=1+

Рис.9. Ортоводород, не активная форма водорода, он парамагнетик.

J = 1/2+1/2- =0

 

               При температурах выше 100 K отношение ортоводорода к параводороду равно 3:1 и не изменяется с ростом температуры. Молекул ортоводорода больше в 3 раза, потому что в магнитно-химической связи участвуют сразу два электрона. А магнитное поле электрона в 660 раз сильнее магнитного поля протона. У параводорода в магнитно-химической связи участвует только один электрон  и один протон, такая связь слабее и легче рвётся. Молекула H2 достаточно прочная и поэтому молекулярный водород химически малоактивен. На рис. 10 представлены изображения ионов водорода.

 

Положительный ион молекулярного водорода Н2+,  парамагнетик

Отрицательный ион молекулярного водорода Н2-,  диамагнетик

Рис.10. Ионы молекулярного водорода

 

Благодаря различным формам водорода вода тоже существует в орто и паро состоянии. В полосатом спектре вращения паров воды наблюдается чередование интенсивностей линий вращения. Интенсивность спектральной линии зависит от вероятности нахождения вещества в данной форме. Если свободные концы двух протонов водорода молекулы воды имеют одинаковый магнитный полюс - то вода называется параводой, а если разные магнитные полюса - то она называется ортоводой. Поскольку у воды положительные протоны сбоку висят, она несимметричная в электрическом отношении. Всегда против электрического поля разворачивается.

 

2 Гелий в основном состоянии не имеет ни магнитного момента, ни электрического дипольного момента. Это возможно только при структуре ядра, показанной на рисунке.  Спиновые взаимодействия двух пар протонно-нейтронных вихрей создают условия, при которых оба протона могут иметь одноимённые свободные магнитные полюса. В результате  одноимённые полюса будут иметь и электроны с одинаковым спином, что создаёт условия для отсутствия магнитного момента у атома гелия.

 

Изотоп гелия 4He2, вид сбоку. Двойная прошивка позитронными вихрями двух центральных нуклонов объясняет особую прочность ядра атома гелия и альфа частиц.

Изотоп гелия 4He2,  вид сбоку. Суммарный  спин J = 0.

 

Вид изотопа гелия 4He2.. Хорошо видна причина инертности гелия. Позитроны не дают развернуться протонам из экваториального в полярное валентное положение.

Вид изотопа гелия 3He2 с учётом сфер непроницаемости. Ось вращения не позволяет  гелию вступать в химические реакции. Суммарный  спин J = +1/2

 

 

Химическая инертность гелия обеспечивается осью вращения атома. Атом гелия как бумеранг вращается в плоскости расположения нуклонов. В результате электроны, жёстко сцепленные магнитными силами с протонами, вращаются с огромной скоростью в плоскости вращения атома гелия, не имеют возможности вступать в магнитные взаимодействия с электронами других химических элементов.

Совершенно уникальным исключением из этого правила является димер гелия, молекула He2. Это неожиданно большая молекула — среднее расстояние между атомами гелия намного больше их размеров. Димер гелия обладает исключительно маленькой энергией связи, около десятой доли микроэлектронвольта! Такая молекула разрушается не только при комнатной температуре, но и при температурах вплоть до милликельвинов. Можно с полным правом сказать, что это самая хрупкая молекула, известная на сегодняшний день.

При такой низкой температуре экваториальное вращение атомов гелия настолько замедляется, что становится возможной химическая связь.

Спектр нейтрального гелия делится на две отдельные категории, соответствующие термам, которые не были взаимно связаны. Эти две системы совершенно независимых линий получили название спектров ортогелия и парагелия. Два электрона атома гелия могут иметь спины параллельные (ортогелий гелий2) или антипараллельные (парагелий гелий1). Обе формы сосуществуют в обычном гелии, в соотношении примерно 1 к 3, причем переход между ними относится к «запрещенным».

При наличии двух электронов, как это происходит в гелии, суммарный спин обоих электронов равен 0 либо 1. Соответственно, мультиплетность будет равна 1 для парагелия с одиночными линиями в спектре и равна 3 для ортогелия с триплетными линиями в спектре.

При  охлаждении  гелия до 2,17 °К под давлением собственного насыщенного пара (37,8 мм рт. ст.) происходит фазовый переход второго рода  и жидкий гелий из обычной своей формы (т. н. гелнй I) переходит в другую модификацию (т. н. гелий II). 

Если гелий I по свойствам подобен прочим сжиженным газам, то свойства гелия II в некоторых отношениях совершенно необычны. Например, он обладает сверх текучестью, т. е. обнаруживает практически полное отсутствие вязкости, а теплопроводность его несравненно выше, чем даже у серебра!

Энергия основного состояния ортогелия выше, чем энергия основного состояния парагелия, однако переход ортогелия в парагелий невозможен, так как должен сопровождаться переворотом спина, поэтому состояния ортогелия устойчивы. Перевести ортогелий в парагелий возможно, например, путем бомбардировки атома пучком электронов, тогда, возможно, один из электронов в атоме заместится на электрон с противоположным спином из числа падающих на атом электронов, и состояние ортогелия превратится в возбужденное состояние парагелия.
 

 

Гелий 2 ортогелий   J = 0+   валентность 0

Гелий 1 пара гелий J = 0+.диамагнетик валентность 0

Литий7    J = 3/2- валентность +1

Бериллий11  J =  1/2- валентность +2

Электронная оболочка атома гелия  валентность 0

Электронная оболочка атома гелия (условное обозначение) валентность 0

Электронная оболочка атома лития из трёх электронных облаков

Электронная оболочка атома бериллия валентность +2 из четырёх облаков

 

3 Литий. Природный литий состоит из двух изотопов с массовыми числами 6(7,42%) и 7(97,58%). По способности захватывать тепловые нейтроны (поперечное сечение захвата) ядра этих изотопов отличаются очень сильно.

Тяжелый изотоп 7Li имеет сечение захвата 0,033 барн, он практически прозрачен для нейтронов.

Зато 6L активно поглощает тепловые нейтроны, его сечение захвата 912 барн.

Почему?

Посмотрим на изображение лёгкого изотопа  6L. Видно, что он состоит из двух частей. Нижняя часть - это ядро атома гелия 4. Двойная прошивка нуклонов позитронами придают гелию 4 большую прочность.

Верхняя часть - это ядро атома водорода 2 дейтерий, в котором позитрон имеет весьма большую круговую подвижность. Налетающий тепловой нейтрон легко насаживается на кольцо позитрона, образуя ядро атома трития. Круговое вращение позитрона обеспечивает большое сечение захвата теплового нейтрона.

Тяжелый изотоп 7Li имеет другое строение. Посмотрим на изображение изотопа 7Li, видно, что позитрон в этой конструкции жёстко зафиксирован и не имеет возможности вращаться. Поэтому сечение захвата тепловых нейтронов очень ограничено

 

Лёгкий изотоп 6L состоит из двух частей. Нижняя часть, это ядро атома гелия 4. Верхняя часть из дейтерия.

У изотопа 6L позитрон имеет весьма большую круговую подвижность.

Изотоп 7Li, позитрон жёстко зафиксирован и не имеет возможности вращаться

 

Почему энергия ионизации одного электрона атома лития меньше энергии ионизации электрона атома водорода? Потому что два других электрона атома лития, взаимодействуя со своими протонами в ядре, удаляют от ядра первый электрон.  В результате его второй энергетический уровень оказывается нерабочим.

Литий парамагнитен, соединения его диамагнитны.

Из щелочных металлов Li обладает наименьшим атомным радиусом (0,157 нм), а следовательно, наибольшим ионизационным потенциалом, равным 5,39 эВ, поэтому литий химически менее активен по сравнению с другими щелочными металлами. Ионный радиус Li+ равен 0,068 нм. Благодаря малому атомному радиусу литий обладает наиболее проч­ной кристаллической решеткой по сравнению с остальными щелочными металлами. Это обусловливает наиболее высокие температуры плавле­ния и кипения лития по сравнению с его аналогами.

Природный литий (эффективное поперечное сечение захвата тепло­вых нейтронов 67±2-10-28 м2) состоит из двух стабильных изотопов 6 Li (7,42 %) и 7 Li (92,58 %). Тяжелый изотоп 7 Li прозрачен для ней­тронов, имеет эффективное поперечное сечение захвата тепловых ней­тронов 0,033-Ю-28 м2; e Li6 активно поглощает тепловые нейтроны; эф­фективное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 912-Ю-28 м2.

 

Электронная оболочка атома лития (условное обозначение Не)  валентность+1

Электронная оболочка атома бериллия  валентность +2

 

Для самостоятельного проверочного расчёта спина ядер химических элементов приводим таблицу расчёта спина нуклона в зависимости от расстояния до оси измерения (ось вращения ядра атома), см. рисунок ниже.

 

Таблица расчёта спина нуклона в зависимости от расстояния до оси измерения

Изотоп бериллия 9В, самый распространённый изотоп. Позитронная прошивка связывает все его нуклоны

 

4 Бериллий. Шесть нейтронов образуют шестигранный остов, на который примагничиваются четыре протонов. Уже у изотопа бериллия 10Ве (спин / чётность J = 0+),  мы впервые наблюдаем образование этого шестинейтронного остова, см. рисунок. Это симметричный атом. Каждый из его четырёх электронов взаимодействует со своим протоном ядра. Симметричность ядра порождает симметричность атома и симметричность электростатических сил, действующих между его электронами. В результате, когда они все находятся в атоме, то энергии связи у них с протонами ядра одинаковые на одноимённых энергетических уровнях.  Но  протонное кольцо ещё не замкнутое, для его завершения не хватает двух протонов. Ядро атома бериллия одновременно можно рассматривать и как кластер, состоящий из двух альфа частиц. Центрально осевой нейтрон придаёт изотопу берилий11 спин J =  1/2–.

Два позитрона, лежащие в экваториальной плоскости вращения ядра изотопа, скрепляют по три нуклона. Такая прошивка ограничивает их подвижность, и протон в такой связке не может развернуться в валентное положение. Два других позитрона скрепляют по одной паре нуклонов,  нейтрон и протон. Эта связка не ограничивает подвижность валентного протона. Позитронная прошивка не позволяет двум протонам развернуться в валентное положение. Поэтому в химических связях участвует только два протона и их электроны.

5 Бор. Атомное ядро следующего химического элемента изотопа бора 11В имеет такой вид, см. рисунок ниже. Ядро изотопа бора 11В не симметрично, что подтверждает его спин  ( J  = 3/2-). Пяти электронам невозможно симметрично разместиться на орбите, предназначенной только для шести электронов. Пятый электрон выталкивается электростатическими силами четырёх электронов в торец ядра. Протон, жёстко, намертво сцепленный со своим электроном, следует за ним.

 


 

Электронная оболочка атома бериллия валентность +2

Электронная оболочка атома бора валентность +3

Электронная оболочка графита валентность 0

Берилий10      J = 0+ валентность +2

Бор11    J = 3/2+ валентность +3

Углерод12     J = 0+ валентность +4

Алмаз

 

6 Углерод. Нейтроны экранируют протоны от кулоновских сил отталкивания и позволяют протонам собираться в шестилучевые «снежинки». Первая такая «снежинка» появляется у ядра атома углерода,  см. рисунок выше. У изотопов углерода 12С ( J =0+) образуется полностью замкнутое протонное кольцо, но оно ещё нестабильное. Одновременно ядро атома углерода можно рассматривать как кластер, состоящий из трёх альфа частиц.

Шесть электронов атома углерода могут симметрично и равномерно разместить свои заряды тремя способами. Первый способ - все шесть электронов равномерно, на одинаковом расстоянии от ядра распределяются по окружности в одной плоскости. Углерод в таком виде мы называем графитом. Графит химически инертен и не растворяется ни в каких растворителях, кроме расплавленных металлов! Температура воспламенения в струе кислорода составляет для явнокристаллических графитов 700-730°С! Температура плавления графита — 3845-3890°С! Известны смазочные свойства многослойного графита со слабым взаимодействием между слоями отдельных углеродных (графеновых) листов. Электрическая проводимость монокристаллов графита в направлении, параллельном базисной плоскости (http://www.chemport.ru/imgs/1120-1.jpg=0,385*10-6 Ом*м), близка к металлической, в перпендикулярном в сотни раз меньше, чем у металлов (52,0*10-6 Ом*м). Высокая анизотропия свойств монокристаллов графита обусловлена строением его кристаллической решетки. В направлении базисных плоскостей тепловое расширение графита до 427 °С отрицательно (т.е. графит сжимается).

 



Ориентация спинов электронов и нуклонов ядра атома графита

Электронная оболочка инертного углерода

Электронная оболочка аморфного углерода, валентность +4

Спины (оси вращения) всех электронов у графита перпендикулярны оси вращения ядра атома. Такое нереакционноспособное состояние электронов называется триплетным.

Графит с идеальной структурой диамагнетик.  Диамагнетики под действием внешнего магнитного поля,  действующего на движущиеся электроны атома углерода, прибавляют скорость вращения, в результате возникает дополнительный магнитный момент, действующий против внешнего магнитного поля. Магнитное поле выталкивает графит, и он устанавливаются перпендикулярно ему. Магнитная восприимчивость велика в направлении, перпендикулярном базисным плоскостям ( -22*10-3), и незначительна в параллельном направлении ( -0,5*10-3).

Графит с дефектами структуры способен самонамагничиваться.

Второй способ равномерного и симметричного размещения электронов в пространстве вокруг ядра углерода возможен, когда два электрона выталкиваются электростатическими силами с окружной орбиты и занимают торцевые полярные положения. Полярное торцевое положение электронов делает их валентными. Два его валентных электрона  примагничиваются к торцевым валентным электронам других атомов, им не надо гасить инерцию вращения ядра атома углерода. Такое валентное состояние электронов в атоме углерода называют синглетным. После того как два валентных электрона атома углерода вступили в магнитную связь с двумя инородными атомами, к ним могут подтянуться ещё два электрона. Таким образом, углерод становится четырёхвалентным.  Это объясняет  валентность углерода +2 и +4.

Такой углерод мы называем аморфным углеродом. Уголь, кокс, сажа - являются аморфными модификациями углерода, химически более активными, чем графит.  Сажа пирофорна.

Два неспаренных по спинам протона периодически выскакивают на нейтронное кольцо, занимая валентное торцевое положение.   На круговой электронной оболочке в атоме углерода находятся 4 электрона со спином J =1/2+ и 2 электрона  со спином J =1/2-. И формы нахождения в природе - алмаз, графит, уголь.

Третий способ равномерного и симметричного размещения электронов в пространстве вокруг ядра углерода реализован у алмаза.  В форме алмаза углерод имеет другое не кольцевое симметричное геометрическое строение ядра.

В монокристалле у каждой молекулы есть свое место, а весь монокристалл – повторение одной элементарной ячейки.  Алмаз - самое твердое вещество, найденное в природе.


Домашнего питомца можно превратить в алмаз

Кристалл алмаза

Строения ядра атома алмаза с позитронной прошивкой

 

Влияние структуры исходной ПАН-нити на структуру и свойства углеродного волокна Влияние структуры исходной ПАН-нити на структуру и свойства углеродного волокна

 

Типичные микроэлектронограммы углеродного волокна, полученного при 3000 "С:

а — точечная  электронограмма микрообъема волокна, характерная для крупнокристаллической структуры; б — электронограмма более дисперсной части углеродной нити.

 

На электрограмме хорошо видны два энергетических уровня с шестью узлами максимальной плотности электронов. Чем более упорядоченнее кристаллическая структура графита, тем чётче картинка. Центральное пятно - это засветка от электронного пучка, которым облучают нагретый образец.

Молекулы образуются путем соединения разноименных магнитных полюсов их валентных электронов, которые связаны с протонами ядер также магнитными полюсами.

 

Позитронная прошивка всех нуклонов изотопа углерода С12

 

7 Азот.  Строение ядра изотопа азота 14N ( J = 1+). Ядро атома азота имеет несколько способов позитронной прошивки.

Два позитрона, лежащие в экваториальной плоскости, связывают по три нуклона сразу. При таком способе позитронной прошивки протоны не имеют возможности развернуться в валентное полярное положение. Поэтому два протона с их электронами всегда химически инертны.

Два центральных нуклона, протон и нейтрон, прошиты одним позитроном. Протон и его электрон в таком валентном полярном положении обеспечивает постоянную валентность атома азота +1, см. рисунок ниже.

Оставшиеся четыре протона могут переходить из экваториального инертного положения в полярное валентное положение. Позитронная прошивка позволяет двум валентным протонам, имеющим вращение, противоположное вращению центрального протона, разворачиваться в свою сторону. Такая комбинация обеспечивает атому азота валентность +3, см. рисунок ниже.

Два других протона у атома азота имеют такое же вращение, как и центральный протон, поэтому они могут разворачиваться только в противоположную от протона сторону. Один первый протон разворачивается легко, и его электрон занимает центральное положение на противоположном торце атома азота, обеспечивает атому азота валентность +4.

Пятый протон и его электрон в валентное полярное положение разворачивается с большим трудом. Ему мешает однонаправленное вращение четвёртого протона и электрона. Для реализации валентности +5 атому азота нужна дополнительная энергетическая накачка, см. рисунок.

 

Ядро изотопа азота 14 в трёхвалентном состоянии

Молекула азота, атомы азота в трёхвалентном состоянии

Ядро изотопа азота 14 в пятивалентном состоянии

Пять валентных электронов у атома азота

 

8 Кислород. Ядро изотопа 16О(99,759%) кислорода имеет 8 протонов, это второе после гелия магическое число в ядерной физике. У кислорода впервые образует полностью замкнутое, полностью стабильное, химически инертное углеродное кольцо, см. рисунок ниже.  В углеродном кольце шесть позитронов сшивают по три нуклона, по одному протону и по два нейтрона.

Каждый нейтрон прошит позитроном дважды, это объясняет особую прочность связей нейтронов в ядре атома кислорода.

Шесть позитронных колец лежат в экваториальной плоскости и у протонов нет никакой возможности развернуться в валентное полярное положение, см. рисунок ниже.

Валентными являются только два торцевых полярных протона, расположенных точно по центру симметрии ядра атома (спинJ=0+), отсюда такая химическая активность кислорода. Два его валентных электрона легко примагничиваются к торцевым валентным электронам других атомов, ведь им не надо гасить инерцию вращения ядра атома.

Каждый валентный протон прошит общим позитроном с одним нейтроном. Пришитый нейтрон имеет возможность вращаться вокруг протона, подавляя отдельные вылазки кольцевых протонов.

Известно, например, что у всех лёгких элементов от лития до кислорода (атомный номер 8) имеется только два стабильных изотопа, из которых один (лёгкий) соответствует

равенству Ν=Ζ, а в другом (более тяжёлом) число нейтронов на единицу больше числа протонов. У кислорода такие изотопы также имеются, но, кроме того, у кислорода имеется и третий изотоп с массовым числом 18.

Начиная с кислорода, закономерность в числе изотопов другая - элементы с нечётным Ζ имеют только один стабильный изотоп (F, Na, ΑΙ, Ρ), а элементы с чётным Ζ обладают тремя изотопами (О, Ne, Mg, S).

Происшедшее при Z=8 изменение в характере изотопного состава элементов является следствием того, что нуклоны заполнили первую из ядерных слоёв-оболочек (первое углеродное кольцо).

В литосфере содержится более 47% кислорода по весу, в гидросфере — 85,89% и в атмосфере — 23,01%. И это не случайно. Природа отдаёт предпочтение симметричным ядрам химических элементов с полностью заполненными ядерными слоями-оболочками.

Существует глубокий минимум распространённости в области лития, бериллия и бора и максимум распространенности углерода и кислорода!

Магические числа 2, 8, 14, 20, 28, 50, 82 и 126. Почему именно эти числа являются магическими в ядерной физике?

Магические числа в ядерной физике являются следствием геометрически правильного строения ядер атомов при заполнении очередного N-го углеродного слоя- оболочки.

Ни азот с числом протонов 7, ни фтор с числом протонов 9 не имеют такого красивого правильного абсолютно симметричного строения, как ядро атома кислорода с числом протонов 8.

Молекула кислорода О2. Химическая связь между атомами в молекуле прочная, при образовании 1 моль O2 из атомов выделяется 493,57 кДж. Ранее связь между атомами в молекуле O2 передавали схемой О=О. Однако такая схема была бы правильной, если бы образование молекулы O2 происходило путем образования двух электронных пар из первоначально неспаренных электронов, которых по два у каждого атома О. Но в действительности все сложнее, см. рисунок.

 


Положение двухвалентных электронов в молекуле кислорода О2. и два не спаренных валентных электрона.  Плоскости основания конусов - это плоскости вращения  тора электрона. Цвет тора - это направление вращение тора электрона для наблюдателя с поверхности ядра атома

Положение шестивалентных электронов в молекуле озона О3. Фигура неустойчивая, находятся под сильным напряжением

 

Оказалось, что в молекуле О2 содержится два неспаренных электрона. Этот вывод следует из того твердо установленного факта, что вещество кислород обладает магнитными свойствами (он парамагнитен). Так, струя жидкого кислорода реагирует на магнитное поле, отклоняется при поднесении к ней постоянного магнита. Этим кислород отличается, например, от немагнитных (диамагнитных) водорода, азота и воды, в молекулах которых все электроны спарены.

Молекула озона О3. Элементу кислороду отвечают два газа – кислород О2 и озон О3. Молекула О3 имеет треугольное строение (см. рисунок выше), в ней все шесть валентных электрона спарены, так что газообразный озон – немагнитное (диамагнитное) вещество.

Озон - соединение неустойчивое, склонное к самопроизвольному взрыву. Валентные электроны очень сильно наклонены друг к другу и при малейшей возможности распрямляются с выделением энергии взрыва.

Все определяется магнитными моментами электронов. Не все электроны участвуют в создании парамагнетизма, а только неспаренные, т.е. у которых нескомпенсированный магнитный момент как у молекулы кислорода.

Поэтому все инертные газы диамагнетики, т.к. у них полностью заполненные электронные оболочки и значит, все электронные моменты скомпенсированы. Также и поваренная соль (NaCl) - тоже диамагнетик, т.к. если один электрон перейдет от натрия к хлору, то и у иона натрия и у иона хлора будут полностью заполненные электронные оболочки.

Полными аналогами кислорода по симметричному строению являются кальций Са и стронций Sr (см. рисунок). Изотоп кальция  40Са,  как и изотоп кислорода 16О,  имеют дважды магическое ядро.

 

Азот14     J = 1+ валентность +1

Кислород16     J = 0+ валентность +2

Фтор19     J = 1/2+ валентность -1

 

Электронная оболочка атома азота, валентность +5

Электронная оболочка атома кислорода и иона О –2

Электронная оболочка атома фтора, валентность –1

 

9 Фтор. С ядра атома изотопа фтора 19F(100%) начинается одновременное строительство с обоих торцов второго и третьего углеродного кольца.

Одинокий торцевой валентный протон ядра атома фтора обеспечивает повышенную химическую активность ( J = ½+). Почему фтор более химически активнее, чем кислород?

Это объясняется строением его ядра, см. рисунок выше. На рисунке видно, что одинокий протон ничем не связан, и позитрон имеет возможность свободно вращаться. Эта энергия свободного позитрона передаётся валентному электрону.

Почему два протона с противоположного торца ядра атома фтора не проявляют валентных свойств?

Потому что они пришиты позитронами к двум парам нейтронов. Плоскость вращения позитронов параллельна экваториальной плоскости вращения ядра атома фтора. У этих протонов нет возможности развернуться в валентное полярное положение, см. рис.

Протонное строение  ядра  атома фтора  повторяется  у галогенов и  всех щелочных

 

металлов, вплоть до предпоследнего, ещё не синтезированного 119 химического элемента. Одинаковое торцевое протонное строение фтора и щелочных металлов  обеспечивает лёгкость протекания химических реакций с их участием и прочность их химических соединений.

 

 

Неон20     J = 0+ валентность 0

Натрий23    J = 3/2+ валентность +1

Магний25 J = 5/2- валентность +2

Алюминий27 J =5/2+ валентность +3

Электронная оболочка атома неона    валентность 0

Электронная оболочка атома натрия

валентность +1

Электронная оболочка атома магния валентность +2

Электронная оболочка атома алюминия валентность+3

 

 

Вид с торцов атома на валентные электроны

 

10 Неон. Изотоп неона 20N - самый распространённый в природе (90,92%). Ядро атома неона можно рассматривать как ассоциацию пяти  альфа частиц. У неона второе углеродное кольцо не достроено, оно состоит из двух атомов гелия, отсюда такая химическая инертность.

Все позитронные кольца, прошивающие по три нуклона сразу, лежат в экваториальной не валентной плоскости. Протоны не имеют возможности развернуться в валентное полярное положение.

Природа использует все возможные варианты построения атомных ядер, статистическая вероятность показывает её предпочтения. Ядро атома неона можно построить двумя способами. Первый способ - это когда все четыре протона лежат в одной плоскости на первом углеродном кольце, перпендикулярной оси вращения ядра атома. Во втором способе с каждой стороны углеродного кольца лежат по два протона, см. рисунок ниже.

Но такое построение не может объяснить распухание диаметра атома неона в два раза по сравнению  с предыдущими атомами. Единственное логическое объяснение - внутренние электронные облака первой оболочки выталкивают  вторую электронную оболочку на более высокую орбиту.

 

Первый вариант плохо сбалансирован по спинам электронов, 4 электрона тормозят друг друга

Второй вариант хорошо сбалансирован по спинам, но протоны не могут так развернуть свои электроны

Третий вариант расположения сфер непроницаемости электронов оптимален

Рис. Электронная оболочка атома неона

 

 

Третий вариант отражён в таблице очерёдности заполнения электронной оболочки. Энергия всех электронов при втором варианте одинакова. 

 

 

2p

2p

 

2s

2p

 

2p

 

 

1s

2p

 

2s

2p

 

1s

 

очерёдность заполнения протонной оболочки ядра неона

После неона следующие протоны симметрично поочерёдно собираются на торцах ядра атома неона. Когда с каждой стороны первого углеродного кольца набралось по 6 протонов и 6 нейтронов, образуется тройное углеродное кольцо ядра атома аргона,  см. рис. Рассмотрим ход этого строительство подробнее.

 

 

11 Натрий  Изотоп 23N, единственный стабильный, имеет не симметричное строение (J = 3/2+).

Строение его ядра и позитронная прошивка аналогична неону. Одиннадцатый протон занимает положение, позволяющее ему сшивать своим позитроном ещё два нейтрона. Но для центральной позиции ему не хватает оппозитного протона или нейтрона. А из бокового положения его выталкивает электрон, который с ним жёстко  связан.  Орбита рассчитана на 6 электронов, а пятый электрон образует несимметричную фигуру, с которой пятый электрон принудительно выталкивается электростатическими силами.

 

12 Магний, получив двенадцатый протон, выстраивает два валентных торцевых протона  по оси симметрии. Два его изотопа 24Mg(10,13%) и 26Mg (78,7%) симметричны и немагнитны     J = 0+,   а изотоп 25Mg(11,17%) обладает магнитными свойствами, он не симметричен  J = 5/2-.

 

 

 

 


image014Нажать левую кнопку мыши и двигать картинку в окне

Электронограммы алюминия при разных энергиях облучения

13 Алюминий. Изотоп 27AL, единственный стабильный, имеет два валентных  протона с одной стороны торца и третий валентный протон на оси симметрии. Между ними периодически проскальзывает стабилизационный нейтрон. Два протонных вихря  закручены в одну сторону, а стабилизационный нейтрон закручен в обратную сторону, это не позволяет протонам тормозиться при столкновениях. Это делает систему самоорганизующихся нуклонов устойчивой. С противоположного торца симметрично бегает ещё один стабилизационный нейтрон, он отвечает за валентность, не позволяет кольцевым протонам развернуться параллельно оси вращения ядра атома. Во всех своих устойчивых соединениях алюминий трёхвалентен. Это говорит о том, что три торцевых валентных электрона, жёстко связанных с его торцевыми протонами, имеют одинаковую энергию и находятся на практически одинаковом расстоянии от ядра. При высоких температурах алюминий может проявлять валентность +1, это его единственный 3р электрон, при нагреве удаляется от ядра дальше остальных двух 3s электронов.

Наиболее сильное расслоение наблюдается у наружных валентных оболочек и незаполненных, которые обладают минимальной устойчивостью (автор называет их активными). Это хорошо видно на примере электронограммы алюминия, когда энергия бомбардирующих электронов различна.

 

14 Кремний.  Изотоп кремния 28Si самый распространённый (92,21%) в четырёхвалентном состоянии имеет такой вид, см. рисунок ниже. Все 4 оси валентных протонов параллельны оси вращения ядра атома. В двухвалентном состоянии он бывает реже, но может принимать и инертную форму, 14 протонов позволяю т это делать. В инертной форме все 14 осей вращения протонов параллельны плоскости вращения ядра атома кремния.  Поэтому изотоп кремния относят к магическим ядрам.  Кремний - второй после кислорода по распространенности в земной коре элемент (27,6% по массе). И это не случайно. Природа отдаёт своё предпочтение симметричным ядрам химических элементов с полностью заполненной протонной оболочкой. При низких температурах кристаллический кремний химически инертен, при нагревании его реакционная способность резко возрастает. Судя по более предпочтительной валентности +4, все его торцевые валентные электроны находятся на примерно одинаковом расстоянии от ядра.

 

15 Фосфор имеет только один стабильный изотоп 31Р (см. рисунок ниже)  и может принимать валентные формы -3,+3, +1, +5. Элементарный фосфор в обычных условиях представляет собой несколько устойчивых аллотропических модификаций. Обычно выделяют четыре модификации простого вещества — белый, красный, черный и металлический фосфор.  В обычных условиях существует только три аллотропических модификации фосфора, а в условиях сверхвысоких давлений — также металлическая форма. Все модификации различаются по цвету, плотности и другим физическим характеристикам. Заметна тенденция к резкому убыванию химической активности при переходе от белого к металлическому фосфору и нарастанию металлических свойств. Аллотропические  модификации  фосфора имеют разное строение ядра атома и электронной оболочки, см. таблицу аллотропических форм фосфора.

Валентные протоны сосредоточены по торцам ядра атома неона. Два с одного и три с другого торца. Наиболее характерная валентность +5 говорит о том, что все его валентные торцевые электроны находятся на одинаковом расстоянии от ядра. Суммарный спин 1/2+ обеспечен смещением одного 3s протона с центрально осевого положения. Два валентных торцевых протона находятся на нейтронных «балконах», это позволяет максимально разнести три протонных вихря с одинаковым спином, вращающимся в одну сторону.

 

Таблица аллотропических модификаций фосфора

Белый фосфор, валентность +5

Красный фосфор, валентность +/-3

Чёрный фосфор, валентность +1

Металлический фосфор, валентность 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 Сера. Самый распространённый изотоп серы 32S (95%), см. рисунок ниже, может принимать валентные формы +2, +4, +6. Три валентных 3р+ протона симметрично прилепились к 3s- протону,  расположенному с одного торца ядра атома неона. Четвёртый 3р+ протон расположен с другого торца.

 

17 Хлор. Изотоп 35Cl, распространённость (75,53%), может принимать четыре валентные формы -1,+1 +3, +5, +7 редко +2 и +4. У этого стабильного изотопа впервые формируется третье нейтронное кольцо, 18-ти нейтронов хватает на это. Валентные протоны распределились по торцам ядра атома неона следующим образом. Три валентных протона со стороны недостроенного второго слоя-оболочки. Два из этих протона достраивают второй слой-оболочку, а третий осевой S протон обеспечивает валентность +1, -1. Ещё четыре валентных протона начинают строительство нового третьего слоя-оболочки. В хлориде натрия каждый атом Cl в кристалле NaCl связан с шестью другими атомами, плюс седьмая связь с Na.

Атомы с торцевыми валентными s-электронами, как  с наинизшей энергией связи с протонами, легко вступают в магнитные связи с другими валентными электронами, поэтому такие атомы и их коллективы в виде, например, твердых тел, являются сильными восстановителями и легко окисляются. Интересно отметить, что вещества и материалы на основе s – элементов, как правило (кроме водорода и гелия) – это металлы, и они также легко окисляются; способность быть восстановителем усиливается с ростом n.  По мере того как образуются ионы, взаимодействующие друг с другом по законам электростатики, на основе s-элементов образовано много положительных ионов. Как только в пределах уровня появляются р-орбитали, т. е. более высокие по запасам энергии, электроны увеличивают силы взаимодействия с ядром. Чем больше электронов на p-подуровнях, тем менее свойственна этим атомам способность к потере электронов. Более того, у них появляется способность к приобретению их, т. е. к способности атома быть восстановителем добавляется способность атома быть окислителем. Это уникальное свойство только р-элементов определенного уровня заполнения; ни s - металлы, ни в последующем d-металлы не могут быть, как правило, окислителями. Таким образом, при переходе с s- на p- конфигурацию к свойству отдавать электроны добавляется свойство присоединять электроны. В области p-элементов есть много таких (например, металл алюминий и неметаллы кремний, германий), которые используются при изготовлении конструкционных (алюминий) или полупроводниковых (кремний, германий) материалов. Из s-элементов ранних уровней те, которые способны распаривать (промотировать) свои электроны при определенных  условиях с s- на p-подуровни (например магний, бериллий),

также могут быть использованы при получении конструкционных материалов. Среди р-элементов металлов, применяемых широко в промышленности, не так много, кроме алюминия – олово, свинец и некоторые другие.

Следующая группа элементов – d-элементы, т.е. те, у которых заполняется d-конфигурация. Как показывает опыт, они характеризуются в большей степени способностью к отдаче электронов, т.е. являются металлами и восстановителями. Поскольку энергия d- орбитали выше, чем s-, d- элементы более устойчивы в окружающей среде, а некоторые благородные – золото, серебро – термодинамически стабильны, вследствие чего на их основе изготавливают самые устойчивые в окислительной среде материалы. Как правило, все современное конструкционное материаловедение использует (в масштабах иногда до сотен миллионов и тонн в год в мировом масштабе) именно d-металлы: железо, титан, никель, хром, вольфрам, молибден, медь, кобальт.

 

 


Кремний28 J = 0+    в четырёхвалентном состоянии

Фосфор31  J = 1/2+   в пятивалентном состоянии

Сера32   J = 0+          в шестивалентном состоянии

Хлор35  J = 3/2+ в семивалентном состоянии

Кремний28 в двухвалентном состоянии

Фосфор31 в трёхвалентном состоянии

Сера32 в четырёхвалентном состоянии

Хлор35 в одновалентном состоянии

 

Кремний28 в инертном состоянии

Фосфор31 в одновалентном состоянии

Сера32 в двухвалентном состоянии

 

Электронная оболочка атома кремния

валентность +4

Электронная оболочка атома фосфора

валентность +5

Электронная оболочка атома серы

валентность +6

Электронная оболочка атома хлора

валентность +7

 

Расположение электронов на торцах атома при максимально возможной валентности

 

18 Аргон. Изотоп аргона 40Аr - самый распространённый в природе (99,6%), его 18

протонов хватает для полноценного заполнения трёх слоёв-оболочек. Следующие протоны симметрично поочерёдно собираются на торцах ядра атома неона. Когда с каждой стороны «снежинки» набралось по 6 протонов и 6 нейтронов, образуется тройная «снежинка» ядра атома аргона, см. рисунок ниже.  Ядро атома аргона состоит из трёх углеродных колец, в которых нуклоны уложены в плотную упаковку столбиком, см. рисунок ниже. На обоих торцах находятся по два стабилизационных нейтрона. Два нейтрона занимают центрально осевое положение, а два других стабилизационных бегают симметрично по торцам ядра атома, сталкивая с торца валентные протоны. Этим объясняется химическая инертность аргона. Ни один протон не может развернуться и стать валентным, совместив свою ось вращения с осью вращения ядра атома.

Из того факта, указанного В. Пакулиным (2004), что “поток электронов в мощной вакуумной дуге не расталкивается, а стягивается (явление шнурования дуги)”, можно сделать вывод, что кулоновское отталкивание электронов друг от друга в дуге отсутствует. В. Пакулин объясняет это явление тем, что взаимодействие одноименных электрических зарядов зависит от взаимной ориентации их “зарядовых трубок”. Если  зарядовые трубки параллельны, то кулоновское взаимодействие отсутствует.

 

Позитронная прошивка углеродного кольца вызывает смещение сфер непроницаемости протона. Протон и его нейтрон вращаются немного не  соосно. Плоскости их вращения находятся под углом 300.

Инертное ядро атома аргона набирается из нескольких слоёв углеродных колец. Каждый слой развёрнут на 1800 друг относительно друга. Это позволяет нуклонам вращаться сонаправленно.

 

 

 

Неон20 J = 0+ валентность 0

Электронная оболочка атома неона

Электронная оболочка аргона валентность 0

Аргон40     J = 0+ валентность 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У изотопа аргон 40Ar18 видно, что двойная позитронная прошивка не даёт развернуться торцевым протонам в валентное положение. Ещё двум протонам с каждого торца мешают торцевые нейтроны. Оставшимся двум потенциально валентным протонам мешает встречное вращение позитрона.

От аргона до хрома строительство ядра атома идёт обычным способом. Протоны, попеременно симметрично, с учётом спина, достраивают два новых углеродных кольца  с обоих торцов ядра атома аргона, см. рисунок ниже.

 

Нейтронная сердцевина ядра укладывается правильными стопками. А протонная оболочка смещается в шахматном порядке. У ядра атома образуется шесть сдвоенных магнитных полюсных дорожек.

Три магнитных полюса северных и три магнитных полюса южных. Каждая сдвоенная магнитная полюсная дорожка «смотрит» на свой электронный цуг. Каждый протон «пристально смотрит» на свой электрон.

 

 

 

 

 


2p

3s

3p

3p

2s

2p

2p

1s

3p

3p

3s

2p

2p

2s

3p

3p

1s

2p

Порядок заполнения протонной оболочки ядра атома аргона

19 Калий  Изотоп калия 39К имеет спин J = 3/2+, это говорит о том, что один валентный   4s протон бегает вокруг центрального осевого нейтрона. Эта непрерывная беготня вызывает прецессию оси вращения валентного 4s протона. К валентному 4s  протону жёстко прикреплён магнитными связями 4s валентный электрон. Этот валентный 4s электрон обшаривает всё полушарие над осью вращения ядра атома. Этот электрон, как голодный волк, набрасывается на всё, что есть в его полушарии. Этим объясняется повышенная химическая активность калия. Калий обладает большой сжимаемостью при приложении внешнего давлении, т.к. его одинокий валентный торцевой электрон далеко отбрасывается электростатическими силами.

 

20 Кальций 40Са ( J = 0+), этот изотоп имеет абсолютно симметричное ядро атома. У него дважды магическое число - 20 протонов и 20 нейтронов входят в состав этого изотопа. У кальция два валентных 4s протона, но его химическая активность ниже, чем у калия, в чём причина? Причина в центрально осевом положении двух валентных 4s протонов. Их оси вращения жёстко связаны с осью вращения ядра атома. Площадь сегмента полусферы, доступная для контактов у кальция, гораздо меньше, чем у калия. Этим объясняется  меньшая химическая активность кальция по сравнению с калием.

 

21 Скандий на 100% состоит из изотопа 45Sc. Такая не симметричная комбинация зарядов из 21-го протона может устойчиво существовать только при таком наборе нейтронов. Дополнительные шесть нейтронов образуют новый четвёртый нейтронный слой и дают возможность устойчиво существовать нечётному 21-му протону ( J = 7/2-). Со скандия начинается строительство четвёртого углеродного кольца.

 

22 Титан.  У самого распространённого (73,99%) изотопа титана 48Ti четвёртый протонно-нейтронный слой сбалансирован ( J = 0+), см. рисунок ниже. В последнем ещё недостроенном протонном слое есть два вакантных места для двух протонов. Повышенная химическая стойкость титана объясняется наличием этих вакантных мест, их могут занимать валентные осевые торцевые 4s протоны. Заполнив недостроенный четвёртый протонно-нейтронный слой протонами и нейтронами, ядро титана по строению начинает напоминать ядро аргона. Четыре торцевых протона обеспечивают валентность +2, +3, +4. Валентность +2 обеспечивают два торцевых 4s протона.

 

23 Ванадий.  Пять торцевых протонов изотопа ванадия 51V обеспечивают ему валентность +2, +3, +4, +5. Три торцевых 3р протона имеют одинаковый спин 1/2+. Они лежат на «боку» под углом 120 градусов в четвёртом протонном слое и обеспечивают валентность +3, +4, +5. Изначально они не валентны, их электроны перпендикулярны оси вращения ядра ванадия.  Первыми в магнитную связь вступают два торцевых электрона у осевых 4s протонов, обеспечивая валентность +2. Эти осевые-торцевые электроны вращаются синхронно с ядром ванадия. Им не надо гасить инерцию вращения тяжёлого ядра атома. Нечётный протон изотопа V51 обеспечивает суммарный ядерный спин   J = 7/2-.

 




Калий39                 J =3/2+ валентность +1

Кальций40 J=0+ валентность +2

Скандий45 J=5/2-3/2+1/2=7/2- валентность +2

Титан48       J=0+  валентность +2

Ванадий51 J = 7/2- валентность +2

Электронная оболочка атома калия валентность +1

Электронная оболочка атома кальция валентность +2

Электронная оболочка атома скандия валентность +3

Электронная оболочка атома титана валентность +4

Электронная оболочка атома ванадия валентность +5

Расположение электронов на торцах атома при максимально возможной валентности

 

24 Хром.  У хрома начинается строительство пятого протонно-нейтронного углеродного кольца. Самый распространённый изотоп хрома 52Cr (83,76%), его ядро имеет такой вид, см. рисунок ниже.

Хром - первый химический элемент, у которого обнаружено нарушение в заполнении электронной оболочки. По теории, электронная оболочка должна выглядеть так: (Аr)4s2 3d4. Спектральный анализ показывает такое строение: (Аr)4s1 3d5. Вместо одного отсутствующего 4s электрона появляется пятый 3d электрон. Почему?

Прежде всего, надо обратить внимание на то, что энергетически 4s электроны и 3d электроны практически идентичны. Что до построения четвёртой 4р оболочки не встречалось. Эта энергетическая равноценность  электронных вихрей вызывает сбои в дальнейшем построении электронных слоёв.

Взглянем на рисунок ядра атома хрома, и всё становится ясно! Виновата зарядовая симметрия (J=0+), у ядра атома хрома появился пятый нейтронный слой, на котором можно удобно разместиться протонам. Ни у ванадия, ни у титана нет такой возможности,

поэтому их ядра зарядово не симметричны. А начиная с ядра атома хрома, начинает восстанавливаться  зарядовая симметрия! Один осевой 4s+ протон со спином 1/2+ покидает свой торец и занимает на противоположном торце позицию 3d со спином 3/2+. Две энергетически одинаковые электронные сферы непроницаемости на одном торце атома хрома занимают зарядово симметричные позиции. Поэтому с центральной осевой позиции 4s+ протон переходит в более удобную 3d позицию.  Все валентные протоны на торцах ядра атома хрома, даже 4s+, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения, под углом 120 градусов друг к другу. Это объясняет химическую стойкость хрома. Шесть торцевых валентных протонов обеспечивают валентность +2, +3, +6. Хром антиферромагнетик, антипараллельная ориентация элементарных магнитных моментов  торцевых электронов причина этого. При нагревании антиферромагнетик испытывает фазовый переход в парамагнитное состояние. Хром обладает всеми характерными свойствами металлов — хорошо проводит тепло, почти не оказывает сопротивления электрическому току, имеет присущий большинству металлов блеск.

Любопытна одна особенность хрома: при температуре около 37°С он ведет себя явно «вызывающе» — многие его физические свойства резко, скачкообразно меняются. В этой температурной точке внутреннее трение хрома достигает максимума, а модуль упругости падает до минимальных значений. Так же внезапно изменяются электропроводность, коэффициент линейного расширения, термоэлектродвижущая сила. Пока ученые не могут объяснить эту аномалию.

 

25 Марганец имеет только один стабильный изотоп 55Mn. Основные валентные состояния  -1, 0, +2, +4, +7. Семь валентных протонов размещаются на торцах ядра атома в соотношении как 3 к 4. Ядро изотопа имеет не симметричное строение спин  J=5/2-.

 

Him11R-1.jpg

26 Железо имеет четыре стабильных изотопа, самый распространённый 56Fe(91,66%), 54Fe(5,82%), 57Fe(2,19%), 58Fe(0,33%). Восемь протонов симметрично по четверо, размещаются на четвёртом и пятом нейтронном кольце ядра атома железа, объясняют экзотическую +8 предельную валентность железа. Четыре валентных протона на торце ядра атома - предельно возможное состояние. Причём центральный протон, чтобы не тормозить три боковых протона, должен иметь обратное вращение (спин). Изображение ядра (на рисунке ниже) объясняет его предельную валентность +8 и его химическую инертность к некоторым химическим веществам. Железо — ферромагнетик, оно легко намагничивается, но теряет магнитные свойства при снятии магнитного поля. С повышением температуры магнитные свойства железа ухудшаются и выше 769°С оно практически не поддается намагничиванию (иногда железо в интервале 769—910°С называют &betta;-Fe); γ-Fe не является магнитным материалом.

При температуре  769°С  происходит перестройка ядра атома железа, из обычного шестивалентного оно превращается в восьмивалентное. Одна из пар нейтральных боковых протонов при нагревании распаривается и протон с отрицательным 1/2- спином занимает центрально осевое положение. Вокруг него группируются три протона с 5/2+ спином. Два торца ядра атома железа приобретают зеркальную симметрию. Оба торца ядра атома оканчиваются протонами с 1/2- спином. Отсюда немагнитные свойства &betta;-Fe и γ-Fe..

В незаполненном подслое пять электронов обладают положительным (правым) спином и лишь один – отрицательным (левым). Следо­вательно, атом железа имеет четыре не скомпенсированных спина. Подобное отсутствие компенсации спиновых моментов в одном из внутренних слоев электронной оболочки атома является необходимым условием ферромагнетизма.

 

Позитронная прошивка нуклонов изотопа двухвалентного железа 56Fe

Электронная оболочка двухвалентного атома железа с инертной сферой непроницаемости и двумя валентными электронными вихрями

 

27 Кобальт имеет только один стабильный изотоп 59Со. Четвёртое углеродное кольцо продолжает  достраиваться у ядра атома кобальта. Вторая пара протонов с противоположными спинами, надёжно залегает в боковом положении, обеспечивая предельную валентность +5. Ядро изотопа имеет не симметричное строение.

Какую валентность следует приписать атому кобальта в его хлориде, присоединившем шесть молекул аммиака с образованием соединения CoCl3·6NH3 (или, что то же, Co(NH3)6Cl3)? В нем атом кобальта соединен одновременно с девятью атомами хлора и азота!

В этом соединении кобальт находится либо в трёх, либо в пятивалентном состоянии.

 

28 Никель имеет пять стабильных изотопов, самый распространённый  58Ni(67,76%),  60Ni(26,16%),  61Ni(1,25%),  62Ni(3,66%),  64Ni(1,16%). Окончательно достраивается четвёртое углеродное кольцо у никеля. Предельная валентность +4, см. рисунок ниже.

 

 


Хром52    J=0+ валентность +3

Марганец55 J=5/2- валентность +2

Железо56  J=0+ валентность +8

Кобальт59 J=7/2- валентность +2

Никель58  J=0+ валентность +2

Электронная оболочка атома хрома валентность +6

Электронная оболочка атома марганца валентность +7

Электронная оболочка атома железа валентность +8

Электронная оболочка атома кобальта валентность +5

Электронная оболочка атома никеля валентность +4

Расположение электронов на торцах атома при максимально возможной валентности

 

29 Медь имеет два стабильных изотопа: 63Cu(69,1%) и 65Cu(30,9%). У меди мы наблюдаем второй слой в электронном строении оболочки. Как видно из рисунка ниже,  у ядра изотопа атома 63Cu нет одного торцевого 4s протона, его место занимает нейтрон. Как и у атома хрома, второй 3d электрон сталкивает 4s электрон с центрально осевой позиции.

Такое пространственное распределение зарядов оптимально для 29 протонов и объясняет переменную валентность меди +1 и +2, обеспечиваемую 4s- протонами. Валентность +3 и +5  обеспечивают три торцовых 3d протона ядра атома. С меди начинает строиться пятое углеродное кольцо в ядре. Но одна пара протонов плохо, ненадёжно залегает в боковом положении, обеспечивая меди, как и железу, переменную валентность.

 

 

Электронограммы пленок алюминия, цинка, свинца и ртути при температуре конденсации, а также после нагрева до комнатной температуры

30 Цинк имеет пять стабильных изотопов, самый распространённый 64Zn(48,89%),  66Zn(27,81%),  67Zn(4,11%),  68Zn(18,57%),  70Zn(0,62%). У ядра атома цинка полная зарядовая симметрия, см рисунок ниже. Две пары протонов продолжают строить пятое углеродное кольцо. Валентность +2 обеспечивают два торцевых 4s протона. Бороться с «выскочками» помогают два торцевых стабилизирующих нейтрона,  вращаясь вокруг центральных протонов, они заталкивают на место боковые протоны. Этим обеспечивается стабильная валентность цинка +2.

 

31 Галлий имеет два стабильных изотопа 69Ga(60,4%) и 71Ga(39,6%). Ядро галлия с одного торца имеет один стабилизирующий торцевой нейтрон, расположенный оппозитно 4р+ протону, обеспечивая симметричность расположения протона. Строительство пятого углеродного кольца приостанавливается, начинается строительство шестого углеродного кольца. Запас 3d электронов закончился. Устойчивый фундамент из 3d электронных облаков для 4р электронов возведён. С галлия начинает достраиваться 4р электронный слой-оболочка.

 

32 Германий имеет пять стабильных изотопов, самый распространённый 74Ge(36,54%), 70Ge(20,52%), 72Ge(27,43%), 73Ge(7,76%), 76Ge(7,76%). Появляется второй 4р+ протон с положительным спином с одного торца ядра атома. Заряд ядра германия 32 чётный, изоспин ядра  J= 0+.

 

33  Мышьяк имеет только один стабильный изотоп 75As. Появляется третий 4р+ протон с положительным спином с одного торца ядра атома.

Из таблицы периодической системы протонной структуры ядер 120 химических элементов можно заметить и сделать следующий вывод: Все три 4р+ протона с положительным спином появляются только со стороны 4s- протона с отрицательным спином. И наоборот все три 4р- протона с отрицательным  спином появляются со стороны 4s+ протона с положительным спином.

Физический смысл происходящего: спин-спиновые взаимодействия протонов в ядре атома. Происходит стихийное самосогласование вращений протонных вихрей. Центральный-полярный 4s протонный вихрь вращается «попутно» 4р протонным  вихрям.


 

Медь63             J = 3/2- валентность +5

Цинк 64            J = 0+ валентность +2

Галлий 69         J = 3/2- валентность +3

Германий 74     J= 0+ валентность +4

Мышьяк75          J = 3/2- Валентность +5

Электронная оболочка атома меди валентность +5

Электронная оболочка атома цинка валентность +2

Электронная оболочка атома галлия валентность +3

Электронная оболочка атома германия валентность +4

Электронная оболочка атома мышьяка

валентность +5

 

Расположение электронов на торцах атома при максимально возможной валентности

 

34 Селен имеет шесть стабильных изотопов, самый распространённый 80Se(49,82%),  74Se(0,87%),  76Se(9,02%), 77Se(7,58%), 78Se(23,52%), 82Se(9,19%). В химических соединениях селен обычно проявляет валентность +4 +6 и –2.  Один торец ядра полностью насыщен 4 шт. валентными протонами.  Судя по валентности, на другом торце его ядра появляется первый 4р- протон с отрицательным спином. Начинается строительство седьмого углеродного кольца. Стихийная самоорганизация начинает восстанавливать зарядовое равновесие.

 

35 Бром имеет два стабильных изотопа 79Br(50,537%),  81Br(49,463%). Предельная валентность +7. Появляется второй 4р- протон в седьмом строящимся углеродном слое.

 


Селен80             J =0+ валентность +6

Бром79                 J = 3/2- валентность+7

Криптон84      

J = 0+

валентность 0

Рубидий85          J = 5/2- валентность+1

Стронций88  

J = 0+ валентность+2

Электронная оболочка атома селена валентность +6

Электронная оболочка атома брома валентность +7

Электронная оболочка атома криптона валентность 0

Электронная оболочка атома рубидия валентность +1

Электронная оболочка атома стронция валентность +2

 

n

3d

2p

3s

3p

3d

4p

4p

3d

3p

2s

2p

3d

n

n

4s

2p

1s

3p

3d

4p

4p

3d

3p

3s

2p

3d

n

n

3d

2p

2s

3p

3d

4p

4p

3d

3p

1s

2p

4s

n

Порядок заполнения протон-

ной оболочки ядра атома криптона

36 Криптон имеет шесть стабильных изотопов, самый распространённый 84Kr(56,90%),  78Kr(0,354%), 80Kr(2,27%), 82Kr(11,56%), 83Kr(11,55%), 86Kr(17,37%). Шестое и седьмое углеродное кольцо одновременно достраивается у криптона. Третий 4р- протон заканчивает строительство седьмого протонного кольца. А два 4s  протона прочно залегают в шестом углеродном 3d кольце, достраивая его.  При этом наружная электронная оболочка образует три замкнутых слоя по 6 электронов в слое, а в четвёртом электронном слое сразу 18 электронов. Все 36 электрона трёх электронных слоев вступают в магнитную связь между собой, образуя  6 цугов по 3 электрона в каждом цуге, и закладывается фундамент для 12 боковых 3d цугов.

У изотопа 84Kr на торцах ядра атома располагаются два протонных  кольца, состоящих из 4р+/- протонов. Это самый устойчивый и самый распространённый в природе изотоп криптона (56,9%). Ядро изотопа криптона абсолютно симметрично, у него геометрически правильное строения ядра.

У 86Kr магическое число нейтронов - 50, но он менее распространён в природе, всего 17,37%. Так что его магический статут сомнителен.

37 Рубидий имеет один стабильный изотоп 85Rb(72,15%) и один радиоактивный изотоп 87Rb(27,85%) с периодом полураспада 5х1010лет. Спин J = 5/2- говорит о нецентральном положении 5s+ протона.

Вывод: одиночные s протоны всегда на торце ядра атома  занимают нецентральное осевое положение.

Физический смысл происходящего: первый одиночный s протон вносит дисбаланс в симметричное ядро инертного атома и центробежные силы при вращении неизбежно отбрасывают его на край торца ядра.

Как только появляется второй s протон, симметрия восстанавливается, что мы видим на примере следующего элемента стронция.

 

38 Стронций имеет четыре стабильных изотопа, самый распространённый 88Sr(82,56%),  84Sr(0,56%),  86Sr(9,86%),  87Sr(7,02%). Изотоп стронция 88Sr тоже обладает магическим статутом, у него 50 нейтронов. Два торцевых валентных 5s протона обеспечивают стабильную валентность +2.

 

39 Иттрий имеет только один стабильный изотоп 89Y. С иттрия начинается строительство «фундамента» для 5р электронных сфер непроницаемости. Между 5р электронными сферами может свободно разместиться двенадцать  4d электронных сфер непроницаемости. Так появляется первый 4d+ протон. Валентность +3. Суммарный спин ядра J = 1/2- обеспечивается тем, что сфера непроницаемости 4d+ электрона имеет примерно одинаковый размер с торцевой 5s+ сферой  непроницаемости. Сфера непроницаемости 4d+ электрона мешает занять центрально осевое положение 5s+ сфере  непроницаемости. Они, 4d+ и 5s сферы непроницаемости занимают симметричное положение относительно оси  вращение ядра изотопа. И 5s+ электрон стягивает 5s+ протон с центрально осевого положения со спином J = 1/2+ в позицию со спином J = 3/2+. Оставшийся в одиночестве другой 5s- протон обеспечивает ядру изотопа 89Y  спин J = 1/2-.

40 Цирконий имеет пять стабильных изотопов, самый распространённый  90Zr(51,46%),  91Zr(11,23%),  92Zr(17,11%),  94Zr(17,40%),  96Zr(2,80%).  У циркония появляется второй 4d+ протон. Суммарный спин ядра  J = 0+. Предельная валентность +4.

 

41 Ниобий имеет только один стабильный изотоп 93Nb. У ниобия появляется третье, после хрома и меди, нарушение в строительстве электронной оболочки. Спектральный анализ показывает 5s1 4d4, а по теории должно быть 5s2 4d3. Вместо двух 5s электронов у ниобия обнаружен только один 5s электрон.

Почему?  Электроны 5s и 4d имеют практически одинаковую энергию и геометрические размеры сфер непроницаемости, см. таблицу квантования геометрических размеров электронных оболочек 120 химических элементов. У них практически одинаковый радиус сфер непроницаемости и они находятся на практически одинаковом расстоянии от ядра атома. Поэтому, когда появляется третий 4d+ электрон, он предпочитает не тесниться  вчетвером на одном торце ядра атома ниобия.  Этот электрон стремится восстановить зарядовую симметрию 5р электронной оболочки. Жёстко прикреплённый к нему 4d+ протон появляется на противоположном  торце ядра атома. Две сферы непроницаемости 5s+ и    4d+ электронов с одинаковой энергией и одинаковым спином конкурируют за центрально осевое положение 5s+ электрона. В результате оно остаётся вакантным.

И как у меди и хрома два валентных торцевых электрона ниобия занимают симметричное положение относительно оси вращения ядра атома. При этом 5s+ электрон стягивает 5s+ протон с центрально  осевого  положения со спином  J = 1/2+  в  позицию  со

 

Иттрий89           J = 1/2- валентность+3

Цирконий90      J = 0+ валентность+4

Ниобий93          J = 9/2+ валентность+5

Молибден98      J = 0+ валентность+6

Технеций97       J = 9/2+ валентность+7

Электронная оболочка атома иттрия валентность +3

Электронная оболочка атома циркония валентность +4

Электронная оболочка атома ниобия валентность +5

Электронная оболочка атома молибдена валентность +6

Электронная оболочка атома технеция валентность +7

 

спином J = 3/2+. Оставшиеся два не сбалансированных 4d+ протона и один центрально осевой 5s- протон  обеспечивает ядру изотопа  93Nb суммарный спин J = 5/2+ 5/2+1/2-.=9/2+.

 

42 Молибден имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый 98Мо(23,75%),   92Мо(15,86%), 94Мо(9,12%), 95Мо(15,7%), 96Мо(16,5%), 97Мо(9,45%), 100Мо(9,62%). Точно такая же ситуация складывается  и у молибдена.  Две сферы непроницаемости 5s+ и    4d+ электронов с одинаковой энергией и одинаковым спином конкурируют за центрально осевое положение 5s+ электрона на одном торце ядра атома. В результате оно остаётся вакантным. И мы видим нарушение в строительстве электронной оболочки 5s1 4d5, а должно быть 5s2 4d4. Вместо двух 5s электронов у ниобия обнаружен только один 5s электрон. Предельная валентность +6.

 

43 Технеций не имеет стабильного изотопа. Максимальная валентность+7. Восстанавливается обычный порядок строительства электронной оболочки.  Видимо, при одновременной конкуренции трех электронных сфер непроницаемости -  это оптимальный

 

зарядовый баланс. Суммарный спин ядра изотопа 97Тс  J = 9/2+ указывает, что оставшиеся два не сбалансированных 4d+ протона и один центрально осевой 5s- протон  обеспечивает ядру самого долгоживущего изотопа  97Тс суммарный спин J = 5/2+ 5/2+1/2-.=9/2+.

 

44 Рутений имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый 102Ru(31,61%), 96Ru(5,51%), 98Ru(1,87%), 99Ru(12,72%), 100Ru(12,61%), 101Ru(17,07%), 104Ru(18,58%). Наиболее характерная валентность +3 и +4, но экстремальная валентность +8, как у железа. Две пары электронов со спинами + и - симметрично попарно залегают на экваторе и перестают быть валентными. Оставшиеся четыре электрона симметрично перераспределяются по торцам ядра атома рутения. Но с одного торца не хватает одного  5s- электрона. Его место оспаривают два 4d+ электрона, в результате оно остаётся вакантным. И снова в электронной оболочке у рутения обнаруживается нарушение 5s1 4d7, а должно быть 5s2 4d6.

RuO4 – очень интересное соединение. В обычных условиях это золотисто-желтые иглообразные кристаллы, которые уже при 25°C плавятся, превращаясь в коричнево-оранжевую жидкость со специфическим запахом, похожим на запах озона. При соприкосновении с малейшими следами большинства органических веществ четырехокись рутения моментально взрывается. Свойство взрываться RuO4 говорит об огромной скрытой энергии, потребовавшейся для получения этой +8 валентности и о её неестественности.

Поэтому в таблице периодической системы протонной структуры ядер 120 химических элементов приводится вторая более естественная +6 валентная форма рутения, соответствующая спектральному анализу. При этой валентности одна пара протонов залегает набок и более не участвует в валентных связях.

 

45 Родий имеет только один стабильный изотоп 103Rh. О существовании соединений шестивалентного родия в литературе сообщалось неоднократно, однако окончательно это до сих пор не установлено. Родий образует довольно устойчивые комплексные соединения. Их можно разделить на два класса: соединения с комплексным катионом и соединения с комплексным анионом. В соединениях первого типа родий имеет координационное число 6. Некоторые соединения родия, кажущиеся по своему валовому составу простыми солями, имеют в действительности сложное строение. Иногда они образуют даже изомеры.

Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF6, который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. Суммарный спин ядра  J = 1/2- указывает на отсутствие с одного торца ядра 5s+ протона.  Спектральный анализ показывает нарушение в строительстве электронной оболочки 5s1 4d8, а должно быть 5s2 4d7. Вместо двух 5s электронов у родия обнаружено только один 5s электрон. Две сферы непроницаемости 5s+ и    4d+ электронов с одинаковой энергией и одинаковым спином конкурируют за центрально осевое положение 5s+ электрона на одном торце ядра атома.

 

46 Палладий имеет шесть стабильных изотопов, самый распространённый 106Pd(27,33%),  102Pd(0,96%),  104Pd(10,97%), 105Pd(22,33%), 108Pd(26,71%), 110Pd(11,81%). У палладия спектральный анализ вообще не обнаружил 5s электроны. На каждом торце ядра атома палладия в последних углеродных кольцах по пять протонов, из них по два протона парных не валентных, «залёгших» навсегда. Оставшиеся  протоны по три на каждом торце ядра атома обеспечивают палладию предельную валентность +6. Эта «лямур де труа», любовь втроем, настолько сильна, что сталкивает 5s протоны из валентного, центрально осевого положение в невалентное, лежачее боковое 4d положение.

 

Рутений102       J = 0+

валентность +8

Родий103           J = 1/2-  валентность +6

Палладий106    J = 0+ валентность +6

Серебро107       J = 1/2- валентность +3

Кадмий114        J = 0+ валентность +2

Электронная оболочка атома рутения валентность +8

Электронная оболочка атома родия валентность +6

Электронная оболочка атома палладия валентность +6

Электронная оболочка атома серебра валентность +3

Электронная оболочка атома кадмия валентность +2

 

У ядра изотопа палладия 106Pd господствует полная зарядовая симметрия.

 

47 Серебро имеет два стабильных изотопа 107Ag(51,35%), 109Ag(48,65%). Суммарный спин ядра  J = 1/2- указывает на отсутствие с одного торца ядра 5s+ протона. Оставшийся в одиночестве 5s протон обеспечивает валентность +1. На каждом торце ядра по две пары «залёгших» не валентных 4d протонов. И два 4d и 5s протона не парных, по одному с каждого торца. Эти два 4d и 5s протона обеспечивают валентность серебра +3. Спектральный анализ показывает на отсутствие одного 5s электрона и в электронной оболочке атома серебра.

 

48 Кадмий имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый 114Cd(28,86%), 106Cd(1,215%), 108Cd(0,875%), 110Cd(12,39%), 111Cd(12,75%), 112Cd(24,08%), 116Cd(7,58%). Достроено седьмое протонное кольцо. С 5s электронами всё в порядке, все в наличии. Они обеспечивают устойчивую валентность +2. Десять 4d электронов создали надёжный фундамент для 5р электронов, заполнив пустующие промежутки между будущими 5р электронными облаками сферами непроницаемости.


Индий115  J=5/2+3/2+1/2+     = 9/2+ вал.+3

Олово 120        

J = 0+ валентность .+4

Сурьма121               J = 5/2+ валентность .+5

Теллур130         J = 0+ валентность .+6

Йод                        J = 5/2+ валентность +7

Электронная оболочка атома индия валентность +3

Электронная оболочка атома олова валентность +4

Электронная оболочка атома сурьмы валентность +5

Электронная оболочка атома теллура валентность +6

Электронная оболочка атома йода валентность +7

 

49 Индий имеет только один стабильный изотоп 113In. Начинается строительство десятого углеродного слоя - 5р протонной оболочки ядра и заполнение первым 5р+ электроном электронной 5р оболочки. Предельная валентность +3. Суммарный спин ядра изотопа 113In  J=5/2+3/2+1/2+ = 9/2+, что указывает на не симметричное расположение 5s протонов. Один 5s протон занимает не центрально осевое положение, его спин  J=3/2+.

 

50 Олово  имеет десять стабильных изотопов! Олово рекордсмен по числу устойчивых изотопов, самый распространённый 120Sn(32,97%),  112Sn(0,95%),  114Sn(0,65%),  115Sn(0,34%),  116Sn(14,24%), 117Sn(7,57%),  118Sn(24,01%), 119Sn(8,58%), 122Sn(4,71%),  124Sn(5,98%). В строящемся десятом углеродном слое появляется второй 5р+ электрон. Предельная валентность +4.

 

51. Сурьма имеет два стабильных изотопа 121Sb(57,25%), 123Sb(42,75%). В десятом углеродном кольце появляется третий 5р+ электрон. Предельная валентность +5.

Нажать левую кнопку мыши и двигать картинку в окне

Нажать левую кнопку мыши и двигать картинку в окне

Нажать левую кнопку мыши и двигать картинку в окне

Электронограмма. Конденсированная пленка олова толщиной 320Е на графитовой подложке (увеличение 18 000х)

Электронограмма. Та же пленка  капельной фазы олова при 4500С после воздействия правым   торсионным полем  в течении 8 минут

Электронограмма той же фазы после обработки левым торсионным полем в течении 8 минут

 

 

52 Теллур имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый  130Те(34,48%), 120Те(0,089%), 122Те(2,46%), 124Те(4,61%), 125Те(6,99%), 126Те(18,71%), 128Те(31,79%). Начинается строительство одиннадцатого углеродного кольца, появляется четвёртый 5р- электрон. Предельная валентность  +6.

 

53 Йод имеет только один стабильный изотоп 127I. Появляется пятый 5р-протон  в одиннадцатом протонном слое. Предельная валентность +7. Суммарный спин ядра изотопа  127I  J = 5/2+.

 

n

4d

n

3d

2p

3s

3p

3d

4p

4d

5p

5p

4d

4p

3d

3p

2s

2p

3d

n

4d

n

n

4d

n

4s

2p

1s

3p

3d

4p

4d

5p

5p

4d

4p

3d

3p

3s

2p

3d

n

4d

n

n

5s

n

3d

2p

2s

3p

3d

4p

4d

5p

5p

4d

4p

3d

3p

1s

2p

4s

n

5s

n

Электронная оболочка инертного газа ксенона

Порядок заполнения протонной оболочки ядра атома ксенона

 

54 Ксенон имеет девять стабильных изотопов, самый распространённый 132Xe(26,89%),  124Xe(0,096%), 126Xe(0,09%), 128Xe(1,919%), 129Xe(26,44%), 130Xe(21,18%), 131Xe(26,89%), 134Xe(10,44%), 136Xe(8,87%).  Шестой 5р- электрон завершает строительство одиннадцатого 5р слоя-оболочки инертного одноатомного газа ксенона. Каждый торец ядра атома ксенона, как и у криптона,  прикрыт разряжённым р- протонным слоем из трёх р-протонов, вместо обычных шести протонов. Вакантные места трёх протонов занимают нейтроны. Эти две  нейтронные «гайка» придавливают, стягивают посредством позитронной прошивки разбегающиеся под действием кулоновских сил протоны. Позитронная прошивка нейтронов не позволяет связанным р- протонам развернуться в валентное положение. Позитронная прошивка обеспечивает инертные свойства одноатомного газа ксенона. У ксенона девять стабильных изотопов! Эффективность нейтронных «гаек» с позитронной прошивкой налицо.

55 Цезий имеет только один стабильный изотоп 133Cs. Пятьдесят пятый 6s+ протон не может занять центрально-осевое положение из-за вращения ядра атома. Его откидывает центробежная сила на периферию торца ядра. Об этом говорит суммарный спин ядра атома, равный J = 7/2+. Валентный электрон занимает полярную область и обеспечивает валентность +1.

 

56 Барий имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый 138Ва(71,66%), 130Ва(0,101%), 132Ва(0,097%), 134Ва(2,42%), 135Ва(6,59%), 136Ва(7,81%), 137Ва(11,32%). Следующий пятьдесят шестой 6s- протон  исправляет ситуацию. Между торцевыми валентными протонами устанавливается магнитная связь и они занимают центрально осевое положение. Суммарный спин J =0+  говорит об этом. Полярные 6s электроны обеспечивают предельную валентность +2.

 

57 Лантан имеет только один стабильный изотоп 139La(99,911%). После формирования замкнутой 5р электронной оболочки ксенона начинается строительство шестой электронной оболочки с поочерёдным появлением двух валентных 6s электронных сфер непроницаемости радиуса 6R на оси вращения замкнутой оболочки атома ксенона. Так появляются одновалентный химический элемент цезий Cs55 и двухвалентный барий Ba56. Далее идёт традиционное строительство - оболочки лантана La57 как у скандия Sc21 и у иттрия Y39.

У ядра атома лантана начинается строительство двенадцатого протонного слоя. Суммарный спин ядра изотопа 139La  J = 3/2+1/2-5/2+=7/2+ говорит о том, что на одном из торцов ядра изотопа один  4d+ протон имеет спин J =5/2+,  а 6s+протон имеет спин J =3/2+, т.е. он не занимает  осевое положение. Стабильная валентность +3 .

 

58 Церий имеет четыре стабильных изотопа, самый распространённый 140Се(88,48%), 136Се(0,193%), 138Се(0,25%), 142Се(11,07%). У ядра атома церия продолжается строительство двенадцатого протонного слоя. Ещё один валентный протон обеспечивает церию предельную валентность +4. Спектральный анализ показывает различные варианты строительства электронной оболочки у  церия. Либо (Xe)6s24f2 либо (Xe)6s24f15d1. Это говорит о том, что сфера непроницаемости четвёртого валентного электрона может занимать несколько энергетически удобных положений.

Но фундамент (замкнутая электронная оболочка), на который опираются 5d электронные оболочки, становится к этому времени рыхлым и неплотным. В электронном слое 4р расстояние или разрывы между электронными оболочками 4р и 4d достигают 4,2R. Такая же ситуация сложилась и в боковых 4d электронных слоях. Разрыв в слое 4р между соседними четырьмя электронными облаками 4р и 4d достигает 4,5R. А расстояние-щель  между торцевым осевым 6s электронным облаком и боковым 4d электронным облаком превышает 4,5R. В эту щель, начиная с церия58, проваливаются все последующие новые 5d электронные облака. Провалившись на более низкий энергетический уровень-орбиту, 5d электронное облако увеличивает свою энергию связи с протонами ядра. Это вызывает увеличение скорости вращения электронного вихря и уменьшение радиуса его вращения (эффект фигуриста на льду, сводящего раскинутые руки) с 5,5R до 4,5R. Сжавшись до диаметра размера 9R (радиус 4,5R) 4f  электронное облако занимает позицию между четырьмя электронными облаками, двумя 4р  и двумя 4d.

 



Ксенон132          J = 0+ валентность 0

Цезий133        J = 3/2+1/2-5/2+=7/2+ валентность +1

Барий138           J =0+ валентность +2

Лантан139   J = 3/2+1/2-5/2+=7/2+ валентность +3

Церий140          J = 0+ валентность +4

 

 

 

Электронная оболочка атома ксенона валентность 0

Электронная оболочка атома цезия валентность +1

Электронная оболочка атома бария валентность +2

Электронная оболочка атома лантана валентность +3

Электронная оболочка атома церия валентность +4

 

59 Празеодим имеет только один стабильный изотоп 141Pr.  Если церий Се58 и в меньшей мере празеодим Pr59 ещё показывают переменную валентность +3 и +4 и соответственно в спектре его можно обнаружить линии как 5d тик и 4f, то у последующих химических элементов, до европия Eu63 включительно, этого нет. Что произошло?

Торцевые 4f + протоны начинают спариваться с 5р- протонами, теряя возможность иметь валентный электрон.  У  празеодима  залегает  навсегда  первый  такой  протон.  Два

 

других 4f+ протона иногда, при определённых условиях, присоединяются к нему, обеспечивая переменную валентность +2, +3, +4.

 

60 Неодим имеет шесть стабильных изотопов, самый распространённый 142Nd(27,11%), 143Nd(12,17%), 145Nd(8,30%), 146Nd(17,22%), 148Nd(5,72%), 150Nd(5,60%), и один долгоживущий изотоп 144Nd(23,83%) с периодом полураспада 5х1015лет. Ёмкость разрывов между электронными оболочками 4р и 4d ограничена шестью позициями. В этот разрыв падает третье 4f+ электронное облако. Два торцевых 4f+ протона спариваются с двумя 5р- протонами, теряя возможность иметь валентный электрон. Залёгшие 4f + протонные вихри сцепляются с противоположно вращающимися протонными вихрями. Переменная валентность +3 +4.

 

61 Прометий не имеет стабильных изотопов, самый долгоживущий изотоп 145Pm имеет период полураспада 17,7 года.  Радиоактивен. Если у неодима гарантированно залипают на экваторе две сферы непроницаемости 4f+, то у прометия надёжно залипает  четыре 4f+ электронных вихря, образуя симметричную электронную оболочку. Предельная  валентность +3.

 

62 Самарий имеет шесть стабильных изотопов, самый распространённый 152Sm(26,63%), 144Sm(3,16%), 148Sm(11,27%), 149Sm(13,82%), 150Sm(7,47%), 154Sm(22,52%), и два долгоживущих изотопа 147Sm(15,07%), 146Sm. Начинает строиться тринадцатый протонный слой. У самария все шесть 4f+ электронных облака могут залипать на трёх электронных  5р- жгутах-цугах, обеспечивая симметричную форму строения электронных оболочек, см. рисунок ниже. Залипать на 6s- электроне  может один валентный 4f+ электрон,  обеспечивая самарию этим валентность +3, или +2, если он выпадает на экватор и становится инертным.

 

63 Европий имеет два стабильных изотопа 153Eu(52,18%), 151Eu(47,82%). У европия семь 4f+ электронов. Шесть из них залипают на 5р- жгутах-цугах, образуя симметричную, хорошо сбалансированную по зарядом электронную оболочку. Седьмой 4f+ остаётся валентным, он залипает на 6s- электроне. Предельная  валентность +3. У s- и p-элементов изменение атомных радиусов как в периодах, так и в подгруппах более ярко, чем у d- и f-элементов, поскольку d- и f-электроны внутренние. Уменьшение радиусов у d- и f-элементов в периодах называется d- и f-сжатием. Следствием f-сжатия является то, что атомные радиусы электронных аналогов d-элементов пятого и шестого периодов практически одинаковы: Zn – Hf   0,160 – 0,159 rатома, нм   и  Nb – Ta   0,145 – 0,146 rатома, нм.

 

Празеодим141   J = 5/2+

Неодим142              J = 0+

Прометий145    J = 5/2+

Самарий152      J = 0+

Европий153       J = 5/2+

Электронная оболочка атома празеодим валентность +4

Электронная оболочка атома неодима валентность +4

Электронная оболочка атома прометий валентность +3

Электронная оболочка атома самария валентность +3

Электронная оболочка атома европия валентность +3

 

64 Гадолиний имеет шесть стабильных изотопов, самый распространённый 158Gd(24,87%),154Gd(2,15%), 155Gd(14,73%), 156Gd(20,47%), 157Gd(15,68%), 160Gd(21,9%) и два долгоживущих изотопа 152Gd(0,20%), 150Gd.  Гадолиний имеет нарушение в порядке заполнения электронной оболочки, вместо  (Хе)6s2 4f8 у гадолиния появляется один электрон на  5d оболочке и электронная оболочка выглядит так: (Хе)6s2 4f7 5d1. У гадолиния уникально высокое сечение захвата 46000барн, а у изотопа 157 150000барн. Он ферромагнетик более сильный, чем никель и кобальт. Эти уникальные свойства становятся понятны, если внимательно приглядеться к строению изотопа гадолиния 158Gd  и его электронной оболочки. Два его торцевых валентных 6s протона возвышаются над торцами с явным дефицитом нейтронов, обеспечивая свободные магнитные площадки для  захвата пролетающих мимо нейтронов и протонов. На положительном магнитном торце ядра  изотопа  9  вакантных  мест  для  нуклонов,  на  отрицательном  магнитном  торце 15

 

 

вакантных мест для захвата нуклонов.  Два магнитно несбалансированных седьмой 4f+  и один 5d+ протона с их электронами обеспечивают высокие ферримагнитные свойства. Постоянная валентность +3 обеспечивается  5d+  протоном и двумя 6s протонами.

Шесть 4f+ протонов занимают все вакантные места с положительным  (+) спином, на двух торцах ядра атома гадолиния. Остались только шесть вакантных мест со спином минус (-). Следующий седьмой 4f+ протон занимает вакантное место со спином плюс (+), находится между 5р- (минус) протонами. Электронная оболочка атома реагирует на начало заполнения 4f- минус протонами появлением 5d+ электрона.

Они, 5d+ электроны, не могут появляться, пока не заполнен хотя бы один разрыв между будущими 6р электронными облаками.

Но ёмкость разрывов между электронными оболочками 4р 4d+ ограничена шестью позициями, по три позиции с каждого торца электронного облака с одинаковым спином +1/2. У гадолиния64 происходит полное заполнение шести позиций со спином +1/2, седьмой валентный 5d+   электронный вихрь залип на 6s- электронном вихре, обеспечивая валентность +3.

Из графика металлических радиусов видно, что лантаноиды,  проявляющие валентность 2+, европий и иттербий, имеют максимальные радиусы. И у них минимальная

температура плавления.

Зависимость орбитального радиуса (радиуса внешних орбиталей) f-элементов 6-го периода от заряда ядра.

 


Гадолиний158         J = 0+ вал+3

Тербий159              J = 3/2+ вал+4

Диспрозий164   J = 0+ вал+4

Гольмий165      J = 7/2- вал+3

Эрбий166          J =  0+ вал+3

Электронная оболочка атома гадолиния валентность +3

Электронная оболочка атома тербия валентность +4

Электронная оболочка атома диспрозия валентность +3

Электронная оболочка атома гольмия валентность +3

Электронная оболочка атома эрбия валентность +3

 

65 Тербий имеет только один стабильный изотоп 159Tb. Последующие электронные оболочки химических элементов №№65-70 достраиваются только электронными вихрями с отрицательным спином -1/2. У тербия переменная валентность +3, +4, тоже возникает из-за наличия на торцах ядра атома двух 4f протонов со спинами (+)  и (-). Предельная валентность +4. Стабилизационный нейтрон, вращающийся вокруг 6s протона, придаёт ядру изотопа тербия 159Tb суммарный спин J = 3/2+.

 

66 Диспрозий имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый 164Dy(28,18%), 156Dy(0,0524%), 158Dy(0,0902%), 160Dy(2,294%), 161Dy(18,88%), 162Dy(25,53%), 163Dy(24,97%). Начинается строительство четырнадцатого протонного слоя. У диспрозия переменная валентность +3, +4,  возникает из-за наличия на торцах ядра атома двух 4f протонов со спинами (+)  и (-) и двух 6s протонов. Симметрия, однако!

 

 

Из десяти 4f протонов восемь протонов симметрично намертво «залегли» и перестали быть валентными.

 

67 Гольмий имеет только один стабильный изотоп 165Но. Из одиннадцати 4f протонов  у гольмия  десять протонов симметрично намертво «залегли» и перестали быть валентными. Симметрия, однако! Не симметричный одиннадцатый 4f+ протон и два 6s протона обеспечивают стабильную валентность +3.

 

68 Эрбий имеет шесть стабильных изотопов, самый распространённый 166Er(27,07%), 162Er(0,136%), 164Er(1,56%), 167Er(22,94%), 168Er(27,07%), 170Er(14,88%).   Закончено строительство десятого протонного слоя. Двенадцатый, не спаренный 4f+ протон и два 6s протона обеспечивают стабильную валентность +3.

 

69 Тулий имеет только один стабильный изотоп 169Tu. Как натрий, калий, рубидий, имеет на торце валентный 6s протон со смещением от центра симметрии ядра (J = 5/2- ). Его уравновешивает тринадцатый 4f + протон. Закончено строительство одиннадцатого протонного слоя. Протон 4f + иногда западает, обеспечивая туллию валентность +2, обычная валентность +3.

 

70 Иттербий имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый 174Yb(31,84%), 168Yb(0,140%), 170Yb(3,03%), 171Yb(14,31%), 172Yb(21,82%), 173Yb(16,13%), 176Yb(12,73%). Появляется последний четырнадцатый 4f – протон. Два 4f  протона часто симметрично залипают, обеспечивая валентность +2, обычная валентность +3.

 

71 Лютеции имеет только один стабильный изотоп 175Lu(97,41%) и один долгоживущий 176Lu(2,59%) с периодом полураспада 2,4х1010 лет. С лютеция начинает застраиваться пятнадцатый протонный 5d слой. Первый 5d+ протон появляется со стороны 6s- протона, обеспечивая совместно с 6s протонами валентность +3. Последний 4f протон навсегда залипает под нейтронными «гайками» и его электрон более не участвует в валентных связях.

 

72 Гафний имеет пять стабильных изотопов, самый распространённый 180Hf(35,22%), 176Hf(5,21%), 177Hf(18,56%), 178Hf(27,1%), 179Hf(13,75%), и два радиоактивных долгоживущих изотопа 174Hf(0,163%) 182Hf.  Два 5d+ протона липнут к 6s- протону с одного торца ядра атома, обеспечивая  максимальную валентность +4.

 

73 Тантал имеет только один стабильный изотоп 181Та(99,9877%) и один долгоживущий 180Та(0,0123%). Третий 5d+ протон заполняет все вакантные места для 5d+ протонов на одном торце ядра атома тантала. Максимальная валентность +5.

 

 


Тулий169      J=1/2+ валентность+3

Иттербий 174      J = 0+ валентность+3

Лютеций175            J = 7/2- валентность+3

Гафний180              J = 0+ валентность+4

Тантал181 

J= 5/2+3/2+1/2-=7/2+ валентность+5

Электронная оболочка атома тулия валентность+3

Электронная оболочка атома иттербия  валентность+2

Электронная оболочка атома лютеция валентность+3

Электронная оболочка атома гафния валентность +4

Электронная оболочка атома тантала валентность+5

 

 

 

 

 

Электронная оболочка атома иттербия  валентность +3

 

 

 

 

74 Вольфрам имеет пять стабильных изотопов, самый распространённый 184W(30,64%), 180W(0,135%), 182W(26,41%), 183W(14,4%), 186W(28,41%). У вольфрама начинает застраиваться 5d+ протонами второй торец ядра атома.  Максимальная валентность +6.

75 Рений имеет только один стабильный изотоп 185Re(37,07%) и один долгоживущий 187Re(62,93%) с периодом полураспада 1011лет. Рений строит нейтронную башенку с одного торца ядра. Это позволяет разнести односторонне вращающиеся протонные вихри в разные плоскости. Для достройки этой башенки не хватает одного протона, недостающий шестой протон выдёргивается из предыдущего слоя, поэтому ядро изотопа рений187 имеет J = 5/2+.  В валентных связях могут принимать участие два 6s протона на торцах ядра и пять 5d протонов, для которых на торцах ядра устроены удобные нейтронные «балкончики». Протоны 5d могут на своих балкончиках занимать две разные осевые ориентации, обеспечивая разную валентность рению от +2 до +7. Валентность  +1 и +2 обеспечивают  6s протоны, а +3, +4, +5, +6, +7 5d протоны.  Если ось вращения протона параллельна оси вращения ядра атома, то он валентный, если ось вращения  протона перпендикулярна оси вращения ядра атома, то он инертный.

76 Осмий  имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый 192Os(41,0%), 184Os(0,018%), 186Os(1,59%), 187Os(1,64%), 188Os(13,3%), 189Os(16,1%), 190Os(26,4%). Как железо, рутений и хассий, осмий может быть в редком, предельно возможном восьмивалентном состоянии. В этом ему помогает шестой появившийся 5d- протон. Имея противоположное вращение, он строит вокруг себя тройку валентных протонов - два 5d+ протона и один 6s+ протон.

77 Иридий имеет два стабильных изотопа 193Ir(62,7%) и 191Ir(37,3%). Перегруженная валентными торцевыми протонами система зарядов начинает упрощаться. Три 5d+ протона навсегда залегают в боковой не валентной позиции.

78 Платина имеет четыре стабильных изотопа, самый распространённый 195Pt(33,8%),  194Pt(32,9%),  196Pt(25,2%), 198Pt(7,19%) и два долгоживущих изотопа 190Pt(0,0127%), и 192Pt(0,78%). У платины в строении электронной оболочки обнаружены нарушения, исчезает один  6s электрон, и дополнительно вместо него появляется лишний  5d протон. Из рисунка строения ядра атома платины видно, что на одном из торцов происходит достраивание двенадцатого протонного слоя.  В этом двенадцатом протонном слое есть два вакантных места, на которые претендуют один 6s+ и один 5d- протон. Это заставляет  менять 6s+ протон своё положение на торце  ядра, из центрально осевого на симметрично оппозитное положение с 5d-.

 

 


Вольфрам184

J = 0+ валентность+6

Рений187           J = 5/2+ валентность+7

Осмий192          J = 0+ валентность+8

Иридий193             J = 3/2+ валентность+6

Платина195       J = 1/2- валентность+6

Электронная оболочка атома вольфрама валентность +6

Электронная оболочка атома рения валентность +7

Электронная оболочка атома осмия валентность +8

Электронная оболочка атома иридия валентность +6

Электронная оболочка атома платины валентность +6

 

79 Золото имеет только один стабильный изотоп 197Au. Электронная оболочка как и у платины не имеет одного 6s электрона. Из рисунка строения ядра атома золота видно, что сразу на двух  торцах происходит одновременное достраивание шестнадцатого и семнадцатого протонного слоя.  В этих протонных слоях есть по два вакантных места, на которые претендуют один 6s+ и один 5d- протон. Это заставляет  менять 6s+ протон своё положение на торце  ядра из центрально осевого на симметрично оппозитное положение с 5d-. Эта пара протонов готовятся совместно достроить один 5d слой-оболочку. Здесь 6s протон выступает как десятый 5d протон. С другого торца два других 5d+ и 5d- протона собираются достроить семнадцатую 5d  слой-оболочку. На рисунке ядро изотопа золота 197Au показано в максимально возможном пяти валентном состоянии. Место отсутствующего центрально осевого 6s - протона занимает один из двух  торцевых  стаби-

лизационных нейтронов с J = 1/2-. Второй стабилизационный торцевой нейтрон из-за этого получается не сбалансированным и придаёт всему изотопу золота197  J = 3/2+. С другого торца вокруг центрально осевого 6s + протона бегают два стабилизационных протона, мешая установлению валентных связей.

 

http://www.himlib.ru/books/17/page%20-%200363_files/page%20-%200363-2.jpg

Электронограмма пленки золота, полученной конденсацией на скол слюды

 

80 Ртуть имеет семь стабильных изотопов, самый распространённый  202Hg(29,8%), 196Hg(0,146%), 198Hg(10,02%), 199Hg(16,84%), 200Hg(23,13%), 201Hg(13,22%), 204Hg(6,85%). Одновременно закончено строительство двух нейтронных «гаек» слоёв-оболочек -  шестнадцатой и семнадцатой. В валентных связях участвуют только два 6s торцевых протона. Максимальная валентность+2. У ртути появляется возможность разрушения очень устойчивой 6d10-электронной оболочки, что приводит к возможности существования соединений ртути (+4). Так, кроме малорастворимого Hg2F2 и разлагающегося водой HgF2 существует и HgF4, получаемый при взаимодействии атомов ртути и смеси неона и фтора при температуре 4оК.

Ртуть – диамагнетик, как инертные газы, графит ит.д. Диамагнетизм говорит о том,  что электронная оболочка у ртути имеет аналогичное строение, как у инертных газов и графита. Видимо, валентные торцевые 6s протоны легко сваливаются на бок, на вакантные места торцевых нейтронов и становятся инертными. В результате 6s электроны не проявляют энтузиазма к участию в образовании кристаллической решетки, и при обычных условиях  ртуть - жидкость.

 

81 Таллий имеет два стабильных изотопа 205Tl(70,50%) и 203Tl(29,50%). С таллия начинают заполняться 6р вакантные места в торцевых «нейтронных гайках». Предельная валентность +3. Суммарный спин ядра J = 1/2+ говорит о том, что на одном торце ядра 6s протон не занимает осевое положение, 6s и 6р протоны занимают оппозитное положение,  и суммарный спин ядра определяется центрально осевым 6s протоном.

 

82 Свинец имеет четыре стабильных изотопа, самый распространённый 208Pb(52,3%), 204Pb(1,48%), 206Pb(23,6%), 207Pb(22,6%). Второй 6р+ протон придаёт предельную валентность свинцу +4. На обоих торцах ядра «накручены» по две «нейтронные гайки». Это последний стабильный химический элемент, все последующие химические элементы не имеют стабильных изотопов.

 

83 Висмут  имеет только один долгоживущий  изотоп 209Bi. Природный висмут состоит из одного изотопа 209Bi, который считался самым тяжёлым из существующих в природе стабильных изотопов. Однако в 2003 году было экспериментально доказано, что он является альфа-радиоактивным с периодом полураспада 1,9±0,2×1019 лет.

 



Золото197             J = 3/2+          валентность +5

Ртуть202            J = 0+ валентность +2

Таллий205           J = 1/2+ валентность +3

Свинец208       

J = 0+ валентность +4

Висмут209        J = 5/2-5/2-1/2+=9/2- валентность +5

Электронная оболочка атома золота валентность +5

Электронная оболочка атома ртути валентность +2

Электронная оболочка атома таллия валентность +3

Электронная оболочка атома свинца валентность +4

Электронная оболочка атома висмута валентность +5

 

 

 

 

Электронная оболочка атома золота валентность +1

 

 

 

 

 

Таким образом, все известные изотопы висмута радиоактивны.

Почему? Силы кулоновского отталкивания достигли такого уровня, что «нейтронные гайки» на торцах ядра атома уже не способны бесконечно долго сохранять целостность атома. С одного торца у 209Bi есть уже одна практически готовая  альфа  частица, в любой момент готовая сорваться и улететь в вечность. Немедленному  альфа  распаду 209Bi мешает только несогласованность по спину торцевых валентных протонов. Третий 6р+ протон придаёт предельную валентность висмуту +5.

 

84 Полоний. Полоний открывает ряд откровенно радиоактивных нестабильных химических элементов, не имеющих стабильных изотопов. Самый долгоживущий изотоп  полония 210Ро имеет период полураспада 138,401 дней. При таком количестве протонов и их спиновой ориентацией природе не удалось создать стабильный изотоп полония. Хотя если разобраться, то полоний можно представить как набор из 14 замкнутых углеродных колец (14слоёв х 6протонов = 84протона). Я уверен, что при большом давлении должна существовать аллотропическая модификация не радиоактивного полония. Четвертый 6р- протон придаёт предельную валентность полонию +6.

 

85 Астат - радиоактивный химический элемент, не имеет долгоживущих изотопов. Пятый 6р- протон придаёт предельную валентность астату +7. Два протона придают ядру изотопа астата211 суммарный спин  J = 9/2-.

Электронная оболочка атома радона

 

86 Радон. Шестой 6р- протон заканчивает строительство замкнутой 6р слоя оболочки. Две «нейтронные гайки» удерживают ядро атома радона от немедленного распада, радиоактивный распад идёт медленно. В торцевых «нейтронных слоях – гайках» на обоих торцах ядра встроены 6s протоны. Чисто нейтронные слои нестабильны и не могут долго существовать без позитронной прошивки. В последних двух торцевых слоях изотопа радона 222Rn на шестнадцать нейтронов приходится всего четыре протона. Четыре позитрона не могут надёжно прошить шестнадцать нейтронов. Период полураспада самого долгоживущего изотопа 222Rn 3,8229 дней. Формально газ инертный, фактически имеет валентность +2, +4, +6. Из строения ядра видно, почему радон химически активен.

 

 

n

5d

4f

n

4d

n

3d

2p

3s

3p

3d

4p

4d

5p

4f

5d

6p

n

n

6p

5d

4f

5p

4d

4p

3d

3p

2s

2p

3d

n

4d

n

4f

5d

n

 

6s

n

5d

4f

n

5s

n

4s

2p

1s

3p

3d

4p

4d

5p

4f

4f

6p

n

n

6p

5d

4f

5p

4d

4p

3d

3p

3s

2p

3d

n

4d

n

4f

5d

n

 

 

n

5d

4f

n

4d

n

3d

2p

2s

3p

3d

4p

4d

5p

4f

5d

6p

n

n

6p

4f

4f

5p

4d

4p

3d

3p

1s

2p

4s

n

5s

n

4f

5d

n

6s

Порядок заполнения протонной оболочки ядра атома радона

87 Франций. Самый долгоживущий изотоп 223Fr имеет период полураспада 22минуты. Первый 7s протон валентный торцевой появляется у франция. Валентность +1. Суммарный спин ядра J = 3/2- говорит о не центрально осевом расположении 7s протона.


Полоний210      J = 0+ валентность +2

Астат211           J = 9/2- валентность +2

Радон222              J = 0+ валентность +2

Франций223      J = 3/2- валентность +2

Радий226             J = 0+ валентность +2

Электронная оболочка атома полония валентность+6

Электронная оболочка атома астата валентность+7

Электронная оболочка атома радона     валентность 0 +2

Электронная оболочка атома франция валентность +1

Электронная оболочка атома радона валентность +2

 

88 Радий. Самый долгоживущий изотоп 226Ra имеет период полураспада 1600 лет. Второй валентный 7s протон обеспечивает предельную валентность радия +2.

 

89 Актиний. Самый долгоживущий изотоп 227Ас имеет период полураспада 21,6 года. Актиний открывает вторую,  после лантаноидов, группу химических элементов, у которых сначала строится электронная 5f оболочка.

Но сначала вместо 5f электронов у первых шести актиноидов  с №89 по №94 появляется 6d электрон. Почему? Внимательно посмотрим на строение последней 6р электронной оболочки атома радона. На ней мы видим две оппозитные площадки, образованные  четырьмя  сферами непроницаемости  электронных  облаков,  5d,  f4, 6р, 7s.

Каждое из двух 5d+ и5d- электронное облако окружает три электронных облака f4, 6р, 7s с противоположным знаком спина. Поэтому вновь появившееся 6d+ электронное облако, как бильярдный шар в лузу, неизбежно садится на 5d+ электронное облако, где его нежно с трёх сторон фиксируют f4-, 6р-, 7s- электронные облака. Если 6d+ электрон становится валентным, то он по квантованному радиусу 56,25R поднимается из экваториального инертного положения в полярное валентное.

Предельная валентность актиния +3. Суммарный спин J = 3/2- у ядра изотопа актиний225  обеспечивается нейтроном.

 

90 Торий. Самый долгоживущий изотоп 232Th имеет период полураспада 1,39х1010 лет. Дальше больше, у тория появляется второй 6d- электрон, который занимает вторую оппозитную площадку. Предельная валентность тория +4. Суммарный спин J =0+.

 

91 Протактиний. Самый долгоживущий изотоп 231Ра имеет период полураспада 3,43х104 лет. Наконец появилось сразу два 5f электрона, но исчез один 6d- электрон. Почему исчез один 6d- электрон?

Ещё раз внимательно  посмотрим на строение последней 6р электронной оболочки атома радона. Можно ли построить сбалансированную оболочку из трёх электронных облаков, два из которых 6d. Нет! А из двух 5f+ электронов и одного 6d+ электрона легко! Получается равносторонний треугольник в экваториальной плоскости. Предельная валентность+5.

 

92 Уран имеет три самых долгоживущих изотопа 238U(99,2739%) 235U(0,7205%) 234U(0,0056%). Начинается застройка 5f+ протонами второго торца атома урана или двадцатого протонного слоя. Одно 6d+ электронное облака и три 5f+ электронных облака образуют симметричный в экваториальной плоскости зарядовый четырёхугольник. Предельная валентность +6.

Все известные изотопы трансурановых элементов имеют период полураспада значительно меньший, чем возраст Земли. Поэтому известные трансурановые элементы практически отсутствуют в природе и получаются искусственно.

Элементы с Z > 92 в естественных условиях не обнаружены. Более тяжелые элементы, например, плутоний Pu94, могут нарабатываться в ядерных реакторах, однако элементы тяжелее фермия Fm100 можно получить только на ускорителях путем бомбардировок мишени тяжелыми ионами.

 

93 Нептуний. Самый долгоживущий изотоп 237Np имеет период полураспада 2,2х106лет. Одно 6d+ электронное облако и четыре 5f+ электронных облака образуют в экваториальной плоскости зарядовый несимметричный пятиугольник. Предельная валентность +7.

Химические элементы от нептуния Np93 до лоуренсия Lr103. синтезируют в ядерных реакциях из урана или некоторых других тяжелых элементов. Поэтому более корректно считать, что эти элементы были получены, а не открыты. Все трансурановые элементы радиоактивны.

 Химические свойства лёгких трансурановых актиноидов, получаемых в весовых количествах, изучены более или менее полно; трансфермиевые элементы (Md, No, Lr и так далее) изучены слабо в связи с трудностью получения и коротким временем жизни. Кристаллографические исследования, изучение спектров поглощения растворов солей, магнитных свойств ионов и других свойств показали, что элементы с п. н. 93—103 — аналоги лантаноидов.

 


Актиний227        J = 3/2- валентность +3

Торий232           J = 0+ валентность +4

Протактиний231 J = 3/2- валентность +5

Уран238            J = 0+ валентность +6

Нептуний237    J = 5/2+ валентность +7

Электронная оболочка атома актиния валентность+3