Все
они, даже на таком относительно низком организационном уровне, представляют
скомпонованные в соответствии со строго определенными законами из
функционирующих единиц нижних подуровней системные образования Материи,
несущие на себе соответствующую функциональную нагрузку, характер которой
станет более понятен при рассмотрении строения систем следующих уровней в
общей цепи организационного развития материальной субстанции.
Итак, комплексные элементы подуровня В - атомы - по строению можно
расположить в порядке возрастания зарядов их ядер. Это и было практически
осуществлено Д.И. Менделеевым в 1869 году, в результате чего появилась
довольно стройная периодическая система элементов его имени. Так как заряд
ядра определяет число электронов, то атомы каждого последующего элемента имеют
на один электрон больше, чем атомы предыдущего.
Самым распространенным элементом Вселенной является водород. На его долю
приходится около половины массы Солнца и большинства других звезд. Он
содержится в газовых туманностях, в межзвездном газе, входит в состав звезд. В
недрах звезд происходит превращение ядер атомов водорода в ядра атомов гелия,
при этом выделяются элементы подуровней А и АА, заполняющие затем фн. ячейки в
различных системных образованиях Вселенной.
Нет основания отказываться от предположения, что движение Материи в
качестве () в определенный исторический период (-t) протекало во Вселенной
именно по пути построения структурных образований атомов (то есть по подуровню
В) от простейших элементов - водород, гелий - до все более сложных. Как долго
длился этот период () и насколько вновь образовавшиеся элементы
распространились в пространстве () сказать с точностью пока невозможно, но уже
сейчас можно сделать ряд определенных выводов.
Во-первых, процесс образования элементов уровня В - атомов - происходил при
поглощении значительных количеств кинетической энергии, ее системном
связывании в структурах единиц нового уровня с переводом ее в условный
энергопотенциал. Учитывая, что общее количество энергии для всей совокупной
Материи является величиной постоянной, по мере увеличения числа
гетерофункциональных атомных элементов и дальнейшей интеграции их структур
слагаемое кинетической энергии все более уменьшалось, что привело к появлению
во Вселенной своеобразных сгущений материальных образований - звезд,
чередуемых сравнительно безграничными пространствами, энергетически
пустынными. Иными словами, на указанном этапе Развития Материи в результате
интегративного процесса системной организации в рамках уровня В энергия на
всем протяжении пространства-времени Вселенной сгруппировалась в относительные
уплотнения - галактики и точки-звезды, хотя размеры этих уплотнений и точек,
выраженные в метрической системе, имеют впечатляющие величины.
Во-вторых, по этой же причине, ведущей к уменьшению числителя в формуле
скорость распространения каждого материального образования последющих
организационных уровней также уменьшается, в пределе стремясь к нулю.
В-третьих, в процессе движения Материи в качестве по подуровню В,
начавшемся, как мы уже говорили, с образования водорода и гелия, было создано
более 100 типов структур различных элементов. Появление более громоздких
атомов, чем уран и плутоний, затруднено вследствие превышения сил отталкивания
протонов в их ядрах над силами ядерной связи. В результате в таких атомах
происходит распад на элементы с более устойчивыми ядерными структурами. В силу
этого дальнейшее движение Материи в качестве по подуровню В стало невозможным
и оно перешло в подуровень Г, к рассмотрению которого мы перейдем ниже.
Однако, сделаем перед этим ряд важных для нашего исследования замечаний.
Все рассмотренные нами частицы подуровней А, АА, АБ, Б и В образуют группу
функционирующих единиц, являющуюся условной основой развития всех дальнейших
системных образований Материи. Общее число указанных элементов превышает 300,
однако каждая их комбинация представляет собой новый вариант системной
организации на данном уровне и ведет к созданию новой функционирующей единицы
со строго определенными свойствами. Без знания закономерностей образования
этих единиц и отличительных особенностей изменения их функциональных свойств
невозможно познать общую картину Развития Материи. Мы также должны помнить,
что для всех единиц и системных образований подуровней А - В характерны и
постоянно действуют законы общей теории систем, в соответствии с которой
каждую функциональную ячейку любого системного образования должна занять и
всегда занимает только соответствующая ей функционирующая единица. Именно
поэтому в любом ядре фн. место протона должен занять только протон со строго
соответствующей фн. характеристикой, а не гиперон или мезон. Все фн. ячейки
атомных орбиталей заполняются электронами со строго специфическими
характеристиками и, в случае изменения хотя бы одной из них, электрон уже не
может находиться в данной фн. ячейке, что влечет изменение фн. свойств всей
системы данного атома. Вместе с тем, на временной разновеликости периодов
существования фн. ячеек атомных орбиталей и фщ. единиц-электронов построены
все химические соединения веществ.
Двойственная природа функциональных ячеек и функционирующих единиц
подтверждается знаменитой теорией Дирака об античастицах. Суть ее, как
известно, сводится к следующему. Если все состояния с отрицательной энергией
(фн. ячейки) в любых системных образованиях уже заняты фщ.
единицами-электронами, никакой новый электрон не может перейти в эти состояния
из состояний с положительной энергией, поскольку каждую фн. ячейку, как мы
знаем, может занимать только одна фщ. единица - другой там места нет. Однако,
если по какой-либо причине электрон с отрицательной энергией покинет свою фн.
ячейку, среди состояний с отрицательной энергией останется одно незаполненное,
или, как принято говорить, "дырка". Но недостаток отрицательного заряда
воспринимается как положительный заряд, а недостаток отрицательной энергии -
как обычная положительная энергия: "минус на минус дает плюс". Теория Дирака
предсказала возможность появления положительно заряженных электронов, которые
позднее были названы позитронами. Если обычный электрон с отрицательным
зарядом встретится с позитроном, он может заполнить дырку, то есть "упасть" на
свободное место среди состояний с отрицательной энергией. Избыток энергии
будет передан электромагнитному полю, а фон электронов с отрицательной
энергией станет равномерным всюду, то есть ненаблюдаемым. Ведь если все
состояния с отрицательной энергией заняты, это нормальное, основное состояние
фона как целого: тогда дырок-позитронов нет. Взаимодействие электрона (фщ.
единицы) с позитроном (фн. ячейкой) приводит к аннигиляции их индивидуальных
качественных свойств, при этом сами они становятся частью структуры более
высокой системной организации.
Принцип двойственности фн. ячеек и фщ. единиц свойственен структурам и
более крупных элементов. Так экспериментальным путем, как известно, обнаружены
антиядра изотопа гелия-3. Не исключено, что одно из продолжений этой теории
логически связано с разгадкой тайн больших черных дыр в космосе и возможности
существования антимира. Однако, это предмет другого исследования.
Рассматривая природу взаимодействий различных элементов подуровней А - В,
мы можем подразделить их в соответствии с общепризнанной классификацией на
четыре четко отличающихся друг от друга типа: сильное, электромагнитное,
слабое и гравитационное. Их резкое различие видно из сравнения относительных
интенсивностей взаимодействий, которые относятся соответственно как
1:10-2:10-5:10-38. Гравитационное взаимодействие определяет структуру космоса,
электромагнитное - структуру атома и молекулы, сильное же взаимодействие
определяет структуру ядра. Слабому взаимодействию подвержены все частицы
упомянутых подуровней за исключением фотона. Помимо этого следует постоянно
иметь ввиду, что всем указанным взаимодействиям свойственны некоторые
симметрии. И если для одних взаимодействий они тесно связаны с симметрией
пространства-времени, то для других они подчиняются законам внутренней
симметрии взаимодействий.
Перед тем, как продолжить наше движение по координате качества, остановимся
еще на одном важном моменте. Как мы уже отмечали, параллельно с движением
Материи по подуровню В, то есть функциональной дифференциации его ячеек и
единиц, происходила одновременная концентрация элементов в звездные тела,
пространственный объем которых был несравнимо меньше остававшегося материально
разреженным межзвездного пространства. В результате, с помощью уже
упоминавшейся формулы полной энергии системы точек
можно сделать ряд интересных выводов.
Известно, что из-за связанности в звездных структурах перемещения
материальных образований подуровня В резко сокращены (то есть , а ), в то
время как энергия всей системы остается величиной постоянной. Тогда формула
полной энергии для сконцентрированных в пространстве системных элементов
трансформируется в смысловое выражение . Если же учесть, что суммарная масса
является объектом функциональной дифференциации , то можно записать указанную
зависимость в виде , которая означает, что в условиях ограничения движения в
пространстве, характерного для материальных частиц, сосредоточенных в
звездно-планетных телах Вселенной, для сохранения направленности тензора
Развития Материи движение в качестве () должно происходить в квадратной
зависимости от движения Материи во времени. Вследствие этого приращение
функциональных свойств материальных систем, сосредоточенных в
звездно-планетных образованиях, для какого-либо региона Вселенной протекает
значительно быстрее, чем это происходило бы для всей равномерно простирающейся
и перемещающейся по пространству Вселенной материальной субстанции.
Из тех же уравнений следует, что для материальных систем - фщ. единиц,
движение которых в пространстве практически ограничено (), время
функционирования равно квадратному корню из их функциональной суммарной массы
, то есть чем меньше их суммарная масса, тем короче период их функционирования
и, соответственно, существования. Образно говоря, полученное уравнение можно
назвать "формулой смерти всего застывшего".
Здесь также уместно отметить, что с каждым последующим организационным
уровнем Развития Материи фщ. единицы несут на себе все больше фн. нагрузок, то
есть повышается коэффициент их полифункциональности. И чем сложнее по
организации структурный уровень Материи, тем выше будет этот коэффициент.
Отмеченный фактор облегчает решение задачи ускорения движения Материи в
качестве () в условиях ограниченного пространства () звездно-планетных
образований.
[ Оглавление ] [ Продолжение текста ]
[ Оглавление ]
Игорь Кондрашин
Диалектика Материи
Диалектический генезис материальных систем
(продолжение)
Уровень Г
Следующий организационный уровень системных образований Материи объединяет все
качественное многообразие неорганических элементов. Исходя из требований
закона увеличения приращения функций в единицу времени вследствие ограничения
пространственного перемещения, появление системных образований данного
подуровня происходило главным образом на планетных телах Вселенной.
Образующей основой структур уровня Г служит химическое соединение элементов
Материи, а точнее, химическая связь между функционирующими единицами подуровня
В (то есть атомами), в результате чего образуются фщ. единицы нового уровня
(молекулы), каждая из которых имеет свои строго определенные фн. свойства,
большинство из которых в настоящее время хорошо изучены.
Вкратце остановимся на механизме действия химической связи.
Все многочисленные химические процессы происходят в результате взаимных
перегруппировок атомов, сопровождающихся разрывом старых фн. связей между ними
и образованием новых в рамках структур фн. ячеек элементов данного подуровня.
Не существует химических реакций, в ходе которых связи между фн. ячейками,
занимаемыми различными атомами, не изменялись бы. Внешне ответственными за это
являются электронные оболочки атомов, вступивших в контакт друг с другом.
Поэтому смело можно утверждать, что это является их главным фн. свойством, их
функцией.
Соприкосновение взаимодействующих атомов, сопровождающееся частичным
перекрыванием их электронных оболочек, является необходимым условием
возникновения между ними химической связи. В качестве примера рассмотрим
механизм организации простейшего по структуре образования данного подуровня -
молекулы водорода.
Электрон в атоме водорода занимает определенный энергетический уровень,
который является наинизшим, если атом не возбужден и находится в изолированном
состоянии. При сближении двух атомов их электроны испытывают притяжение со
стороны обоих ядер, которое возрастает по мере уменьшения расстояния между
ними. Однако, на определенном этапе сближение атомов может приостановиться
вследствие действия сил отталкивания между электронами, каждый из которых
обладает отрицательным зарядом. Поэтому дальнейшее взаимодействие двух атомов
будет протекать в зависимости от характеристики спинов их электронов.
Электроны с параллельными (одинаково направленными) спинами ( ) отталкиваются
друг от друга, а электроны с антипараллельными спинами ( ) сближаются,
стягиваясь в электронную пару. Этот принцип уже упоминался нами при описании
построения атомных орбиталей электронных оболочек атомов.
Таким образом, при сближении двух атомов водорода в пространство между их
ядрами могут войти два электрона, спины которых антипараллельны. В результате
появляется стабильное двухатомное системное образование - молекула водорода
H2, фн. ячейки которого заполнены фщ. единицами подуровня В - атомами
водорода. Общая кинетическая энергия системы из двух атомов уменьшается
вследствие поглощения ее при построении самой системы путем трансформации
части кинетической энергии отдельных атомов в потенциальную энергию связи
молекулы. Ядра связанных атомов остаются на строго определенном расстоянии и
совершают колебания относительно друг друга. Равновесное межядерное
расстояние, называемое длиной химической связи, для молекулы H2 равно 0,74
при радиусах атомов водорода 0,53 . Область пространства между ядрами атомов,
в которой вероятность нахождения электронной пары максимальна, представляет
собой молекулярную орбиталь. В ней, как мы выяснили, не могут находиться
одновременно два электрона с параллельными спинами. Поэтому при сближении двух
атомов, электроны которых имеют параллельные спины, молекула водорода
образоваться не может. Химическая связь может возникать как между отдельными
атомами периодической системы подуровня В, так и между более сложными фщ.
единицами - молекулами, ионами, радикалами... Однако в любом случае в ее
основе лежит метод валентных связей, главное положение которого состоит в том,
что валентность любой указанной единицы равна числу ее неспаренных электронов.
Если в атоме имеются вакантные орбитали (фн. ячейки уровня АА), не слишком
сильно отличающиеся по уровню энергии от орбиталей, содержащих пару
электронов, то возможен переход одного из электронов в свободную орбиталь
соседнего подслоя. В результате, электроны "распариваются" и становятся
валентными. Однако, чтобы осуществить такой перевод электрона на другую
орбиталь, то есть возбудить атом, нужно затратить определенное количество
внесистемной энергии. Число обобщенных электронных пар определяет
ковалентность элемента.
Каждая фщ. единица (атом, ион или молекула), содержащая в орбитали
неспаренный электрон, следуя законам движения Материи в качестве (), стремится
к установлению с партнерами атомной связи и поэтому обладает высокой
реакционной способностью, проявляющейся прежде всего в реакциях замещения (Na
+ H2O = NaOH + H) и присоединения (H + H = H2 или H + Cl = HCl ).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
они, даже на таком относительно низком организационном уровне, представляют
скомпонованные в соответствии со строго определенными законами из
функционирующих единиц нижних подуровней системные образования Материи,
несущие на себе соответствующую функциональную нагрузку, характер которой
станет более понятен при рассмотрении строения систем следующих уровней в
общей цепи организационного развития материальной субстанции.
Итак, комплексные элементы подуровня В - атомы - по строению можно
расположить в порядке возрастания зарядов их ядер. Это и было практически
осуществлено Д.И. Менделеевым в 1869 году, в результате чего появилась
довольно стройная периодическая система элементов его имени. Так как заряд
ядра определяет число электронов, то атомы каждого последующего элемента имеют
на один электрон больше, чем атомы предыдущего.
Самым распространенным элементом Вселенной является водород. На его долю
приходится около половины массы Солнца и большинства других звезд. Он
содержится в газовых туманностях, в межзвездном газе, входит в состав звезд. В
недрах звезд происходит превращение ядер атомов водорода в ядра атомов гелия,
при этом выделяются элементы подуровней А и АА, заполняющие затем фн. ячейки в
различных системных образованиях Вселенной.
Нет основания отказываться от предположения, что движение Материи в
качестве () в определенный исторический период (-t) протекало во Вселенной
именно по пути построения структурных образований атомов (то есть по подуровню
В) от простейших элементов - водород, гелий - до все более сложных. Как долго
длился этот период () и насколько вновь образовавшиеся элементы
распространились в пространстве () сказать с точностью пока невозможно, но уже
сейчас можно сделать ряд определенных выводов.
Во-первых, процесс образования элементов уровня В - атомов - происходил при
поглощении значительных количеств кинетической энергии, ее системном
связывании в структурах единиц нового уровня с переводом ее в условный
энергопотенциал. Учитывая, что общее количество энергии для всей совокупной
Материи является величиной постоянной, по мере увеличения числа
гетерофункциональных атомных элементов и дальнейшей интеграции их структур
слагаемое кинетической энергии все более уменьшалось, что привело к появлению
во Вселенной своеобразных сгущений материальных образований - звезд,
чередуемых сравнительно безграничными пространствами, энергетически
пустынными. Иными словами, на указанном этапе Развития Материи в результате
интегративного процесса системной организации в рамках уровня В энергия на
всем протяжении пространства-времени Вселенной сгруппировалась в относительные
уплотнения - галактики и точки-звезды, хотя размеры этих уплотнений и точек,
выраженные в метрической системе, имеют впечатляющие величины.
Во-вторых, по этой же причине, ведущей к уменьшению числителя в формуле
скорость распространения каждого материального образования последющих
организационных уровней также уменьшается, в пределе стремясь к нулю.
В-третьих, в процессе движения Материи в качестве по подуровню В,
начавшемся, как мы уже говорили, с образования водорода и гелия, было создано
более 100 типов структур различных элементов. Появление более громоздких
атомов, чем уран и плутоний, затруднено вследствие превышения сил отталкивания
протонов в их ядрах над силами ядерной связи. В результате в таких атомах
происходит распад на элементы с более устойчивыми ядерными структурами. В силу
этого дальнейшее движение Материи в качестве по подуровню В стало невозможным
и оно перешло в подуровень Г, к рассмотрению которого мы перейдем ниже.
Однако, сделаем перед этим ряд важных для нашего исследования замечаний.
Все рассмотренные нами частицы подуровней А, АА, АБ, Б и В образуют группу
функционирующих единиц, являющуюся условной основой развития всех дальнейших
системных образований Материи. Общее число указанных элементов превышает 300,
однако каждая их комбинация представляет собой новый вариант системной
организации на данном уровне и ведет к созданию новой функционирующей единицы
со строго определенными свойствами. Без знания закономерностей образования
этих единиц и отличительных особенностей изменения их функциональных свойств
невозможно познать общую картину Развития Материи. Мы также должны помнить,
что для всех единиц и системных образований подуровней А - В характерны и
постоянно действуют законы общей теории систем, в соответствии с которой
каждую функциональную ячейку любого системного образования должна занять и
всегда занимает только соответствующая ей функционирующая единица. Именно
поэтому в любом ядре фн. место протона должен занять только протон со строго
соответствующей фн. характеристикой, а не гиперон или мезон. Все фн. ячейки
атомных орбиталей заполняются электронами со строго специфическими
характеристиками и, в случае изменения хотя бы одной из них, электрон уже не
может находиться в данной фн. ячейке, что влечет изменение фн. свойств всей
системы данного атома. Вместе с тем, на временной разновеликости периодов
существования фн. ячеек атомных орбиталей и фщ. единиц-электронов построены
все химические соединения веществ.
Двойственная природа функциональных ячеек и функционирующих единиц
подтверждается знаменитой теорией Дирака об античастицах. Суть ее, как
известно, сводится к следующему. Если все состояния с отрицательной энергией
(фн. ячейки) в любых системных образованиях уже заняты фщ.
единицами-электронами, никакой новый электрон не может перейти в эти состояния
из состояний с положительной энергией, поскольку каждую фн. ячейку, как мы
знаем, может занимать только одна фщ. единица - другой там места нет. Однако,
если по какой-либо причине электрон с отрицательной энергией покинет свою фн.
ячейку, среди состояний с отрицательной энергией останется одно незаполненное,
или, как принято говорить, "дырка". Но недостаток отрицательного заряда
воспринимается как положительный заряд, а недостаток отрицательной энергии -
как обычная положительная энергия: "минус на минус дает плюс". Теория Дирака
предсказала возможность появления положительно заряженных электронов, которые
позднее были названы позитронами. Если обычный электрон с отрицательным
зарядом встретится с позитроном, он может заполнить дырку, то есть "упасть" на
свободное место среди состояний с отрицательной энергией. Избыток энергии
будет передан электромагнитному полю, а фон электронов с отрицательной
энергией станет равномерным всюду, то есть ненаблюдаемым. Ведь если все
состояния с отрицательной энергией заняты, это нормальное, основное состояние
фона как целого: тогда дырок-позитронов нет. Взаимодействие электрона (фщ.
единицы) с позитроном (фн. ячейкой) приводит к аннигиляции их индивидуальных
качественных свойств, при этом сами они становятся частью структуры более
высокой системной организации.
Принцип двойственности фн. ячеек и фщ. единиц свойственен структурам и
более крупных элементов. Так экспериментальным путем, как известно, обнаружены
антиядра изотопа гелия-3. Не исключено, что одно из продолжений этой теории
логически связано с разгадкой тайн больших черных дыр в космосе и возможности
существования антимира. Однако, это предмет другого исследования.
Рассматривая природу взаимодействий различных элементов подуровней А - В,
мы можем подразделить их в соответствии с общепризнанной классификацией на
четыре четко отличающихся друг от друга типа: сильное, электромагнитное,
слабое и гравитационное. Их резкое различие видно из сравнения относительных
интенсивностей взаимодействий, которые относятся соответственно как
1:10-2:10-5:10-38. Гравитационное взаимодействие определяет структуру космоса,
электромагнитное - структуру атома и молекулы, сильное же взаимодействие
определяет структуру ядра. Слабому взаимодействию подвержены все частицы
упомянутых подуровней за исключением фотона. Помимо этого следует постоянно
иметь ввиду, что всем указанным взаимодействиям свойственны некоторые
симметрии. И если для одних взаимодействий они тесно связаны с симметрией
пространства-времени, то для других они подчиняются законам внутренней
симметрии взаимодействий.
Перед тем, как продолжить наше движение по координате качества, остановимся
еще на одном важном моменте. Как мы уже отмечали, параллельно с движением
Материи по подуровню В, то есть функциональной дифференциации его ячеек и
единиц, происходила одновременная концентрация элементов в звездные тела,
пространственный объем которых был несравнимо меньше остававшегося материально
разреженным межзвездного пространства. В результате, с помощью уже
упоминавшейся формулы полной энергии системы точек
можно сделать ряд интересных выводов.
Известно, что из-за связанности в звездных структурах перемещения
материальных образований подуровня В резко сокращены (то есть , а ), в то
время как энергия всей системы остается величиной постоянной. Тогда формула
полной энергии для сконцентрированных в пространстве системных элементов
трансформируется в смысловое выражение . Если же учесть, что суммарная масса
является объектом функциональной дифференциации , то можно записать указанную
зависимость в виде , которая означает, что в условиях ограничения движения в
пространстве, характерного для материальных частиц, сосредоточенных в
звездно-планетных телах Вселенной, для сохранения направленности тензора
Развития Материи движение в качестве () должно происходить в квадратной
зависимости от движения Материи во времени. Вследствие этого приращение
функциональных свойств материальных систем, сосредоточенных в
звездно-планетных образованиях, для какого-либо региона Вселенной протекает
значительно быстрее, чем это происходило бы для всей равномерно простирающейся
и перемещающейся по пространству Вселенной материальной субстанции.
Из тех же уравнений следует, что для материальных систем - фщ. единиц,
движение которых в пространстве практически ограничено (), время
функционирования равно квадратному корню из их функциональной суммарной массы
, то есть чем меньше их суммарная масса, тем короче период их функционирования
и, соответственно, существования. Образно говоря, полученное уравнение можно
назвать "формулой смерти всего застывшего".
Здесь также уместно отметить, что с каждым последующим организационным
уровнем Развития Материи фщ. единицы несут на себе все больше фн. нагрузок, то
есть повышается коэффициент их полифункциональности. И чем сложнее по
организации структурный уровень Материи, тем выше будет этот коэффициент.
Отмеченный фактор облегчает решение задачи ускорения движения Материи в
качестве () в условиях ограниченного пространства () звездно-планетных
образований.
[ Оглавление ] [ Продолжение текста ]
[ Оглавление ]
Игорь Кондрашин
Диалектика Материи
Диалектический генезис материальных систем
(продолжение)
Уровень Г
Следующий организационный уровень системных образований Материи объединяет все
качественное многообразие неорганических элементов. Исходя из требований
закона увеличения приращения функций в единицу времени вследствие ограничения
пространственного перемещения, появление системных образований данного
подуровня происходило главным образом на планетных телах Вселенной.
Образующей основой структур уровня Г служит химическое соединение элементов
Материи, а точнее, химическая связь между функционирующими единицами подуровня
В (то есть атомами), в результате чего образуются фщ. единицы нового уровня
(молекулы), каждая из которых имеет свои строго определенные фн. свойства,
большинство из которых в настоящее время хорошо изучены.
Вкратце остановимся на механизме действия химической связи.
Все многочисленные химические процессы происходят в результате взаимных
перегруппировок атомов, сопровождающихся разрывом старых фн. связей между ними
и образованием новых в рамках структур фн. ячеек элементов данного подуровня.
Не существует химических реакций, в ходе которых связи между фн. ячейками,
занимаемыми различными атомами, не изменялись бы. Внешне ответственными за это
являются электронные оболочки атомов, вступивших в контакт друг с другом.
Поэтому смело можно утверждать, что это является их главным фн. свойством, их
функцией.
Соприкосновение взаимодействующих атомов, сопровождающееся частичным
перекрыванием их электронных оболочек, является необходимым условием
возникновения между ними химической связи. В качестве примера рассмотрим
механизм организации простейшего по структуре образования данного подуровня -
молекулы водорода.
Электрон в атоме водорода занимает определенный энергетический уровень,
который является наинизшим, если атом не возбужден и находится в изолированном
состоянии. При сближении двух атомов их электроны испытывают притяжение со
стороны обоих ядер, которое возрастает по мере уменьшения расстояния между
ними. Однако, на определенном этапе сближение атомов может приостановиться
вследствие действия сил отталкивания между электронами, каждый из которых
обладает отрицательным зарядом. Поэтому дальнейшее взаимодействие двух атомов
будет протекать в зависимости от характеристики спинов их электронов.
Электроны с параллельными (одинаково направленными) спинами ( ) отталкиваются
друг от друга, а электроны с антипараллельными спинами ( ) сближаются,
стягиваясь в электронную пару. Этот принцип уже упоминался нами при описании
построения атомных орбиталей электронных оболочек атомов.
Таким образом, при сближении двух атомов водорода в пространство между их
ядрами могут войти два электрона, спины которых антипараллельны. В результате
появляется стабильное двухатомное системное образование - молекула водорода
H2, фн. ячейки которого заполнены фщ. единицами подуровня В - атомами
водорода. Общая кинетическая энергия системы из двух атомов уменьшается
вследствие поглощения ее при построении самой системы путем трансформации
части кинетической энергии отдельных атомов в потенциальную энергию связи
молекулы. Ядра связанных атомов остаются на строго определенном расстоянии и
совершают колебания относительно друг друга. Равновесное межядерное
расстояние, называемое длиной химической связи, для молекулы H2 равно 0,74
при радиусах атомов водорода 0,53 . Область пространства между ядрами атомов,
в которой вероятность нахождения электронной пары максимальна, представляет
собой молекулярную орбиталь. В ней, как мы выяснили, не могут находиться
одновременно два электрона с параллельными спинами. Поэтому при сближении двух
атомов, электроны которых имеют параллельные спины, молекула водорода
образоваться не может. Химическая связь может возникать как между отдельными
атомами периодической системы подуровня В, так и между более сложными фщ.
единицами - молекулами, ионами, радикалами... Однако в любом случае в ее
основе лежит метод валентных связей, главное положение которого состоит в том,
что валентность любой указанной единицы равна числу ее неспаренных электронов.
Если в атоме имеются вакантные орбитали (фн. ячейки уровня АА), не слишком
сильно отличающиеся по уровню энергии от орбиталей, содержащих пару
электронов, то возможен переход одного из электронов в свободную орбиталь
соседнего подслоя. В результате, электроны "распариваются" и становятся
валентными. Однако, чтобы осуществить такой перевод электрона на другую
орбиталь, то есть возбудить атом, нужно затратить определенное количество
внесистемной энергии. Число обобщенных электронных пар определяет
ковалентность элемента.
Каждая фщ. единица (атом, ион или молекула), содержащая в орбитали
неспаренный электрон, следуя законам движения Материи в качестве (), стремится
к установлению с партнерами атомной связи и поэтому обладает высокой
реакционной способностью, проявляющейся прежде всего в реакциях замещения (Na
+ H2O = NaOH + H) и присоединения (H + H = H2 или H + Cl = HCl ).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29