Makhov B.F.
Σε σχέση με την ανάπτυξη από τον συγγραφέα του «Δονητικού μοντέλου του ουδέτερου ατόμου» με τη συμπερίληψη του «παγκόσμιου αιθέρα», στον οποίο οι έννοιες του «μόνιμου θετικού φορτίου του ατομικού πυρήνα» και του «πεδίου Κουλόμπ» καθίστανται περιττές, τίθεται το ερώτημα μιας νέας διατύπωσης του Περιοδικού Νόμου. Μια τέτοια διατύπωση προτείνεται σε αυτό το άρθρο, όπου εξετάζεται και το πρόβλημα της μαθηματικής έκφρασης του Περιοδικού Νόμου. Στο άρθρο, ο συγγραφέας χρησιμοποιεί τη δική του εκδοχή του «Συμμετρικού Κβαντικού Περιοδικού Συστήματος Ουδέτερων Ατόμων (SC-PSA)», επαρκούς για το Δονητικό Μοντέλο.
Όλο και περισσότερο μακριά μας 1869 - ο χρόνος της πρώτης διατύπωσης του Περιοδικού Νόμου από τον Δ.Ι. Ο Mendeleev (PZM) και η ανάπτυξή του του Περιοδικού Πίνακα Στοιχείων (PSE-M), στον οποίο το ατομικό βάρος του στοιχείου ελήφθη ως το κύριο κριτήριο παραγγελίας, ένα περισσότερο ή λιγότερο κατανοητό χαρακτηριστικό τότε διαθέσιμο. Αλλά ακόμη και ο ίδιος ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς είπε ότι "δεν γνωρίζουμε τους λόγους της περιοδικότητας". Εκείνη την εποχή, μόνο 63 στοιχεία ήταν γνωστά και οι ιδιότητές τους (κυρίως χημικές) ήταν γνωστές ελάχιστα και όχι πάντα με ακρίβεια.
Ωστόσο, το πρόβλημα της συστηματοποίησης των στοιχείων έχει ήδη δηλωθεί και απαιτεί λύση. Η έξυπνη διαίσθηση του Mendeleev του επέτρεψε να ανταπεξέλθει με επιτυχία (στο τότε επίπεδο γνώσεων) στο έργο. Η διατύπωσή του για το PZM (Οκτώβριος 1971): «... οι ιδιότητες των στοιχείων, και επομένως οι ιδιότητες των απλών και πολύπλοκα σώματα, βρίσκονται σε περιοδική σχέση με το ατομικό τους βάρος.
Ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς τακτοποίησε όλα τα στοιχεία στη σειρά (σειρά Μεντελέεφ) κατά σειρά αυξανόμενου ατομικού βάρους, στην οποία, ωστόσο, επέτρεψε και αποκλίσεις για γνωστά ζεύγη στοιχείων (με βάση χημικές ιδιότητες), π.χ. Στην πραγματικότητα, υπάρχει εξάρτηση όχι μόνο από το ατομικό βάρος.
Έγινε σαφές στους επιστήμονες ότι όταν μετακινούνται από ένα στοιχείο στο PSE-M στο επόμενο, ορισμένα χαρακτηριστικά του στοιχείου αυξάνονται σε βήματα κατά την ίδια ποσότητα. Αυτή η τιμή είναι Ζονομαζόταν αύξων αριθμός (κυρίως από χημικούς) ή ατομικός αριθμός (από φυσικούς). Αποδείχθηκε ότι το ίδιο το ατομικό βάρος κατά κάποιο τρόπο εξαρτάται από Ζ. Επομένως, ως κύριο κριτήριο παραγγελίας, υιοθετήθηκε ο αύξων αριθμός Z, ο οποίος, κατά συνέπεια, συμπεριλήφθηκε στη 2η σύνθεση του PZM αντί ατομικού βάρους.
Πέρασε ο καιρός και εμφανίστηκαν νέες δυνατότητες συστηματοποίησης. Πρώτα απ 'όλα, πρόκειται για πρόοδο στη μελέτη των οπτικών φασμάτων γραμμής (LOS) ουδέτερων ατόμων και της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ (XXR). Αποδείχθηκε ότι κάθε στοιχείο έχει ένα μοναδικό φάσμα και από αυτά ανακαλύφθηκαν πολλά νέα στοιχεία. Για την περιγραφή των φασμάτων προτάθηκαν κβαντικοί αριθμοί, φασματικοί όροι, η αρχή αποκλεισμού του W. Pauli, ο νόμος του G. Moseley κ.λπ.. Η μελέτη των ατόμων στέφθηκε με τη δημιουργία των πρώτων μοντέλων του ατόμου (MOA), μετά τον θάνατο του D. I. Mendeleev.
Ο νόμος του Moseley, ο οποίος συσχέτιζε τη συχνότητα της χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ με τον αύξοντα αριθμό Ζ, συνέβαλε ιδιαίτερα μεγάλη στην επιστήμη. Επιβεβαίωσε την ορθότητα της σειράς Mendeleev και κατέστησε δυνατή την ένδειξη των αριθμών των υπόλοιπων μη ανακαλυφθέντων στοιχείων. Στη συνέχεια όμως, με γνώμονα τις καλές προθέσεις, να δώσει έναν αύξοντα αριθμό Ζφυσική έννοια, οι φυσικοί στο επίπεδο γνώσης των αρχών του 19ου αιώνα (τα πρώτα μοντέλα του ατόμου) κατέληξαν σε ένα βιαστικό συμπέρασμα ότι δεν μπορεί να είναι τίποτα άλλο από ένα σταθερό θετικό ηλεκτρικό φορτίο του ατομικού πυρήνα (ο αριθμός των στοιχειωδών ηλεκτρικών φορτίων - eZ).
Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι απαιτείται μια εκλεπτυσμένη 2η σύνθεση του PZM, στην οποία το σταθερό θετικό ηλεκτρικό φορτίο του ατομικού πυρήνα ενός στοιχείου λαμβάνεται ως κύριο κριτήριο συστηματοποίησης.
Όμως, δυστυχώς, στις αρχές του 20ου αιώνα, τα πρώτα μοντέλα του ατόμου παρουσιάστηκαν υπερβολικά μηχανιστικά (πλανητικά πυρηνικά μοντέλα) και η ηλεκτρική ουδετερότητα του ατόμου στο σύνολό του αντιπροσωπεύτηκε από το θετικό φορτίο του πυρήνα και το αντίστοιχο αριθμός αρνητικών στοιχειωδών σωματιδίων - ηλεκτρονίων, δηλ. επίσης στο επίπεδο της πρωτόγονης γνώσης εκείνης της εποχής για τον ηλεκτρισμό. Ως αποτέλεσμα, χρησιμοποιήθηκε η έννοια του σταθερού ηλεκτρικού πεδίου Coulomb, το οποίο προσελκύει ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα κ.λπ. Και ο Θεός να μην πέσει ηλεκτρόνιο στον πυρήνα!
Η ανακάλυψη της κυματικής φύσης του ηλεκτρονίου και πολλά προβλήματαμε το αποδεκτό μοντέλο του ατόμου, οδήγησαν στη μετάβαση στο «κβαντομηχανικό μοντέλο του ατόμου». Η κβαντική μηχανική (QM) έχει χαιρετιστεί ως το μεγαλύτερο επίτευγμα του 20ου αιώνα. Όμως με τον καιρό, ο ενθουσιασμός υποχώρησε. Ο λόγος είναι η ασταθής βάση πάνω στην οποία χτίζεται το CME, με βάση την εξίσωση Schrödinger, η οποία " περιγράφεικίνηση ενός ηλεκτρονίου. Πρώτα απ 'όλα, η ίδια η προσέγγιση είναι λάθος - αντί να εξετάζεται η κβαντική κατάσταση ισορροπίας ενός ουδέτερου ατόμου στο σύνολό της (σε μακροοικονομικό επίπεδο, μιλώντας στη γλώσσα των συνεργειών), η κίνηση ενός ηλεκτρονίου εξετάζεται στο CME (δηλ. λειτουργούν σε υπερβολικά λεπτομερές μικροεπίπεδο). Φανταστείτε ότι για την περίπτωση ενός ιδανικού αερίου, αντί να το εξετάσουν σε μακρο επίπεδο με χρονικά σταθερές παραμέτρους της κατάστασης του αερίου (πίεση, θερμοκρασία, όγκος), θα άρχιζαν ξαφνικά να γράφουν τις εξισώσεις κίνησης για καθένα από τα δισεκατομμύρια άτομα και μόρια του αερίου, γκρινιάζοντας δυνατά ταυτόχρονα για τη δυσκολία του έργου και την ανεπαρκή ισχύ των σύγχρονων υπολογιστών. Ενώ στο μακροεπίπεδο, η όλη εικόνα περιγράφεται εύκολα και κομψά χρησιμοποιώντας την εξίσωση για τη σύνδεση των παραμέτρων κατάστασης αερίου - την εξίσωση Clapeyron-Mendeleev. [FES, M, SE, 1984, σελ.288]
Κάτι παρόμοιοσε πολυπλοκότητα μας προσφέρει το CME στο πρόσωπο των ιδρυτών του, ειδικά για την περίπτωση ατόμων με μεγάλο ατομικό αριθμό. Ωστόσο, ο ακαδημαϊκός Lev Landau (1908-68), ο ίδιος ένας από τους πυλώνες του CME, έγραψε ήδη: «Ένα άτομο με περισσότερα από ένα ηλεκτρόνια είναι πολύπλοκο σύστημαηλεκτρόνια που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Για ένα τέτοιο σύστημα, μπορεί κανείς, αυστηρά μιλώντας, να εξετάσει μόνο τις καταστάσεις του συστήματος στο σύνολό του. Η ίδια ιδέα μπορεί να βρεθεί στα έργα του φυσικού φασματοσκοπίας Acad. Ακαδημία Επιστημών της BSSR Elyashevich M.A. (1908-95).
Ωστόσο, ας επιστρέψουμε στην εξέταση των διατυπώσεων του Περιοδικού Νόμου. Η σύγχρονη (εξευγενισμένη 2η) διατύπωση του PZM έχει ως εξής:
«Οι ιδιότητες των στοιχείων βρίσκονται σε περιοδική σχέση με το φορτίο των ατομικών τους πυρήνων». Πυρηνικό φορτίο eZ = ατομικός (σειριακός) αριθμός του στοιχείου στο σύστημα, πολλαπλασιασμένος με το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο (δηλαδή το Z είναι αριθμητικά ίσο με τον αριθμό των στοιχειωδών ηλεκτρικών φορτίων).
Γιατί χρειάζεται μια νέα, 3η διατύπωση του PZM;
1) Από το 2ο σκεύασμα δεν είναι πολύ σαφές για ποιες ιδιότητες πρόκειται - αν είναι χημικές, τότε δεν σχετίζονται άμεσα με τα στοιχεία (ουδέτερα άτομα). Όταν τα ουδέτερα άτομα αλληλεπιδρούν, τα μεταβλητά EMF τους επικαλύπτονται, με αποτέλεσμα να ασκούν ένα ορισμένο βαθμό διέγερσης το ένα στο άλλο. Για να περιγράψετε έναν χημικό δεσμό, πρέπει να γνωρίζετε επιπλέον - τι συνδέεται με τι (σύνθεση και δομή της ουσίας) και υπό ποιες συγκεκριμένες φυσικές συνθήκες (CFU) κ.λπ.
2) Σύμφωνα με το «Δονητικό μοντέλο» που αναπτύχθηκε από τον συγγραφέα, ο πυρήνας ενός ουδέτερου ατόμου δεν έχει ούτε σταθερό ηλεκτρικό φορτίο ούτε σταθερό πεδίο Coulomb που δημιουργείται από αυτό (αντί αυτού, ένας παλλόμενος πυρήνας, ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο - EMF, στάσιμο EMW, παραμετρικός συντονισμός, συντελεστής υψηλής ποιότητας ταλαντώσεων, άτομο αντοχής). Βλέπε FI, 2008, Νο. 3, σ.25
3) Δηλαδή, δεν υπάρχει σαφής ορισμός ούτε ενός ορίσματος ούτε μιας συνάρτησης. Όσο για τη φύση της περιοδικής εξάρτησης, δεν υπάρχει επίσης καμία βεβαιότητα. Το PZM είναι άχρηστο χωρίς να λαμβάνεται υπόψη ταυτόχρονα ο πίνακας του ίδιου του Περιοδικού Πίνακα, γι' αυτό και συχνά δεν αναφέρεται καθόλου στα σχολικά βιβλία με την τρέχουσα διατύπωσή του («φαύλος κύκλος»). Δεν είναι τυχαίο ότι δεν έχουμε ακόμη μια πλήρη θεωρία του Περιοδικού συστήματος και την πιο μαθηματική έκφραση του PZM.
4) Τώρα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε θεμελιωδώς νέες ευκαιρίες για μια πιο σωστή διατύπωση του Περιοδικού Νόμου και την εξαγωγή της μαθηματικής έκφρασής του, η οποία δίνω«Δονητικό μοντέλο ουδέτερου ατόμου» (ζευγμένες δονήσεις του πυρήνα και του περιβάλλοντος του) και «Συμμετρικό κβαντικό περιοδικό σύστημα ουδέτερων ατόμων (SC-PSA)», που αναπτύχθηκε και δημοσιεύτηκε από τον συγγραφέα.
5) Σύμφωνα με τη συνεργική προσέγγιση, η κβαντική κατάσταση ισορροπίας του ατόμου στο σύνολό του (μακροσκοπική προσέγγιση) μπορεί να περιγραφεί από διάφορες χρονικά ανεξάρτητες παραμέτρους. Ο συγγραφέας έχει δείξει ότι είναι ένα αυστηρά ατομικό (αρχή αποκλεισμού του W. Pauli) σύνολο 4 κβαντικών αριθμών εγγενών σε κάθε άτομο, που προσδιορίζεται από το LOS του (και όχι από τις εξισώσεις CME).
Τέτοιοςένα σύνολο κβαντικών αριθμών καθορίζει μοναδικά τη θέση του στοιχείου (τις συντεταγμένες του) στο SC-PSA που αναπτύχθηκε από τον συγγραφέα.
6) Τέτοιες παράμετροι πρέπει να πληρούν ορισμένες απαιτήσεις:
Απαντήστε στη φυσική φύση ενός ουδέτερου ατόμου (σύμφωνα με το "Δονητικό μοντέλο")
Να είστε ξεκάθαροι
Να είναι ακέραιος (που προκύπτει από την ίδια την ουσία της ακτινοβολίας του πυρήνα)
Είναι εύκολο να μετρηθεί (από τα φάσματα ενός ουδέτερου ατόμου).
Έτσι, η έννοια των κβαντικών αριθμών που είναι γνωστά για κάθε άτομο πρέπει να βελτιωθεί ανάλογα με τη φυσική τους φύση.
7) Αντί για την εξίσωση CME του E. Schrödinger, ο συγγραφέας προτείνει τη χρήση των εξισώσεων σύνδεσης κβαντικών αριθμών (εξισώσεις Makhov) (ο συγγραφέας βρήκε δύο τέτοιες εξισώσεις), που αποτελούν τη μαθηματική έκφραση του PZM, επαρκείς για τη νέα διατύπωση. Περισσότερα για αυτό σε προσεχές βιβλίο.
8) Υπό το πρίσμα του «Δονητικού Μοντέλου του Ουδέτερου Ατόμου» και της νέας ιδέας του μεταβλητού EMF του πυρήνα, για τη νέα διατύπωση του Περιοδικού Νόμου, αντί για το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο, χρειάζεται άλλο φυσικό μέγεθος. , που μαζί με τον τακτικό αριθμό Ζ, χαρακτηρίζει την ένταση της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης (σταδιακά μεταβαλλόμενη με την αύξηση του Ζ) και προσδιορίζεται μοναδικά από το φάσμα των ουδέτερων ατόμων. Και υπάρχει μια τέτοια τιμή - είναι η σταθερά της λεπτής δομής (α) [FES-763], η οποία χρησιμοποιείται συνήθως στις αναζητήσεις για το "ανώτερο όριο του Περιοδικού Πίνακα".
Νέα διατύπωση του ΠΖΜ μοιάζει με αυτό:
«Τα χαρακτηριστικά των ουδέτερων ατόμων βρίσκονται σε περιοδική εξάρτηση από το μέγεθος της τάσης (aZ) Εναλλασσόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο (EMF) που δημιουργείται από τους πυρήνες τους. Ο συγγραφέας έφτασε σε μια τόσο σύντομη διατύπωση στις 22 Νοεμβρίου 2006, μετά από μια σειρά από «μακροσκελείς».
Μπορεί να φανεί από αυτό ότι αντί για το μέγεθος του ηλεκτρικού φορτίου ( eZ), που περιλαμβάνει ένα στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο, χρησιμοποιείται η τιμή της έντασης ( aZ), το οποίο περιλαμβάνει α - σταθερά λεπτής δομής, η οποία «στην κβαντική ηλεκτροδυναμική θεωρείται ως φυσική παράμετρος που χαρακτηρίζει την «ισχύ» της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης» [FES, σελ.763].
Έχουμε ήδη μιλήσει για τα χαρακτηριστικά των ουδέτερων ατόμων (για τους κβαντικούς αριθμούς, τη φυσική τους φύση κ.λπ.), αλλά η φύση της περιοδικής εξάρτησης πρέπει ακόμα να διευκρινιστεί λίγο. Ήδη τώρα υπάρχουν προϋποθέσεις για την παραγωγή των εξισώσεων σύνδεσης κβαντικών αριθμών - αυτό είναι (n+ μεγάλο)- κανόνες του ακαδημαϊκού V.M. Klechkovsky (1900-72) και (n- μεγάλο)- dhn κανόνας, καθ. D.N. Trifonov, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν από τον συγγραφέα για την κατασκευή του SC-PSA. Λαμβάνοντας υπόψη τη μεταβλητή EMF και το μόνιμο EMW που διαδίδεται (σε συγκεκριμένο βάθος για κάθε άτομο), μπορούμε να πούμε ότι το άθροισμα αυτών των κβαντικών αριθμών αντιπροσωπεύει τη συνολική ενέργεια του μόνιμου EMW και η διαφορά είναι το βάθος της αλλαγής στο παράμετρος ταλάντωσης. Δηλαδή, υπάρχουν ήδη δέσμες κβαντικών αριθμών που αντιπροσωπεύουν στο SC-PSA (n+ μεγάλο)- περίοδο (είναι όλα ζευγαρωμένα και σχηματίζουν δυάδες), και (n- μεγάλο)- ομάδες διαδοχικών ατόμων - οριζόντιες σειρές SC-PSA (έως 4 σε περίοδο εντός Z ≤ 120), οι οποίες είναι ακολουθίες φά-, ρε-, Π-, μικρό- στοιχεία. Δηλαδή, σε ένα επίπεδο κβαντικής ενέργειας μπορεί να υπάρχουν πολλές κβαντικές καταστάσεις. Περαιτέρω εξέταση των χαρακτηριστικών του μόνιμου EMW δύο μονάδων μας επιτρέπει να εξαγάγουμε τις εξισώσεις για τη σύνδεση κβαντικών αριθμών (εξισώσεις Makhov).
Παράδειγμα: Συνολική στάσιμη ενέργεια EMW E n + μεγάλο = Ε n + Ε μεγάλο = συνθ, όπου Ε n και Ε μεγάλο - τις μέσες τιμές της ενέργειας των ηλεκτρικών και μαγνητικών συστατικών των μερών του.
Για να διευκρινίσουμε τη φυσική έννοια των κβαντικών αριθμών, χρησιμοποιούμε τον τύπο για την ενέργεια ενός κβαντικού εκπομπού (στο γενική εικόνα) E = Eo (2k + 1), επομένως → = 2k
Συγκεκριμένα, έχουμε για την Ε n + μεγάλο= Ε ο (2 + 1) → = n + μεγάλο , δηλαδή το άθροισμα των κβαντικών αριθμών (n+ μεγάλο) είναι ο λόγος της αύξησης της συνολικής ενέργειας ενός μόνιμου EMW προς την αρχική του τιμή, που δίνει φυσικό νόημα στον προαναφερθέντα πρώτο κανόνα του ακαδημαϊκού V.M. Κλετσκόφσκι.
Ένα μόνιμο EMW είναι ένας φορέας υλικού παραμετρικού συντονισμού (με σταθερή εσωτερική ενέργεια, η ενέργεια μεταφέρεται από την ηλεκτρική στη μαγνητική και αντίστροφα με τεράστια συχνότητα). Σε αυτή την περίπτωση, η διαφορά μεταξύ των μέσων τιμών της ενέργειας των ηλεκτρικών και μαγνητικών συνιστωσών της συνολικής ενέργειας του EMW E n - μεγάλο = μι n - Ε μεγάλο - το ποσό της αλλαγής της παραμέτρου κβαντίζεται επίσης.
μι n - μεγάλο= E o (2 + 1) → = n - μεγάλο , αυτή η στάση δίνει φυσικό νόημα στον κανόνα του D.N. Trifonov και από εδώ ο κανόνας γίνεται σαφής n - μεγάλο ≥ 1, αφού διαφορετικά δεν υπάρχει μόνιμο EMW (δεν θα πρέπει να είναι εγγενές στο κύμα που κινείται n = μεγάλο, και σχετική απώλεια ενέργειας). Μπορείτε να εισαγάγετε την έννοια της "σχετικής τιμής της αλλαγής παραμέτρου" : = = λ
Κβαντίζονται επίσης οι μέσες τιμές των συστατικών της συνολικής ενέργειας του μόνιμου EMW
μι n=Eo(2 n + 1) → = 2n
μι μεγάλο=Eo(2 μεγάλο + 1) → = 2μεγάλο
εξ ου και οι κβαντικοί αριθμοί nκαι μεγάλο αποκτούν ένα νέο φυσικό νόημα ως οι κβαντικοί αριθμοί των συστατικών της ηλεκτρικής και της μαγνητικής ενέργειας της συνολικής ενέργειας ενός μόνιμου EMW (αντί για τον «κύριο κβαντικό αριθμό» και τον «τροχιακό κβαντικό αριθμό»).
Η υψηλή και σταθερή συχνότητα του στάσιμου EMW εκφράζεται μέσω περιοδικών συναρτήσεων, σε σχέση με την περίπτωσή μας - τριγωνομετρική. Η δυαδικότητα του μόνιμου EMW βρίσκεται στην παραμετρική εκχώρηση της συνάρτησης. Ένα στάσιμο EMW ως αρμονικό κύμα μπορεί να περιγραφεί με ημιτονοειδείς εξισώσεις της μορφής y = ΕΝΑ αμαρτία (ω t + φ ),
τότε n t = n cosα και lt = μεγάλο sin α (παραμετρικός ορισμός έλλειψης).
εδώ nκαι μεγάλο - κβαντικοί αριθμοί (αδιάστατες ακέραιες τιμές), δείκτες του μέγιστου πλάτους της σχετικής ενέργειας των ηλεκτρικών και μαγνητικών συνιστωσών του μόνιμου EMW, και n tκαι lt- τρέχουσες τιμές κυμαινόμενων ποσοτήτων (μόνιμα εξαρτήματα EMW) σε αυτή τη στιγμήχρόνος, δηλ. Οι ποσότητες είναι επίσης αδιάστατες.*)
0 ≤ |n t| ≤n 0 ≤ |l t | ≤l
Ας διευκρινίσουμε ότι είναι ακριβώς δύο εξαρτήσεις- συνημίτονο και ημιτονοειδές Στη διεπαφή "Πυρήνας-περιβάλλον" κατά την αρχική στιγμή της ακτινοβολίας, το πρώτο έχει μέγιστο πλάτος - προς την = n (διαφορετικά δεν υπάρχει ακτινοβολία) και το πλάτος είναι διαφορετικό - προς την = 0 (δηλαδή υπάρχει μετατόπιση φάσης). Ξεκινώντας να διαδίδεται από τον πυρήνα, ένα συστατικό του μόνιμου EMW δημιουργεί ένα άλλο και το αντίστροφο. Ο συγγραφέας θα ήθελε να προειδοποιήσει να μην βιαστείτε να καταλήξετε στο συμπέρασμα ότι προς την = 0, τότε η μαγνητική συνιστώσα της συνολικής ενέργειας του μόνιμου EMW είναι επίσης ίση με μηδέν. Αυτό δεν είναι έτσι, αρκεί να θυμηθούμε τον τύπο ενός κβαντικού αρμονικού πομπού.
Αυτή είναι η εξίσωση της έλλειψης + = 1 (σε κανονική μορφή, κοινή για τη σύνδεση αρμονικών ταλαντώσεων) και είναι μια από τις εξισώσεις για τη σύνδεση κβαντικών αριθμών.
Το φυσικό νόημα αυτής της εξίσωσης σύζευξης γίνεται σαφέστερο εάν γίνουν κάποιοι μετασχηματισμοί. Για να γίνει αυτό, χρησιμοποιούμε την αναπαράσταση της έλλειψης ως υποτροχοειδή.
Για την περίπτωσή μας ; .
Αυτή είναι η 1η εξίσωση κβαντικής σχέσης αριθμών (εξίσωση Makhov).
Ή αρκετά σαφής 
.
Μπορεί να φανεί ότι η εξίσωση αντανακλά τη σταθερότητα της συνολικής ενέργειας ενός μόνιμου EMW. Έτσι, οι προαναφερθείσες δέσμες κβαντικών αριθμών ( n+l) είναι ο αριθμός περιόδου στο SC-PSA, και ( n - μεγάλο)- ορίζειη ακολουθία θέσης των οριζόντιων σειρών που περιλαμβάνονται στην περίοδο - βρήκαν τη θέση τους στην εξίσωση της επικοινωνίας και η ίδια η εξίσωση αντικατοπτρίζει καλά τη δομή του SC-PSA.
Λάβαμε μια ακόμη, 2η εξίσωση σύνδεσης για τους υπόλοιπους δύο κβαντικούς αριθμούς (από το πλήρες σύνολο σύμφωνα με την αρχή αποκλεισμού W. Pauli) - m l καιΚυρία , αλλά δεν μπορείτε να πείτε για αυτά με λίγα λόγια, και ακόμη και με τη φυσική έννοια του "spin" κβαντικός αριθμός Κυρίαχρειάζεται ακόμα να το καταλάβουμε - δείτε εδώ.
Αρχή (σειριακός αριθμός του αρχικού στοιχείου - ΖΜ) κάθε M-dyad (ένα ζεύγος περιόδων SC-PSA) μπορεί να ληφθεί από τον ίδιο μετασχηματισμό του τύπου με V.M. Klechkovsky για τον αριθμό Zl στοιχείο στο οποίο την πρώτη φορά που εμφανίζεται ένα στοιχείο με δεδομένα έννοια lmax
ΖΜ = Zl -1 = = ,
τότε στοlmax = 0; 1; 2; 3; 4... έχουμε ΖΜ= 0; 4; 20; 56; 120..., δηλ. Αυτοί είναι οι λεγόμενοι τετραεδρικοί αριθμοί, οι οποίοι σχετίζονται έμμεσα με κάποια ελάχιστα αρχικά επίπεδα κβαντικής ενέργειας για τη δυάδα (ένα τετράεδρο μεταξύ όλων των χωρικών σωμάτων έχει μια ελάχιστη επιφάνεια με σταθερό όγκο).
Πιο αναλυτικά σχετικά με αυτό το θέμα και τις αναφερόμενες δύο εξισώσεις σύνδεσης κβαντικών αριθμών, ο συγγραφέας σκοπεύει να αναφέρει στις εργασίες που ετοιμάζονται για δημοσίευση.
Ο συγγραφέας δεν ισχυρίζεται ότι αυτό το έργο, φυσικά, δημιουργεί μια πλήρη θεωρία του Περιοδικού συστήματος των ουδέτερων ατόμων και της μαθηματικής του έκφρασης, αλλά το θεωρεί απαραίτητο και σημαντικό στάδιο σε αυτό το μονοπάτι, και στο μέγιστο των δυνατοτήτων του θα συμβάλει για περαιτέρω πρόοδο.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ:
- Klechkovsky V.M. «Η κατανομή των ατομικών ηλεκτρονίων και ο κανόνας διαδοχικής πλήρωσης (n+ μεγάλο)- ομάδα», Μ., Atomizdat, 1968
- Klechkovsky V.M. «Ανάπτυξη ορισμένων θεωρητικών προβλημάτων του Περιοδικού συστήματος του Δ.Ι. Mendeleev» (αναφορά στο συμπόσιο του X Mendeleev Congress). M., Nauka, 1971, σσ. 54-67.
- Trifonov D.N. "Δομή και όρια του περιοδικού συστήματος", Μόσχα, Atomizdat, 1976, 271 σελίδες.
- Makhov B.F., βιβλίο "Symmetric Quantum Periodic System of Elements" (SK-PSE), Μόσχα, 1997 - ISBN 5-86700-027-3
- Makhov B.F., Άρθρο «Συμμετρικό κβαντικό περιοδικό σύστημα στοιχείων (ουδέτερα άτομα) - SC-PSA (ή New Periodization of the Periodic System», στο περιοδικό RAE «Fundamental Research», 2007, No. 9, σελ. 30-36 - ISSN 1812 -7339
- Makhov B.F., Έκθεση "The manifestation of pairing in the Periodic system of neutral atoms (SC-PSA)", στο Proceedings of the V-Int. συνέδριο «Βινιολογία, συμμετρολογία και συνέργεια στις φυσικές επιστήμες», Σεπτ. 2007, Tyumen, Tsogu, Section "Physics and Chemistry", σελ. 59-65 ISBN 978-5-88465-835-4
- Makhov B.F., Άρθρο "Παγκόσμια εκπομπή" D.I. Mendeleev and his place in the Periodic system”, στο περιοδικό RANH “Fundamental Research”, 2008, αρ. 3, σελ. 25-28
- Makhov B.F., Άρθρο "Η φυσική φύση των μετάλλων υπό το φως του δονητικού μοντέλου του ατόμου", στο περιοδικό της Ρωσικής Ακαδημίας Φυσικών Επιστημών "Fundamental Research", 2008, No. 3, σελ. 29-37
- Landau L.D., Lifshitz E.M. "Κβαντική μηχανική. Non-relativistic theory», Μόσχα: Nauka, 1974 (3η έκδ.). σελ. 293. και 1989 (4η έκδ.). σελίδα 302
- Makhov BF, βιβλίο "Σχετικά με το μοντέλο του ουδέτερου ατόμου και τρόπους εξόδου από την κρίση στην ατομική φυσική" (έτοιμο για δημοσίευση).
- Makhov B.F., το βιβλίο "Three-dimensional SC-PSA" (ετοιμάστηκε για δημοσίευση).
- Bronstein I.N., Semendyaev K.A., Εγχειρίδιο μαθηματικών για μηχανικούς και φοιτητές ανώτατων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων. Μόσχα: Nauka, Αρχισυντάκτης. FML, 1986 (13e, corr.), σελ.127
- Άρθρο "Σταθερά λεπτής δομής", Φυσικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό- FES, σελ.763
Βιβλιογραφικός σύνδεσμος
Makhov B.F. ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ Δ.Ι. MENDELEEV - ΝΕΑ ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ // Επιτυχίες της σύγχρονης φυσικής επιστήμης. - 2008. - Αρ. 9. - Σ. 24-29;URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=10547 (ημερομηνία πρόσβασης: 29/02/2020). Εφιστούμε στην προσοχή σας τα περιοδικά που εκδίδονται από τον εκδοτικό οίκο "Academy of Natural History"
Εδώ ο αναγνώστης θα βρει πληροφορίες για έναν από τους πιο σημαντικούς νόμους που ανακάλυψε ποτέ ο άνθρωπος στον επιστημονικό τομέα - τον περιοδικό νόμο του Μεντελέεφ Ντμίτρι Ιβάνοβιτς. Θα εξοικειωθείτε με το νόημα και την επιρροή του στη χημεία, θα εξεταστεί γενικές προμήθειες, χαρακτηριστικά και λεπτομέρειες του περιοδικού νόμου, το ιστορικό της ανακάλυψης και τις κύριες διατάξεις.
Τι είναι ο περιοδικός νόμος
Ο περιοδικός νόμος είναι φυσικός νόμοςθεμελιώδους φύσης, το οποίο ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον D. I. Mendeleev το 1869, και η ίδια η ανακάλυψη έγινε λόγω της σύγκρισης των ιδιοτήτων ορισμένων χημικών στοιχείων και των τιμών της ατομικής μάζας που ήταν γνωστές εκείνη την εποχή.
Ο Mendeleev υποστήριξε ότι, σύμφωνα με το νόμο του, τα απλά και σύνθετα σώματα και διάφορες ενώσεις στοιχείων εξαρτώνται από την εξάρτησή τους από τον περιοδικό τύπο και από το βάρος του ατόμου τους.
Ο περιοδικός νόμος είναι μοναδικός στο είδος του και αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν εκφράζεται με μαθηματικές εξισώσεις, σε αντίθεση με άλλους θεμελιώδεις νόμους της φύσης και του σύμπαντος. Γραφικά, βρίσκει την έκφρασή του στον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων.
Ιστορικό ανακάλυψης
Η ανακάλυψη του περιοδικού νόμου έγινε το 1869, αλλά οι προσπάθειες συστηματοποίησης όλων των γνωστών x στοιχείων ξεκίνησαν πολύ πριν από αυτό.
Η πρώτη προσπάθεια δημιουργίας ενός τέτοιου συστήματος έγινε από τον I. V. Debereiner το 1829. Ταξινόμησε όλα τα χημικά στοιχεία που του ήταν γνωστά σε τριάδες, που συνδέονται μεταξύ τους με την εγγύτητα του μισού αθροίσματος ατομικές μάζεςπεριλαμβάνονται σε αυτήν την ομάδα των τριών συστατικών. Ακολουθώντας τον Debereiner, έγινε προσπάθεια να δημιουργηθεί ένας μοναδικός πίνακας ταξινόμησης στοιχείων από τον A. de Chancourtois, ονόμασε το σύστημά του "γήινη σπείρα" και μετά από αυτόν η οκτάβα Newlands συντάχθηκε από τον John Newlands. Το 1864, σχεδόν ταυτόχρονα, ο William Olding και ο Lothar Meyer δημοσίευσαν πίνακες που δημιούργησαν ανεξάρτητα.
Ο περιοδικός νόμος παρουσιάστηκε στην επιστημονική κοινότητα για αναθεώρηση στις 8 Μαρτίου 1869, και αυτό συνέβη κατά τη διάρκεια μιας συνάντησης της Ρωσικής Χ-ης κοινωνίας. Ο Μεντελέγιεφ Ντμίτρι Ιβάνοβιτς ανακοίνωσε την ανακάλυψή του μπροστά σε όλους και την ίδια χρονιά κυκλοφόρησε το εγχειρίδιο του Μεντελέεφ "Βασικές αρχές της χημείας", όπου εμφανίστηκε για πρώτη φορά ο περιοδικός πίνακας που δημιούργησε ο ίδιος. Ένα χρόνο αργότερα, το 1870, έγραψε ένα άρθρο και το υπέβαλε για επανεξέταση στο RCS, όπου χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά η έννοια του περιοδικού νόμου. Το 1871, ο Mendeleev έδωσε μια εξαντλητική περιγραφή της έρευνάς του στο διάσημο άρθρο του σχετικά με την περιοδική εγκυρότητα των χημικών στοιχείων.
Ανεκτίμητη συμβολή στην ανάπτυξη της χημείας
Η αξία του περιοδικού νόμου είναι απίστευτα μεγάλη για την επιστημονική κοινότητα σε όλο τον κόσμο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ανακάλυψή του έδωσε ισχυρή ώθηση στην ανάπτυξη τόσο της χημείας όσο και άλλων φυσικών επιστημών, όπως η φυσική και η βιολογία. Η σχέση των στοιχείων με τα ποιοτικά χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά τους ήταν ανοιχτή, και αυτό επέτρεψε επίσης να κατανοηθεί η ουσία της κατασκευής όλων των στοιχείων σύμφωνα με μια αρχή και οδήγησε στη σύγχρονη διατύπωση των εννοιών των χημικών στοιχείων, για να συγκεκριμενοποιήσει τη γνώση της ιδέας των ουσιών πολύπλοκης και απλής δομής.
Η χρήση του περιοδικού νόμου κατέστησε δυνατή την επίλυση του προβλήματος της χημικής πρόβλεψης, τον προσδιορισμό της αιτίας της συμπεριφοράς των γνωστών χημικών στοιχείων. Η ατομική φυσική, συμπεριλαμβανομένης της πυρηνικής ενέργειας, κατέστη δυνατή ως αποτέλεσμα του ίδιου νόμου. Με τη σειρά τους, αυτές οι επιστήμες κατέστησαν δυνατή την επέκταση των οριζόντων της ουσίας αυτού του νόμου και την εμβάθυνση στην κατανόησή του.
Χημικές ιδιότητες των στοιχείων του περιοδικού συστήματος
Στην πραγματικότητα, τα χημικά στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους με τα χαρακτηριστικά που είναι εγγενή σε αυτά στην κατάσταση τόσο ενός ελεύθερου ατόμου όσο και ενός ιόντος, διαλυτωμένου ή ενυδατωμένου, σε μια απλή ουσία και στη μορφή που μπορούν να σχηματίσουν οι πολυάριθμες ενώσεις τους. Ωστόσο, οι x-th ιδιότητες συνήθως συνίστανται σε δύο φαινόμενα: ιδιότητες χαρακτηριστικές ενός ατόμου σε ελεύθερη κατάσταση και μια απλή ουσία. Αυτό το είδος ιδιοτήτων περιλαμβάνει πολλούς από τους τύπους τους, αλλά οι πιο σημαντικοί είναι:
- Ο ατομικός ιονισμός και η ενέργειά του, ανάλογα με τη θέση του στοιχείου στον πίνακα, τον τακτικό του αριθμό.
- Η ενεργειακή σχέση του ατόμου και του ηλεκτρονίου, η οποία, όπως και ο ατομικός ιονισμός, εξαρτάται από τη θέση του στοιχείου στον περιοδικό πίνακα.
- Η ηλεκτραρνητικότητα ενός ατόμου, που δεν έχει σταθερή τιμή, αλλά μπορεί να αλλάξει ανάλογα με διάφορους παράγοντες.
- Οι ακτίνες των ατόμων και των ιόντων - εδώ, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται εμπειρικά δεδομένα, τα οποία σχετίζονται με την κυματική φύση των ηλεκτρονίων σε κατάσταση κίνησης.
- Ατομοποίηση απλών ουσιών - περιγραφή της ικανότητας ενός στοιχείου να αντιδρά.
- Οι καταστάσεις οξείδωσης είναι ένα τυπικό χαρακτηριστικό, ωστόσο, εμφανίζονται ως ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός στοιχείου.
- Το δυναμικό οξείδωσης για απλές ουσίες είναι μια μέτρηση και ένδειξη της δυνατότητας μιας ουσίας να δρα σε υδατικά διαλύματα, καθώς και του επιπέδου εκδήλωσης των οξειδοαναγωγικών ιδιοτήτων.
Περιοδικότητα στοιχείων εσωτερικού και δευτερεύοντος τύπου
Ο περιοδικός νόμος δίνει μια κατανόηση μιας άλλης σημαντικής συνιστώσας της φύσης - της εσωτερικής και της δευτερεύουσας περιοδικότητας. Τα προαναφερθέντα πεδία μελέτης των ατομικών ιδιοτήτων είναι, στην πραγματικότητα, πολύ πιο περίπλοκα από ό,τι θα μπορούσε κανείς να σκεφτεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα στοιχεία s, p, d του πίνακα αλλάζουν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους ανάλογα με τη θέση τους στην περίοδο (εσωτερική περιοδικότητα) και την ομάδα (δευτερεύουσα περιοδικότητα). Για παράδειγμα, η εσωτερική διαδικασία της μετάβασης του στοιχείου s από την πρώτη ομάδα στην όγδοη στο στοιχείο p συνοδεύεται από ελάχιστα και μέγιστα σημεία στην ενεργειακή καμπύλη του ιονισμένου ατόμου. Αυτό το φαινόμενο δείχνει την εσωτερική ασυνέπεια της περιοδικότητας των αλλαγών στις ιδιότητες ενός ατόμου ανάλογα με τη θέση του στην περίοδο.
Αποτελέσματα
Τώρα ο αναγνώστης έχει μια σαφή κατανόηση και ορισμό του τι είναι ο περιοδικός νόμος του Mendeleev, συνειδητοποιεί τη σημασία του για τον άνθρωπο και την ανάπτυξη διαφόρων επιστημών και έχει μια ιδέα για τις τρέχουσες διατάξεις του και την ιστορία της ανακάλυψης.
Ως αποτέλεσμα της επιτυχούς ανάπτυξης της ύλης αυτού του κεφαλαίου, ο μαθητής θα πρέπει:
ξέρω
- σύγχρονη διατύπωση του περιοδικού νόμου·
- σύνδεση μεταξύ της δομής του περιοδικού συστήματος και της ενεργειακής ακολουθίας των υποεπίπεδων σε άτομα πολλαπλών ηλεκτρονίων.
- ορισμοί των εννοιών "περίοδος", "ομάδα", "5-στοιχεία", "π-στοιχεία", "ρε-στοιχεία», «/-στοιχεία», «ενέργεια ιονισμού», «συγγένεια ηλεκτρονίων», «ηλεκτραρνητικότητα», «ακτίνα van der Waals», «clarke»;
- βασικός νόμος της γεωχημείας;
ικανός για
Περιγράψτε τη δομή του περιοδικού συστήματος σύμφωνα με τους κανόνες του Klechkovsky.
το δικό
Ιδέες για την περιοδική φύση της αλλαγής στις ιδιότητες των ατόμων και τις χημικές ιδιότητες των στοιχείων, για τα χαρακτηριστικά της έκδοσης μακράς περιόδου του περιοδικού συστήματος. για τη σχέση της αφθονίας των χημικών στοιχείων με τη θέση τους στο περιοδικό σύστημα, για τα μακρο- και μικροστοιχεία στη λιθόσφαιρα και τη ζωντανή ύλη.
Σύγχρονη διατύπωση του περιοδικού νόμου
Περιοδικός νόμος -ο πιο γενικός νόμος της χημείας - ανακαλύφθηκε από τον Dmitry Ivanovich Mendeleev το 1869. Εκείνη την εποχή, η δομή του ατόμου δεν ήταν ακόμη γνωστή. Ο D. I. Mendeleev έκανε την ανακάλυψή του με βάση την τακτική αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων με την αύξηση της ατομικής μάζας.
Μετά την ανακάλυψη της δομής των ατόμων, κατέστη σαφές ότι οι ιδιότητές τους καθορίζονται από τη δομή των κελυφών ηλεκτρονίων, η οποία εξαρτάται από συνολικός αριθμόςηλεκτρόνια σε ένα άτομο. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο είναι ίσος με το φορτίο του πυρήνα του. Επομένως, η σύγχρονη διατύπωση του περιοδικού νόμου έχει ως εξής.
Οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων και των απλών και σύνθετων ουσιών που σχηματίζουν βρίσκονται σε περιοδική εξάρτηση από το φορτίο του πυρήνα των ατόμων τους.
Η σημασία του περιοδικού νόμου έγκειται στο γεγονός ότι είναι το κύριο εργαλείο για τη συστηματοποίηση και ταξινόμηση χημικών πληροφοριών, ένα πολύ σημαντικό μέσο ερμηνείας χημικών πληροφοριών, ένα ισχυρό εργαλείο για την πρόβλεψη των ιδιοτήτων των χημικών ενώσεων και ένα μέσο κατευθυνόμενης αναζήτησης ενώσεις με προκαθορισμένες ιδιότητες.
Ο περιοδικός νόμος δεν έχει μαθηματική έκφραση με τη μορφή εξισώσεων, αντικατοπτρίζεται σε έναν πίνακα που ονομάζεται περιοδικό σύστημα χημικών στοιχείων.Υπάρχουν πολλές παραλλαγές των πινάκων του περιοδικού πίνακα. Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες είναι οι εκδόσεις μεγάλης και μικρής περιόδου, τοποθετημένες στο πρώτο και το δεύτερο έγχρωμο ένθετο του βιβλίου. Η κύρια δομική μονάδα του περιοδικού συστήματος είναι η περίοδος.
Περίοδος με αριθμό pονομάζεται μια ακολουθία χημικών στοιχείων διατεταγμένων σε αύξουσα σειρά του φορτίου του πυρήνα ενός ατόμου, η οποία αρχίζει με ^-στοιχεία και τελειώνει με ^-στοιχεία.
Σε αυτόν τον ορισμό Π -αριθμός περιόδου ίσος με τον κύριο κβαντικό αριθμό για το ανώτερο ενεργειακό επίπεδο στα άτομα όλων των στοιχείων αυτής της περιόδου. σε άτομα s-στοιχείαΣυμπληρώνονται 5 υποεπίπεδα, σε άτομα p-στοιχεία -αντίστοιχα p-υποεπίπεδα.Εξαίρεση στον παραπάνω ορισμό αποτελεί η πρώτη περίοδος, στην οποία δεν υπάρχουν στοιχεία p, αφού στο πρώτο ενεργειακό επίπεδο (n = 1) υπάρχουν μόνο 15 επίπεδα. Ο περιοδικός πίνακας περιέχει επίσης d-στοιχεία, του οποίου τα ^-υποεπίπεδα έχουν συμπληρωθεί, και /-στοιχεία,των οποίων τα /-υποεπίπεδα συμπληρώνονται.
Περιοδικός νόμος του DIMendeleev, η σύγχρονη διατύπωσή του. Ποια είναι η διαφορά του από αυτό που έδωσε ο D.I. Mendeleev; Εξηγήστε ποιος είναι ο λόγος για μια τέτοια αλλαγή στη διατύπωση του νόμου; Ποια είναι η φυσική έννοια του Περιοδικού Νόμου; Εξηγήστε τον λόγο της περιοδικής αλλαγής των ιδιοτήτων των χημικών στοιχείων. Πώς αντιλαμβάνεστε το φαινόμενο της περιοδικότητας;
Ο περιοδικός νόμος διατυπώθηκε από τον D. I. Mendeleev με την ακόλουθη μορφή (1871): «ιδιότητες απλά σώματα, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των ενώσεων των στοιχείων, και επομένως οι ιδιότητες των απλών και σύνθετων σωμάτων που σχηματίζονται από αυτά, βρίσκονται σε περιοδική εξάρτηση από το ατομικό τους βάρος.
Επί του παρόντος, ο Περιοδικός Νόμος του D. I. Mendeleev έχει την ακόλουθη διατύπωση: «οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων, καθώς και οι μορφές και οι ιδιότητες των απλών ουσιών και ενώσεων που σχηματίζουν, εξαρτώνται περιοδικά από το μέγεθος των φορτίων του πυρήνες των ατόμων τους».
Ένα χαρακτηριστικό του Περιοδικού Νόμου μεταξύ άλλων θεμελιωδών νόμων είναι ότι δεν έχει έκφραση με τη μορφή μαθηματικής εξίσωσης. Η γραφική (πίνακας) έκφραση του νόμου είναι ο Περιοδικός Πίνακας Στοιχείων που αναπτύχθηκε από τον Mendeleev.
Ο περιοδικός νόμος είναι παγκόσμιος για το Σύμπαν: όπως σημείωσε μεταφορικά ο γνωστός Ρώσος χημικός N. D. Zelinsky, ο περιοδικός νόμος ήταν «η ανακάλυψη της διασύνδεσης όλων των ατόμων στο σύμπαν».
Στην τρέχουσα κατάστασή του, ο Περιοδικός Πίνακας των Στοιχείων αποτελείται από 10 οριζόντιες σειρές (περιόδους) και 8 κάθετες στήλες (ομάδες). Οι τρεις πρώτες σειρές σχηματίζουν τρεις μικρές περιόδους. Οι επόμενες περίοδοι περιλαμβάνουν δύο σειρές. Επιπλέον, ξεκινώντας από την έκτη, οι περίοδοι περιλαμβάνουν πρόσθετες σειρές λανθανιδών (έκτη περίοδος) και ακτινιδών (έβδομη περίοδος).
Κατά την περίοδο, παρατηρείται εξασθένηση των μεταλλικών ιδιοτήτων και αύξηση των μη μεταλλικών. Το τελικό στοιχείο της περιόδου είναι ένα ευγενές αέριο. Κάθε επόμενη περίοδος ξεκινά με ένα αλκαλικό μέταλλο, δηλαδή, καθώς αυξάνεται η ατομική μάζα των στοιχείων, η αλλαγή στις χημικές ιδιότητες έχει περιοδικό χαρακτήρα.
Με την ανάπτυξη της ατομικής φυσικής και της κβαντικής χημείας, ο Περιοδικός Νόμος έλαβε μια αυστηρή θεωρητική αιτιολόγηση. Χάρη στα κλασικά έργα των J. Rydberg (1897), A. Van den Broek (1911), G. Moseley (1913), αποκαλύφθηκε η φυσική έννοια του τακτικού (ατομικού) αριθμού ενός στοιχείου. Αργότερα, δημιουργήθηκε ένα κβαντομηχανικό μοντέλο για την περιοδική αλλαγή στην ηλεκτρονική δομή των ατόμων των χημικών στοιχείων καθώς αυξάνονται τα φορτία των πυρήνων τους (N. Bohr, W. Pauli, E. Schrödinger, W. Heisenberg, και άλλοι).
Περιοδικές ιδιότητες χημικών στοιχείων
Κατ' αρχήν, οι ιδιότητες ενός χημικού στοιχείου συνδυάζουν όλα, χωρίς εξαίρεση, τα χαρακτηριστικά του σε κατάσταση ελεύθερων ατόμων ή ιόντων, ενυδατωμένα ή διαλυτωμένα, σε κατάσταση απλής ουσίας, καθώς και τις μορφές και τις ιδιότητες των πολυάριθμων ενώσεων που φόρμες. Αλλά συνήθως, οι ιδιότητες ενός χημικού στοιχείου σημαίνουν, πρώτον, τις ιδιότητες των ελεύθερων ατόμων του και, δεύτερον, τις ιδιότητες μιας απλής ουσίας. Οι περισσότερες από αυτές τις ιδιότητες δείχνουν μια σαφή περιοδική εξάρτηση από τους ατομικούς αριθμούς των χημικών στοιχείων. Μεταξύ αυτών των ιδιοτήτων, οι σημαντικότερες, οι οποίες έχουν ιδιαίτερη σημασία για την εξήγηση ή την πρόβλεψη της χημικής συμπεριφοράς των στοιχείων και των ενώσεων που σχηματίζουν, είναι:
Ενέργεια ιονισμού ατόμων;
Η ενέργεια της συγγένειας των ατόμων για ένα ηλεκτρόνιο.
Ηλεκτραρνητικότητα;
Ατομικές (και ιοντικές) ακτίνες.
Ενέργεια ψεκασμού απλών ουσιών
καταστάσεις οξείδωσης·
Δυνατότητες οξείδωσης απλών ουσιών.
Η φυσική έννοια του περιοδικού νόμου είναι ότι η περιοδική αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων είναι σε πλήρη συμφωνία με τις περιοδικά ανανεωμένες παρόμοιες ηλεκτρονικές δομές των ατόμων σε όλο και υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα. Με την τακτική τους αλλαγή, σωματική και Χημικές ιδιότητες.
Το φυσικό νόημα του περιοδικού νόμου έγινε σαφές μετά τη δημιουργία της θεωρίας της δομής του ατόμου.
Έτσι, η φυσική έννοια του περιοδικού νόμου είναι ότι η περιοδική αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων είναι σε πλήρη συμφωνία με την περιοδική ανανέωση σε όλο και υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα παρόμοιων ηλεκτρονικών δομών ατόμων. Με την τακτική αλλαγή τους, οι φυσικές και χημικές ιδιότητες των στοιχείων αλλάζουν φυσικά.
Ποια είναι η φυσική έννοια του περιοδικού νόμου.
Αυτά τα συμπεράσματα αποκαλύπτουν τη φυσική έννοια του περιοδικού νόμου του D. I. Mendeleev, ο οποίος παρέμεινε ασαφής για μισό αιώνα μετά την ανακάλυψη αυτού του νόμου.
Από αυτό προκύπτει ότι η φυσική έννοια του περιοδικού νόμου του D. I. Mendeleev συνίσταται στην περιοδικότητα της επανάληψης παρόμοιων ηλεκτρονικών διαμορφώσεων με αύξηση του κύριου κβαντικού αριθμού και του συνδυασμού στοιχείων ανάλογα με την εγγύτητα της ηλεκτρονικής τους δομής.
Η θεωρία της δομής των ατόμων έχει δείξει ότι η φυσική έννοια του περιοδικού νόμου είναι ότι με μια διαδοχική αύξηση των φορτίων των πυρήνων, παρόμοιες ηλεκτρονικές δομές σθένους των ατόμων επαναλαμβάνονται περιοδικά.
Από όλα τα παραπάνω, είναι σαφές ότι η θεωρία της δομής του ατόμου αποκάλυψε τη φυσική έννοια του περιοδικού νόμου του D. I. Mendeleev και ακόμη πιο ξεκάθαρα αποκάλυψε τη σημασία του ως βάσης για την περαιτέρω ανάπτυξη της χημείας, της φυσικής και ενός αριθμού άλλων επιστημών.
Η αντικατάσταση της ατομικής μάζας με το φορτίο του πυρήνα ήταν το πρώτο βήμα για την αποκάλυψη της φυσικής σημασίας του περιοδικού νόμου.Περαιτέρω, ήταν σημαντικό να καθοριστούν τα αίτια της εμφάνισης της περιοδικότητας, η φύση της περιοδικής συνάρτησης της εξάρτησης των ιδιοτήτων σχετικά με το φορτίο του πυρήνα, για να εξηγήσει το μέγεθος των περιόδων, τον αριθμό των σπάνιων γαιών στοιχείων κ.λπ.
Για ανάλογα στοιχεία, υπάρχει τον ίδιο αριθμόηλεκτρόνια σε φλοιούς με το ίδιο όνομα σε διαφορετικές τιμές του κύριου κβαντικού αριθμού. Επομένως, η φυσική έννοια του Περιοδικού Νόμου έγκειται στην περιοδική αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων ως αποτέλεσμα της περιοδικής ανανέωσης παρόμοιων κελυφών ηλεκτρονίων ατόμων με διαδοχική αύξηση των τιμών του κύριου κβαντικού αριθμού.
Για στοιχεία - ανάλογα, ο ίδιος αριθμός ηλεκτρονίων παρατηρείται στα ίδια τροχιακά σε διαφορετικές τιμές του κύριου κβαντικού αριθμού. Επομένως, η φυσική έννοια του Περιοδικού Νόμου έγκειται στην περιοδική αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων ως αποτέλεσμα της περιοδικής ανανέωσης παρόμοιων κελυφών ηλεκτρονίων ατόμων με διαδοχική αύξηση των τιμών του κύριου κβαντικού αριθμού.
Έτσι, με μια διαδοχική αύξηση των φορτίων των ατομικών πυρήνων, η διαμόρφωση των κελυφών ηλεκτρονίων επαναλαμβάνεται περιοδικά και, ως αποτέλεσμα, οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων επαναλαμβάνονται περιοδικά. Αυτή είναι η φυσική έννοια του περιοδικού νόμου.
Ο περιοδικός νόμος του D. I. Mendeleev είναι η βάση της σύγχρονης χημείας. Η μελέτη της δομής των ατόμων αποκαλύπτει τη φυσική έννοια του περιοδικού νόμου και εξηγεί τα μοτίβα των αλλαγών στις ιδιότητες των στοιχείων σε περιόδους και ομάδες του περιοδικού συστήματος. Η γνώση της δομής των ατόμων είναι απαραίτητη για να κατανοήσουμε τους λόγους σχηματισμού ενός χημικού δεσμού. Η φύση του χημικού δεσμού στα μόρια καθορίζει τις ιδιότητες των ουσιών. Επομένως, αυτή η ενότητα είναι μια από τις πιο σημαντικές ενότητες της γενικής χημείας.
περιοδικό οικοσύστημα φυσικής επιστήμης
Μέχρι τη στιγμή που ανακαλύφθηκε ο περιοδικός νόμος, ήταν γνωστά 63 χημικά στοιχεία και περιγράφηκαν οι ιδιότητες των διαφόρων ενώσεων τους.
Τα έργα των προκατόχων του Δ.Ι. Μεντελέεφ:
1. Η ταξινόμηση Berzelius, η οποία δεν έχει χάσει τη σημασία της ακόμη και σήμερα (μέταλλα, αμέταλλα)
2. Τριάδες Debereiner (π.χ. λίθιο, νάτριο, κάλιο)
4. Σπειροειδής άξονας Shankurtur
5. Καμπύλη Meyer
Συμμετοχή Δ.Ι. Ο Mendeleev στο Διεθνές Χημικό Συνέδριο στην Καρλρούη (1860), όπου καθιερώθηκαν οι ιδέες του ατομισμού και η έννοια του «ατομικού» βάρους, που σήμερα είναι γνωστό ως «σχετική ατομική μάζα».
Προσωπικές ιδιότητεςο μεγάλος Ρώσος επιστήμονας D.I. Μεντελέεφ.
Ο έξυπνος Ρώσος χημικός διακρίθηκε από την εγκυκλοπαιδική γνώση, τη σχολαστικότητα του χημικού πειράματος, τη μεγαλύτερη επιστημονική διαίσθηση, την εμπιστοσύνη στην αλήθεια της θέσης του και ως εκ τούτου τον ατρόμητο κίνδυνο να υπερασπιστεί αυτή την αλήθεια. DI. Ο Μεντελέγιεφ ήταν ένας σπουδαίος και υπέροχος πολίτης της ρωσικής γης.
Ο D.I. Mendeleev τακτοποίησε όλα τα χημικά στοιχεία που του ήταν γνωστά σε μια μακριά αλυσίδα σε αύξουσα σειρά των ατομικών τους βαρών και σημείωσε τμήματα σε αυτήν - περιόδους στις οποίες οι ιδιότητες των στοιχείων και των ουσιών που σχηματίστηκαν από αυτά άλλαξαν με παρόμοιο τρόπο, δηλαδή:
ένας). Οι μεταλλικές ιδιότητες αποδυναμώθηκαν.
2) Οι μη μεταλλικές ιδιότητες ενισχύθηκαν.
3) Ο βαθμός οξείδωσης σε ανώτερα οξείδια αυξήθηκε από +1 σε +7(+8).
4) Ο βαθμός οξείδωσης των στοιχείων σε υδροξείδια, στερεές ενώσεις που μοιάζουν με άλατα μετάλλων με υδρογόνο αυξήθηκε από +1 σε +3, και στη συνέχεια σε πτητικές ενώσεις υδρογόνου από -4 σε -1.
5) Τα οξείδια από το βασικό έως το αμφοτερικό αντικαταστάθηκαν από όξινα.
6) Τα υδροξείδια από τα αλκάλια, μέσω των αμφοτερικών οξέων αντικαταστάθηκαν από οξέα.
Το συμπέρασμα του έργου του ήταν η πρώτη διατύπωση του περιοδικού νόμου (1 Μαρτίου 1869): οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων και των ουσιών που σχηματίζονται από αυτά βρίσκονται σε περιοδική εξάρτηση από τις σχετικές ατομικές τους μάζες.
Περιοδικός νόμος και δομή του ατόμου.
Η διατύπωση του περιοδικού νόμου που έδωσε ο Mendeleev ήταν ανακριβής και ελλιπής, γιατί αντανακλούσε την κατάσταση της επιστήμης σε μια εποχή που η πολύπλοκη δομή του ατόμου δεν ήταν ακόμη γνωστή. Επομένως, η σύγχρονη διατύπωση του περιοδικού νόμου ακούγεται διαφορετικά: οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων και των ουσιών που σχηματίζονται από αυτά βρίσκονται σε περιοδική εξάρτηση από το φορτίο των ατομικών πυρήνων τους.
Περιοδικό σύστημα και δομή του ατόμου.
Το περιοδικό σύστημα είναι γραφική οθόνηπεριοδικός νόμος.
Κάθε προσδιορισμός στο περιοδικό σύστημα αντικατοπτρίζει κάποιο χαρακτηριστικό ή μοτίβο στη δομή των ατόμων των στοιχείων:
Η φυσική σημασία του αριθμού του στοιχείου, της περιόδου, της ομάδας.
Αιτίες μεταβολών στις ιδιότητες των στοιχείων και των ουσιών που σχηματίζονται από αυτά οριζόντια (σε περιόδους) και κάθετα (σε ομάδες).
Μέσα στην ίδια περίοδο, οι μεταλλικές ιδιότητες εξασθενούν και οι μη μεταλλικές ιδιότητες αυξάνονται, επειδή:
1) Τα φορτία των ατομικών πυρήνων αυξάνονται.
2) Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό επίπεδο αυξάνεται.
3) Ο αριθμός των ενεργειακών επιπέδων είναι σταθερός.
4) Η ακτίνα του ατόμου μειώνεται
Στην ίδια ομάδα (στην κύρια υποομάδα), οι μεταλλικές ιδιότητες ενισχύονται, οι μη μεταλλικές ιδιότητες εξασθενούν, επειδή:
ένας). Τα φορτία των ατομικών πυρήνων αυξάνονται.
2). Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό επίπεδο είναι σταθερός.
3). Ο αριθμός των ενεργειακών επιπέδων αυξάνεται.
4). Η ακτίνα του ατόμου αυξάνεται
Ως αποτέλεσμα αυτού, δόθηκε μια αιτιολογική διατύπωση του περιοδικού νόμου: οι ιδιότητες των χημικών στοιχείων και των ουσιών που σχηματίζονται από αυτά εξαρτώνται περιοδικά από τις αλλαγές στις εξωτερικές ηλεκτρονικές δομές των ατόμων τους.
Η έννοια του περιοδικού νόμου και του περιοδικού συστήματος:
1. Επιτρέπεται να καθορίσει τη σχέση μεταξύ των στοιχείων, να τα συνδυάσει με ιδιότητες.
2. Τακτοποιήστε τα χημικά στοιχεία σε μια φυσική σειρά.
3. Ανοιχτή περιοδικότητα, δηλ. επαναληψιμότητα των γενικών ιδιοτήτων μεμονωμένων στοιχείων και των ενώσεων τους.
4. Διορθώστε και διευκρινίστε τις σχετικές ατομικές μάζες μεμονωμένων στοιχείων (από 13 έως 9 για το βηρύλλιο).
5. Διορθώστε και αποσαφηνίστε τις καταστάσεις οξείδωσης μεμονωμένων στοιχείων (βηρύλλιο +3 έως +2)
6. Προβλέψτε και περιγράψτε ιδιότητες, υποδείξτε την πορεία ανακάλυψης στοιχείων που δεν έχουν ανακαλυφθεί ακόμη (σκάνδιο, γάλλιο, γερμάνιο)
Χρησιμοποιώντας τον πίνακα, συγκρίνουμε τις δύο κορυφαίες θεωρίες της χημείας.
| Φιλοσοφικά θεμέλια της κοινότητας | Περιοδικός νόμος του D.I. Mendeleev | Θεωρία οργανικών ενώσεων Α.Μ. Μπουτλέροφ | |
| 1. 1. Ώρα έναρξης | 1869 | 1861 | |
| II. Προαπαιτούμενα. 1. Συσσώρευση πραγματικού υλικού 2. 2. Έργο προκατόχων 3. Συνέδριο χημικών στην Καρλσρούη (1860) 4. Προσωπικές ιδιότητες. | Μέχρι τη στιγμή που ανακαλύφθηκε ο περιοδικός νόμος, ήταν γνωστά 63 χημικά στοιχεία και περιγράφηκαν οι ιδιότητες των πολυάριθμων ενώσεων τους. | Πολλές δεκάδες και εκατοντάδες χιλιάδες οργανικές ενώσεις είναι γνωστές, που αποτελούνται από λίγα μόνο στοιχεία: άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο, λιγότερο συχνά άζωτο, φώσφορο και θείο. | |
| - J. Berzellius (μέταλλα και μη μέταλλα) - I.V. Debereiner (τριάδες) - D.A.R. Newlands (οκτάβες) - L. Meyer | - J. Berzellius, J. Liebig, J. Dumas (ριζοσπαστική θεωρία); -J.Dumas, Ch.Gerard, O.Laurent (θεωρία τύπου); - Ο J. Berzellius εισήγαγε στην πράξη τον όρο «ισομέρεια». -F.Vehler, N.N. Zinin, M. Berthelot, ο ίδιος ο A. Butlerov (συνθέσεις οργανική ύλη, κατάρρευση του βιταλισμού). -F.A.Kukule (δομή βενζολίου) | ||
| DI. Ο Μεντελέγιεφ ήταν παρών ως παρατηρητής | Ο A. M. Butlerov δεν συμμετείχε, αλλά μελέτησε ενεργά τα υλικά του συνεδρίου. Ωστόσο, πήρε μέρος στο συνέδριο γιατρών και φυσιολόγων στο Speyer (1861), όπου έκανε μια έκθεση "Περί δομής των οργανικών σωμάτων" | ||
| Και οι δύο συγγραφείς διακρίθηκαν από άλλους χημικούς από την εγκυκλοπαιδική φύση της χημικής γνώσης, την ικανότητα ανάλυσης και γενίκευσης των γεγονότων, την επιστημονική πρόβλεψη, τη ρωσική νοοτροπία και τον ρωσικό πατριωτισμό. | |||
| III. Ο ρόλος της πράξης στην ανάπτυξη της θεωρίας | DI. Ο Mendeleev προβλέπει και υποδεικνύει τους τρόπους ανακάλυψης του γάλλιου, του σκανδίου και του γερμανίου, άγνωστα ακόμα στην επιστήμη. | ΕΙΜΑΙ. Ο Butlerov προβλέπει και εξηγεί την ισομέρεια πολλών οργανικών ενώσεων. Ο ίδιος πραγματοποιεί πολλές συνθέσεις | |
Κουίζ θέματος
Περιοδικός νόμος και περιοδικό σύστημα στοιχείων Δ.Ι. Μεντελέεφ
1. Πώς αλλάζουν οι ακτίνες των ατόμων σε μια περίοδο:
2. Πώς αλλάζουν οι ακτίνες των ατόμων στις κύριες υποομάδες:
α) αύξηση β) μείωση γ) μείνει ίδια
3. Πώς να προσδιορίσετε τον αριθμό των ενεργειακών επιπέδων σε ένα άτομο ενός στοιχείου:
α) από τον αύξοντα αριθμό του στοιχείου β) από τον αριθμό ομάδας
γ) με αριθμό σειράς δ) με αριθμό περιόδου
4. Πώς είναι η θέση ενός χημικού στοιχείου στο περιοδικό σύστημα του Δ.Ι. Μεντελέεφ:
α) τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό επίπεδο β) τον αριθμό των νετρονίων στον πυρήνα
γ) το φορτίο του πυρήνα ενός ατόμου δ) την ατομική μάζα
5. Πόσα ενεργειακά επίπεδα έχει ένα άτομο σκανδίου: α) 1 β) 2 γ) 3 δ) 4
6. Τι καθορίζει τις ιδιότητες των χημικών στοιχείων:
α) την τιμή της σχετικής ατομικής μάζας β) τον αριθμό των ηλεκτρονίων στην εξωτερική στιβάδα
γ) το φορτίο του πυρήνα ενός ατόμου δ) τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους
7. Πώς αλλάζουν οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων σε μια περίοδο:
α) ενισχύονται τα μεταλλικά β) ενισχύονται τα μη μεταλλικά
γ) δεν αλλάζουν δ) τα μη μεταλλικά εξασθενούν
8. Αναφέρετε το στοιχείο που οδηγεί τη μεγάλη περίοδο του Περιοδικού Πίνακα Στοιχείων: α) Cu (Αρ. 29) β) Ag (Αρ. 47) γ) Rb (Αρ. 37) δ) Au (Αρ. 79)
9. Ποιο στοιχείο έχει τις πιο έντονες μεταλλικές ιδιότητες:
α) Μαγνήσιο β) Αλουμίνιο γ) Πυρίτιο
10. Ποιο στοιχείο έχει τις πιο έντονες μη μεταλλικές ιδιότητες:
α) Οξυγόνο β) Θείο γ) Σελήνιο
11. Ποιος είναι ο κύριος λόγος για την αλλαγή των ιδιοτήτων των στοιχείων σε περιόδους:
α) σε αύξηση της ατομικής μάζας
β) σε μια σταδιακή αύξηση του αριθμού των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας
γ) σε αύξηση του αριθμού των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο
δ) σε αύξηση του αριθμού των νετρονίων στον πυρήνα
12. Ποιο στοιχείο είναι επικεφαλής της κύριας υποομάδας της πέμπτης ομάδας:
α) βανάδιο β) άζωτο γ) φώσφορος δ) αρσενικό
13. Ποιος είναι ο αριθμός των τροχιακών στο d-υποεπίπεδο: α) 1 β) 3 γ) 7 δ) 5
14. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ατόμων ισοτόπων ενός στοιχείου:
α) αριθμός πρωτονίων β) αριθμός νετρονίων γ) αριθμός ηλεκτρονίων δ) πυρηνικό φορτίο
15. Τι είναι τροχιακό:
α) ένα ορισμένο ενεργειακό επίπεδο στο οποίο βρίσκεται ένα ηλεκτρόνιο
β) ο χώρος γύρω από τον πυρήνα όπου βρίσκεται το ηλεκτρόνιο
γ) ο χώρος γύρω από τον πυρήνα, όπου η πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου είναι μεγαλύτερη
δ) η τροχιά κατά την οποία κινείται το ηλεκτρόνιο
16. Σε ποιο τροχιακό το ηλεκτρόνιο έχει τη μεγαλύτερη ενέργεια: α) 1s β) 2s γ) 3s δ) 2p
17. Προσδιορίστε ποιο είναι το στοιχείο 1s 2 2s 2 2p 1: α) Αρ. 1 β) Αρ. 3 γ) Αρ. 5 δ) Αρ. 7
18. Ποιος είναι ο αριθμός των νετρονίων σε ένα άτομο +15 31 P α)31 β)16 γ)15 ε)46
19. Ποιο στοιχείο έχει η δομή του εξωτερικού ηλεκτρονικού στρώματος ... 3s 2 p 6:
α) νέον β) χλώριο γ) αργό δ) θείο
20. Με βάση τον ηλεκτρονικό τύπο, προσδιορίστε ποιες ιδιότητες έχει το στοιχείο 1s 2 2s 2 2p 5:
α) μέταλλο β) μη μεταλλικό γ) αμφοτερικό στοιχείο δ) αδρανές στοιχείο
21. Πόσα χημικά στοιχεία στην έκτη περίοδο: α) 8 β) 18 γ) 30 δ) 32
22. Ποιος είναι ο μαζικός αριθμός του αζώτου +7 N που περιέχει 8 νετρόνια:
α)14 β)15 γ)16 δ)17
23. Στοιχείο του οποίου ο πυρήνας περιέχει 26 πρωτόνια: α) S β) Cu γ) Fe δ) Ca
