uzluga.ru
добавить свой файл
1 2 ... 6 7


Кластерная система химических элементов

Хорошавин Лев Борисович

Докт. техн. наук

Реферат

Разработана кластерная восемнадцатигрупповая система химических элементов до N220, в основу которой положен кластерный принцип строения электронных оболочек элементов с сохранением известной зависимости их свойств от атомной массы. Кластерная система химических элементов позволит изучать изменение свойств элементов не только по периодам и группам в Периодической системе элементов, но и дополнительно по кластерам химических элементов, определять прогнозные свойства новых элементов и создавать новые кластерные материалы и изделия.

Существующая длиннопериодная Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева исследована крайне недостаточно. Хотя и существуют более 500 производных систем от Периодической системы, но все они до сих пор не систематизированы, не проанализированы и недостаточно практически используются [1].

Автором для разработки новых систем химических элементов использовано два фундаментальных положения:

  1. Строгой неизменности существующей Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, недопустимости внесения в нее каких-либо изменений, кроме добавления новых элементов. Главная особенность Периодической системы – неизвестность впередистоящих до водорода элементов и последних элементов. Можно предполагать, что до водорода могут стоять элементарные частицы, объединенные в кластеры-изотопические мультиплеты, с массой и зарядом менее 1 с уменьшающимися размерами в данное время до иокточастиц -10-24м, а в конце – бесконечное количество новых элементов с переходом их количества в новое качество по волновым функциям. Это предположение основано на том, что в данное время известно только около 5% материи, а 95% материи неизвестна до сих пор – в этой темной материи может быть всё, в т.ч. и новые элементы с новой структурой и новой периодичностью.

Следовательно, Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева бесконечна в начале системы до водорода и в конце с определенными условиями стабильности новых элементов.

  1. Целесообразности разработок новых производных систем элементов для исследования взаимосвязи между свойствами элементов, прогнозирования новых элементов и решения конкретных практических задач. Для этих целей авторами создан ряд новых производных систем химических элементов, в т.ч. и с разделением элементов на нечетные и четные по атомным номерам [2-12].

Два положения о неизменности Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева и целесообразности разработок новых производных систем элементов полностью соответствуют объективным диалектическим законам познания Природного мира.

Известна зависимость свойств элементов от их атомной массы и электронной конфигурации в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева по периодам и группам. Предлагается дополнительно рассматривать изменение свойств элементов по их кластерам (группировкам), основанным на количестве внешних электронов в каждой электронной конфигурации с целью:

- определить зависимости изменения свойств элементов в каждом кластере и между ними от четырех квантовых чисел: главного (n), орбитального (l), магнитного (ml) и спинового (ms);

- рассчитывать прогнозные свойства новых элементов на основе кластеров и электронных ячеек для их экспериментальной проверки;

- создать новые кластерные материалы и изделия по микро-, нано- и пикотехнологиям.

Постановка задачи в данной работе – определить кластеры химических элементов по количеству внешних электронов в каждой электронной конфигурации s-, p-, d-, f-, g-элементов (орбитальному квантовому числу l) при неизменности порядка их атомных масс и атомных номеров, равных количеству протонов в ядре и, соответственно, электронов в оболочках. Систематизировать кластеры химических элементов, определить электронные ячейки в кластерной системе элементов и изучить свойства ячеек.

Ранее авторами статьи установлены кластеры (группировки) химических элементов по структуре их внешних электронных оболочек и количеству в них внешних электронов [13].

Химическое взаимодействие элементов определяется преимущественно внешними электронами элементов, т.е. их количеством и структурой внешних электронных оболочек элементов. Также строение внешних электронных оболочек и связанные с ними большинство химических и физических свойств элементов определяются электромагнитным взаимодействием электронов с ядром – в основном кулоновскими силами и в меньшей степени друг с другом.

Количество внешних электронов и структура оболочек изменяются по группам элементов с определенным их чередованием в виде группировок, названных кластерами элементов.

Известно, что относительно небольшие группы частиц, объединенных теми или иными силами, относительно слабыми, называются кластерами (кластер, англ. cluster – группировка, скопление, сгусток, связка, пучок, группа атомов или других структурных элементов, агрегаты и др.). Виды кластеров многочисленны: нанокластеры (группировки, агрегаты ионов, атомов, молекул и отдельных частиц), металлические, магнитные, молекулярные, углеродные, водные, кластеры благородных газов и др.

Кластеры химических элементов – это группировки элементов с одинаковой электронной конфигурацией, с одинаковым интервалом изменения количества внешних электронов и границами между ними, определенными постоянным количеством внешних элементов в каждой группировке.

Кластерная система химических элементов (табл.1) основана на их разделении на s, p, d, f, g-элементы и кластеры.

Таблица 1. Кластерная система химических элементов


Атомная масса –

Удельная атомная масса –


Распределение внешних электронов -

6,94 3

2,31 Li

литий

2s1 1

-Атомный номер


- Название элемента

- Количество внешних электронов

Количество элементов в одном кластере:

2- s-элементы

6- p-элементы

10- d-элементы

14- f-элементы

18- g-элементы










Ряды

Группы элементов

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

1

1,0 1

1,0 H

водород

1s1 1

4,0 2

2,0 He

гелий

1s2 2

6,94 3

2,31 Li

литий

2s1 1

9,01 4

2,25 Be

бериллий

2s2 2

10,81 5

2,16 B

бор

2s22p1 3

12,01 6

2,0 C

углерод

2s22p2 4

14,00 7

2,0 N

азот

2s22p3 5

15,99 8

1,99 О

кислород

2s22p4 6

18,99 9

2,99 F

фтор

2s22p5 7

2

39,09

19

2,05 К

калий

4s1 1

40,07

20

2,0 Са

кальций

4s2 2

44,95

21

2,14 Sc

скандий

3d14s2 3

47,88 22

2,17 Ti

титан

3d24s2 4

50,94

23

2,21 V

ванадий

3d34s2 5

51,99 24

2,16 Cr

хром

3d44s2 6

54,93 25

2,19 Mn

марганец

3d54s2 7

55,84 26

2,14 Fe

железо

3d64s2 8

58,93 27

2,18 Сo

кобальт

3d74s2 9

3

85,47 37

2,31 Rb

рубидий

5s1 1

87,62 38

2,0 Sr

стронций

5s2 2

88,90 39

2,27 Y

иттрий

4d15s2 3

91,22 40

2,28 Zr

цирконий

4d25s2 4

92,90 41

2,26 Nb

ниобий

4d45s1 5

95,94 42

2,28 Mo

молибден

4d55s1 6

97,90 43

2,27 Tc

технеций

4d55s2 7

101,07 44

2,29 Ru

рутений

4d75s1 8

102,9

45

2,28 Rh

родий

4d85s1 9

4

132,9 55

2,41 Cs

цезий

6s1 1

137,32 56

2,45 Ba

барий

6s2 2

138,95 57

2,43 La

лантан

5d16s2 3

140,12 58

2,41 Ce

церий

4f15d16s2 4

140,9 59

2,38 Pr

празеодим

4f36s2 5

144,24 60

2,40 Nd

неодим

4f46s2 6

145,0 61

2,45 Pm

прометий

4f56s2 7

150,4 62

2,42 Sm

самарий

4f66s2 8

151,96 63

2,41 Eu

европий

4f76s2 9

5

180,94 73

2,47 Ta

тантал

5d36s2 5

183,85 74

2,48 W

вольфрам

5d46s2 6

186,2 75

2,48 Re

рений

5d56s2 7

190,2 76

2,50 Os

осми

5d66s2 8

192,22 77

2,49 Ir

иридий

5d76s2 9

195,09 78

2,50 Рt

платина

5d86s2 10

196,96 79

2,50 Au

золото

5d106s1 11

200,59 80

2,50 Hg

ртуть

5d106s2 12

204,38 81

2,52 Tl

таллий

6s26p1 3

6

231,03 91

2,53 Pa

протактиний

5f26d17s2 5

238,02 92

2,58 U

уран

5f36d17s2 6

237,04 93

2,54 Np

нептуний

5f46d17s2 7

244,06 94

2,59 Pu

плутоний

4f15d16s2 4

243,06 95

2,55 Am

америций

5f77s2 9

247,07 96

2,57 Cm

кюрий

5f76d17s2 10

247,07 97

2,54 Bk

берклий

5f86d17s2 11

251,08 98

2,56 Cf

калифорний

5f107s2 12

252,08 99

2,54 Es

эйнштейн

5f117s2 13

7

266,0 109

2,44 Mt

мейтнерий

6d77s2 9

267,14 110

2,42 Ds

дармштадтий

6d87s2 10

268,14 111

2,41 -


6d107s1 11

269,15 112

2,40 -


6d107s2 12

270,15 113

2,39 -


7s27p1 3

271,16 114

2,37 -


7s27p2 4

272,16 115

2,36 -


7s27p3 4

273,17

116

2,35 -


7s27p4 5

274,17 117

2,34 -


7s27p5 7

8

284,42 127

2,23 -


9

285,25 128

2,22 -


10

286,26 129

2,22 -


11

287,27 130

2,20 -


12

131

-


13

132

-


14

133

-


15

134

-


16

135

-


17

9

145

-


9

146

-


10

147

-


11

148

-


12

149

-


13

150

-


14

151

-


15

152

-


16

153

-


3

10

163

-


3

164

-


4

165

-


5

166

-


6

167

-


7

168

-


8

169

-


1

170

-


2



171

-


3

11

181

-


13

182

-


14

183

-


15

184

-


16



185

-


17

186

-


18



87

-


19



88

-


20



189

-


3

12

199

-


13

200

-


14

201

-


15

202

-


16

203

-


3

204

-


4

205

-


5

206


-

6

207


-

7

13

217

-


7

218

-


8

219

-


1

220

-


2



-




-





-





-



-

14


-




-




-




-




-




-




-




-


-


следующая страница >>