ПРЕОДОЛЕТЬ АБСУРДЫ ИЗ ТЕОРИЙ СТРОЕНИЯ

АТОМОВ И МОЛЕКУЛ!

(ОСНОВЫ НОВОЙ ТЕОРИИ О СТРОЕНИИ
ЭЛЕКТРОННОЙ ОБОЛОЧКИ
И ЯДЕР АТОМОВ И ОБ ОБРАЗОВАНИИ МОЛЕКУЛ)

Ситкарёв Г.Т. (Киев)

Профессор Международной Славянской Академии (Москва)


В науке возникают революционные периоды, когда надо
отказаться от устаревших и неверных концепций и догм. Отказ от таких знаний и
стереотипов мышления труден для многих учёных и проходит болезненно для науки,
но особенно болезненно для инициаторов новых гипотез и теорий из-за того, что
их долго не хотят понять и против них даже начинаются гонения. Т.е. проходит
какое-то время до признания новой гипотезы как теории или до окончательного её
развенчания. Многие не осознают, что диалектический материализм является
фундаментом для изложения всех естественных наук и сам нуждается в дальнейшем
развитии [1-20]. Новое понимание материи и диалектики, предложенное автором [12-20],
позволило ему дать иное объяснение не только многим непонятным для современной
науки явлениям и фактам, но и некоторым уже устоявшимся воззрениям прежде всего
в физике, химии и астрономии. В частности, в данной статье автор излагает свою гипотезу
о строении атомов и образовании химических связей, опубликованную сокращённо в
интернетовском сайте http://atuin.da.ru/ (2003
г.) и затем в работах [12, 13, 16] и на сайте http://genadij-sitkarev.fo.ru, но она пока замалчивается или не понимается учёными.
Эту гипотезу автор докладывал на 8-ом Международном Славяноевразийском
Конгрессе в г. Москве 21 декабря 2003
г., на объединённом семинаре в Институте сорбции и
проблем эндоэкологии НАН Украины в Киеве 26 февраля 2004 г. и на Международной
конференции «Современные проблемы физической химии» в г. Донецке 01.09.04. В несколько
более подробном изложении она даётся в данной статье в виде подразделов:
1. Новое понимание основных
видов материи; 2. Основные из известных модели атомов; 3. Основные элементарные
частицы; 4. Новая гипотеза о строении химических элементов и типах химических
связей; 5. Примеры строения атомов и молекул простых веществ; 6. Примеры
строения молекул сложных веществ; 7. О сути водородной связи; 8. О сути ионной
связи; 9. О структуре фуллеренов, графита и нанотрубок; 10. Выводы; 11. Список
основной литературы; 12. Подрисуночные подписи и рисунки.
Новое понимание основных видов материи
Для
правильного восприятия нижесказанного нужно преодолеть прежде всего стереотип
мышления, заложенный современным образованием: материя состоит только из веществ и элементарных частиц. При этом
известные поля (например, гравитационное и магнитное) понимаются не как
материальное образование (т.е. не как соответствующие гравитационные и магнитные
волны полевой материи), а как проявление особых силовых свойств объектов вещественной
материи в пространстве. Например, электроны и ядро в объёме атома занимают
очень незначительную часть. Поэтому якобы получается, что всё состоит из
«пустоты». Такой подход привёл к понятиям “пустота”, ”абсолютный вакуум” и
“антимиры”. Но в природе нет пустоты – весь космос заполнен с разной плотностью
материей. И нет антиматерии – это абстрактная выдумка, а есть микрочастицы с
положительными и отрицательными зарядами и нейтральные. Автор предложил
следующие уточнения в понимании материи [15-19]: материя проявляет себя вечно и
бесконечно в двух основных видах – полевой материи и вещественной
материи, каждая из которых существует в трёх формах: неживой, живой и разумной
материи. Имеется и промежуточный (как неосновной) вид - микромир
элементарных частиц. Последние возникают как микровихри из неживой полевой
материи. Некоторые из этих частиц образуют атомы. А «первокирпичиками»
вещественной материи являются: атомы и молекулы для простых, каркасы или цепи
из них для сложных веществ.
Материя,
непрерывно заполняющая космос, есть прежде всего неживая и сложная по своей
структуре полевая материя, способная на видоизменения, т.е. это не просто
однородный эфир. Кроме того, свойства любого вещества - это свойства
соответственно загруженного частицами его полевого тела, т.е. видоизменённой, неживой полевой материи в
этом веществе, обусловленные не только свойствами отдельных атомов и молекул,
но и соответствующим их относительным расположением и взаимодействием. Т.е.
полевая материя, например, твёрдого вещества – это среда как полевое
тело, которая обеспечивает реализацию сил взаимодействия между частицами
(атомами и молекулами) этого вещества, из-за чего оно порождает, например, свою
твёрдость и прочность, вследствие чего мы не можем ввести в него (например, в
лёд) другой предмет или его согнуть. А в жидкость (например, в воду) можем, так
как полевое тело жидкости создаёт более слабые взаимодействия между её
молекулами. Условным подобием для полевого тела разных веществ как среды, их заполняющей, являются растворы
(твёрдые, вязкие, жидкие и газообразные), при этом аналогично, например,
нагревание превращает твёрдые растворы в вязкие, а вязкие – в жидкие. Итак,
неживая полевая материя является сложной и своеобразной средой, обеспечивающей
взаимодействия между молекулами, между атомами в молекулах и внутри атомов
между ядром и электронами, т.е. благодаря ей реализуются силы притяжения и
отталкивания между частицами (малыми и большими) как в микромире, так и в
космосе. Сущность этих сил пока ещё не известна и будет (как установлено
автором [15, 16]) открыта космическими разумами людям после создания ими
высоконравственного строя.
Автор
расчётами показал, что элементарные частицы (протон, нейтрон и электрон)
являются сверхплотными, а потому не могут быть одновременно волнами. Но
отрицание А. Эйнштейном в СТО существования эфира (экспериментально это уже
опровергнуто многими учёными [1, 15-18]) привело его к дуалистическому
представлению о фотонах, а его сторонников – о всех элементарных частицах, т.е.
последние одновременно есть и частица и волна (раз среды нет, а волновая
реакция есть, значит, частица является одновременно сама волной - ?!). Этот
дуализм (физически нелепое для здравого смысла соединение волны и частицы) стал
господствовать в науке. Опыты показали, что «подобно потокам фотонов, потоки электронов, протонов, нейтронов, а
также атомов и молекул (заметьте, даже атомов и молекул! – авт.) обладают некоторыми свойствами частиц
(корпускул) и некоторыми свойствами волн» [28], но из этого не
следует, что любая одна микрочастица есть одновременно некая волна. Движение
любой большой или малой частицы в полевой материи вызывает в последней
соответствующие волны и дифракцию их как волновую её реакцию. В 1927 г. К. Дэвиссон и Л.
Джермер впервые наблюдали дифракцию волн от движущихся электронов, но «другое
свойство волн - интерференция - не было получено для элементарных частиц, т.е.
совмещение частиц с волнами оказалось довольно условным» [1, с. 369]. При
создании ОТО Эйнштейн вернулся к признанию существования эфира, но от дуализма
элементарных частиц при этом не решился отказаться. Автор считает: наблюдения
над потоком электронов, имеющих неодинаковую в его поперечном сечении энергию
(т.е. разную скорость вращения электронов вокруг своей оси), за их отклонениями
в пространстве электрическими и магнитными полями доказывают, что рассеяние
элементарных частиц вызывается не их дуализмом
(т.е. это не их дифракция), а свойствами форм неживой полевой материи
(например, полевого тела призмы!). То, что Эйнштейн поторопился объявить о
дуализме фотонов, не оправдывает Луи де Бройля, заявившего, что все частицы
(микро и даже макро – это уже
абсурд!) одновременно являются волной. Микрочастицы лишь вызывают волны и
приводятся к распределению в пространстве самой полевой материей в этих её
волнах, образующих собой струйные, цилиндрические или полосовые их формы прежде
всего в зависимости от скорости движения и вращения частиц и плотности их
потока.
Сложность
материи в целом огромна, но не бесконечна. Автор впервые в науке стал выступать
против утверждений о бесконечной сложности и соответственно бесконечной
делимости материальных тел, ибо при бесконечной делимости невозможно было бы
их образование (!) – т.е. им дойти в развитии от некоего начального
образования до нынешнего конкретного. Так, ошибочно было мнение В.И. Ленина о
бесконечной сложности электрона. Опыты показали, что «атомные частицы
протоны и электроны не удаётся расщепить на более мелкие частицы» [28, с.
79], ибо при разрушении они будут превращаться в формы неживой полевой материи.
Из вечного существования и бесконечной протяжённости космоса не следует, что
мир бесконечно делим, а потому и бесконечно сложен, ибо это привело бы к
хаотическому состоянию материи. Этот вывод автора подтверждается, во-первых,
материальным единством мира: метеориты и звёзды состоят из тех же химических
элементов. Во-вторых, - законами диалектического развития [17]. Ибо абсурдным
является вывод из ложной теории относительности А. Эйнштейна, что вселенная
возникла в результате «Большого Взрыва» из точки пространства всего
15-20 млрд. лет назад (?!).
Очень важным
является вывод автора, что «материя – это непрерывная среда, заполняющая
бесконечный космос и являющаяся одновременно носителем массы, энергии и
информации» [17, с. 79]. Например, определение В.И. Ленина: «Материя –
эта философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана
человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается
нашими ощущениями, существуя независимо от них» - содержит логическую
ошибку: материя есть более узкое логическое понятие, чем объективная
реальность, так как последняя включает в себя также пространство и время. Ибо
материя, пространство и время есть главные, вечные и независимые друг от друга
проявления объективной реальности. При этом только формы материи
обладают физическими, химическими и механическими свойствами, способностями к
делимости и к объединению. Пространство и время – это нематериальные
сущности (!), независимые друг от друга и от материи. Поэтому попытки
отдельными учёными квантования пространства и времени являются надуманными и
диалектически неверными. Непонимание существования неживой полевой материи
привело П. Дирака к модели пустоты как «электронно-позитронного вакуума», когда
в каждой точке пространства существуют в «виртуальном» состоянии (?) электроны
и позитроны, которые могут появляться и исчезать лишь парами. Но такое виртуальное
(а не физическое!) обилие позитронов экспериментально не подтверждается. Из-за
этого же непонимания стали подменять действительный мир «виртуальным»
(абстрактно воображаемым) многие современные учёные-релятивисты (Г.И. Шипов и
др.).

Вернуться к физическому
мышлению как материалистическому (т.е. к здравому смыслу) позволяет теория
мироздания автора [15-18]. Познание развивается циклами: идёт от частности к
целому, от целого к общему для целых, от общего к уточнению понимания
частности, от уточнённого понимания частности к целому и от него опять к
общему. Исходное неправильное понимание общего ведёт к вариантам неверного или
ограниченного понимания частностей и далее, соответственно, целого. В своей
теории мироздания [15-17] автор пришёл к
выводу, что формально творцом всего является предыдущая вечность (а не
бог или высший разум или – вся живая вселенная), ибо за вечность существования
разных форм материи выработалось как закон получение своей «кодовой
информации» каждому (!) атому, молекуле, кристаллу, клетке и зародышу из
окружающей их полевой материи, так как последняя есть носитель информации,
предопределяющей их дальнейшее развитие и свойства. Так, растения при
недостатке железа не образуют хлорофилла, теряют возможность ассимилировать CO2 и заболевают
хлорозом. У млекопитающих гемоглобин – железосодержащий красный пигмент крови –
осуществляет транспорт кислорода от органов дыхания к тканям, участвует также в
переносе CO2
от тканей к органам дыхания. А приложение пластинки из соответствующего металла
к больному месту на теле человека снижает боль, что породило в медицине
металлотерапию.
Т.е. за
вечность существования материи выработалось как закон получение своей «кодовой»
информации каждому образующемуся атому, молекуле, кристаллу, клетке и зародышу.
Поэтому, если что-то удалить из двойной спирали ДНК, то рождается дефектный
организм. Высшими примерами подчинения развития тканей живых организмов
поступающей соответствующей информации из окружающей биополевой материи
(биополя Земли) являются как развитие из
ген (т.е. из микрообразований) особей животных (после их оплодотворения), так и
клонирование их из клеток. При этом развитие форм неживой и живой материи
повторяется на планетах нашей галактики, но со своими особенностями – ведь даже
особи одного вида в чём-то отличаются.
К пониманию существования «кодовой
информации» (без понимания её носителя в виде полевой материи) пришли также
российские учёные [15]: профессор Ю.А. Жданов (для всех молекул, а не одной
ДНК) и академик РАМН В.П. Казначеев
(кроме молекул уже и для клеток). Как вещественная материя
проявляется в трёх формах: неживой (например, камни), живой (например, растения
и животные) и разумной (например, люди), так и полевая материя
существует в трёх формах: неживой (например, гравитационное, электростатическое,
электромагнитное и другие поля), живой (например, биополя растений, животных и
человека) и разумной (например, высшие космические разумы)! Высший и
развитые космические разумы за огромную длительность своего существования
познали суть взаимосвязи разных полевых форм материи и достигли способности
своим полевым воздействием изменять «кодовую» информацию атомов и молекул, т.е.
изменять свойства веществ [15]. В тканях живых организмов их полевое тело
является биополем, на которое могут оказывать полевое воздействие другие формы
полевой материи – разумной, живой и неживой. Отсюда следует, что
соответствующим полевым воздействием можно изменять не только свойства неживых,
но и живых тел (!).
У каждого вещества много свойств:
плотность, электропроводность, токсичность, гигроскопичность, цвет, твёрдость,
способность вступать в реакции с другими веществами и другие. И все физические
и химические свойства как-то запрограммированы природой в структуре веществ и,
соответственно, для каждой молекулы и для каждого атома. Но в каком виде
находиться эта программа? Отсутствие ответа порождало идеализм: всё есть проявление
абсолютной идеи (Гегель), или вся материя постоянно обладает мышлением (Э.В.
Ильенков), или всё есть жизнь (и Космос живой, и Земля живая, и атом живой).
Например, В.И. Вернадский писал: «… необходимо ввести жизнь в самую основу
Космоса, в атомы». Этот идеализм отражал бессилие учёных дать
научно-материалистическое объяснение непонятным микро- и макро-проблемам. Так,
неживая полевая материя, заполняющая весь бесконечный космос, пока не
признаётся академической наукой, но уже широко применяется в радио и в
телевидении для передачи информации в виде электромагнитных волн полевой
материи.
Эти выводы
получены исходя из диалектико-материалистического подхода к пониманию
многочисленных фактов и их взаимосвязи. Например, новое понимание материи и
вышеуказанные выводы позволили автору объяснить многие загадочные явления,
например, эффекты Ури Геллера [15] и почему настоящие экстрасенсы своим биополем
могут видеть больные очаги в биополе других людей и воздействовать на них,
чтобы лечить этих людей, или извлекать информацию в виде полевых образов из
окружающей полевой среды конкретного региона.
Новое
понимание материи позволило автору разработать также новую теорию возникновения
звёзд, планет и жизни в Космосе [15, 18].

Основные из известных модели атомов
По Демокриту (ок. 460-370 до н.э.) всё
состоит из атомов и пустоты, при этом атомы есть далее неделимые и
неразрушаемые микрочастицы (как твёрдые шарики). Открытие электронов позволило
Дж. Дж. Томсону в 1903 г.
предложить модель атома в виде положительно заряженной сферы, в которую
равномерно вкраплены незначительные по размеру в сравнении с атомом электроны
как отрицательно заряженные частицы. Опыт Резерфорда (1911 г.) по рассеянию
альфа-частиц атомами позволил ему предположить, что внутри атома существует
очень малое по размеру плотное положительно заряженное ядро, а вокруг последнего
движутся электроны как планеты вокруг Солнца. Далее Н. Бор постулировал (т.е.
принял без доказательства) исходя из квантования света, что электроны движутся
вокруг ядра по орбитам, соответствующим определённому уровню их энергии, при
этом электрон не излучает световых волн и излучение кванта света происходит лишь
при переходе электрона с одной орбиты на другую. Поэтому возникает линейчатый
спектр атома. Но при изучении этих спектров установили ряд закономерностей, которые
противоречили планетарной модели.
Вытеснение
физического (как материалистического) мышления математическим, т.е. абстрактным
произволом мышления, привело Н. Бора к утверждению, что электроны движутся по
своим орбитам вокруг ядра с околосветовыми скоростями. Но такие скорости не
возможны в атоме – они физически не соизмеримы с микропространством атома.
Но этого не понимают заабстрагировавшиеся учёные.
По изложенной ниже гипотезе автора о строении
атомов и образовании химических связей, спектр атомов разных элементов
свидетельствует не о возможных разных по удалению от ядра орбитах движения электронов,
а о существующей частотной характеристике полевого тела атомов (как
информационной об их свойствах), т.е. у каждого химического элемента есть свой
спектр частот полевого тела его атома [12, 13, 16]. Этим объясняется, почему у
атома водорода линий на спектре больше числа предполагаемых (как одновременных
- ?) уровней и подуровней одного (!) электрона. Уже всё больше учёных
задумываются: если на одной орбите в атоме вращалось бы несколько электронов,
то соответствующая частота на спектре атома должна проявиться интенсивнее, но
этого нет на спектрах! Так, в работе [32, с. 16] отмечается: «… в спектре
теория Бора объясняла частоты спектральных линий, но не их интенсивности;
многоэлектронные атомы (даже атом гелия, имеющий всего два электрона) не
поддавались описанию и т.д.». Предположение Зоммерфельда, что электроны
движутся не по круговым, а по эллиптическим траекториям ещё более всё усложнило.
В итоге
родилась абсурдная, по мнению автора, орбитальная модель атома, когда
каждый электрон как частица и одновременно некая волна должен рассматриваться
уже как «электронное облако» (?!) внутри атома. Эта «орбитальная» модель атома
является сейчас принятой академической наукой из-за господства в ней
сторонников ложной теории относительности А. Эйнштейна (учёных-релятивистов): «В
дальнейшем будем пользоваться исключительно последним способом представления,
так как, согласно волновой механике, понятие об определённых электронных
орбитах отброшено» [9, с. 113]. Это тоже абсурд: разрешается
говорить лишь об электронных облаках с разной плотностью положений в них
электрона вокруг ядра, что есть отвлечённый математический подход. Но (!) чтобы
иметь разные положения электрон, например, атома водорода должен двигаться
вокруг ядра по каким-то траекториям – а это есть физических подход. Т.е. не
развитие, а деградация теории атома продолжается и приводит к тому, что
электронные облака должны иметь не только разную надуманную форму орбиталей (в
том числе для связывающих и разрыхляющих молекулярных орбиталей), но и сам
электрон лишается физического смысла как частицы, что противоречит
экспериментам.
Абстрактный
произвол мышления у заабстрагировавшихся учёных противоречит и менделеевскому
учению о периодическом изменении свойств химических элементов, которое в
отличие от многих других фундаментальных законов природы не может быть выражено
в виде какого-либо математического уравнения или формулы. Т.е. в основе
естественной науки всегда первостепенным должно быть физическое мышление как
материалистическое.
По орбитальной теории, принятой
академическими учёными, согласно закону вероятностного распределения пребывания
электрона в атоме водорода в зависимости от его расстояния от ядра (см. рис. 9
в [28]) получаются следующие три вывода: 1) возможна очень малая вероятность
пребывания электрона как частицы на контакте с ядром, 2) вероятность пребывания
электрона на расстоянии от ядра, близком к радиусу Бора, достигает максимума,
3) имеется некая вероятность пребывания электрона на расстоянии от ядра,
близком к бесконечности.
Первый вывод из этих трёх противоречит
физическому смыслу, согласно которому силы отталкивания и притяжения удерживают
электрон в атоме на определённом расстоянии от ядра. Второй вывод
говорит о том, что это расстояние не является физически «определённым», а
рассматривается статистически как
максимально вероятностное, что вызвано тоже господством математического
мышления над физическим мышлением. Третий вывод в принципе абсурден, ибо
получается, что при доверительной вероятности, равной единице (т.е. при 100%
доверительной вероятности), размеры атома бесконечны по величине - во много раз
превосходят размеры самого вещества. По указанной причине, т.е. из-за
абстрактного произвола математического мышления учёных, известные формулы
законов распределения случайных величин, как показано автором [14, 20],
получили такие выражения, в которых не учитывается, что все измеряемые
случайные величины в микро- и макромире всегда существуют в некотором диапазоне
своих значений (хмин ≤ х ≤ хмакс). Поэтому автором были получены
новые как диалектически обоснованные формулы для этих же законов [14].

3.
Основные элементарные частицы

Элементарные частицы по гипотезе автора образуются из неживой полевой
материи [12, 16] сначала как микровихри, а затем (вследствие прежде всего
высокой скорости вращения их вокруг своих осей) превращаются в сверхплотные
частицы. Так, протон имеет массу 1,6726 · 10-27 кг и
при условном его диаметре ≈ 10-14 м, соответственно, получаем его
плотность (при условии его сферической формы) 3,22 · 1012 т/м3, т.е. в 3,22 · 1012
раз выше, чем у воды. Аналогично сверхплотными частицами являются нейтрон и
электрон. Если для волчка его вращение с определённой скоростью уже
обеспечивает ему устойчивое положение на одной точке опоры, то для этих частиц
их вращение с огромной скоростью объясняет их устойчивое и конкретное положение
в пространстве атома. Поэтому их форма на рисунках (рис. 1-14) изображена
условно как цилиндрическая.
Итак, элементарные частицы,
например, протон, нейтрон и электрон относятся к сверхплотным частицам [2, 12,
16, 28], а потому неверно считать, что электрон есть некая волна или электронное
облако (по орбитальной теории) в виде s (сферических), p
(гантельных), d или f (ещё более сложных и
надуманных по форме) орбиталей (!?). Так как электрон, протон и нейтрон
являются вращающимися вокруг своей оси частицами, они обладают своим магнитным
полем. Поэтому предположения сторонников орбитальной теории, что уже
экспериментально установлено существование электронного облака, отражают скорее
существование вокруг электрона и вокруг ядра, во-первых, магнитного поля из-за
их вращения, во-вторых, электростатического поля из-за наличия заряда на них.
Принятые теории строения атомов и
образования химических связей возникли на основе вытеснения физического
подхода, физического объяснения природы химических связей абстрактным (как
надуманным) математическим и даже геометрическим подходом.
Например, под ковалентной химической
связью понимается сейчас частичное пересечение (или частичное наложение)
электронных облаков двух соединившихся атомов. Но в этом нет физической природы
связи, ибо это есть чисто геометрический подход. И в принятом сейчас
определении электрона отражается не физическое, а абстрактно-математическое
мышление: «Атомная орбиталь – это геометрический
образ, отвечающий объёму пространства вокруг атомного ядра, который
соответствует 90%-ой вероятности нахождения в этом объёме электрона (как
частицы) и одновременно 90%-ой плотности заряда электрона (как волны)» [28,
с. 87]. Получается, что заряд в «электронном облаке» существует независимо от
электрона как частицы, хотя экспериментально доказано, что заряд находится в
самой частице, создавая вокруг неё электростатическое поле.
Современные модели атомов в виде
атомных орбиталей даже по сравнению с моделями атомов по Резерфорду-Бору резко
усложнили представления как о структуре атомов и молекул, так и о способах
реализации ковалентной связи. Поскольку «носящийся» электрон по этим моделям
имеет непрерывно изменяющуюся во времени величину расстояния от ядра, то
сторонники этих моделей решили, что атомы имеют не конкретные, а условные размеры как вероятностные в
огромном диапазоне. Но это тоже абсурд – ведь тогда невозможно было бы
образование, например, кристаллов!
Автор рассматривает микромир элементарных
частиц как промежуточный вид материи между двумя основными её видами: полевым и
вещественным, так как все элементарные частицы по отдельности (вне вещества)
стабильно и длительно не живут. Например, нейтроны
порождаются неживой полевой материей и устойчиво
живут (т.е. долговременно) в составе атомных ядер, а среднее время жизни
свободного нейтрона ≈ 15,3 мин, после чего он распадается на протон, электрон и
нейтрино. Потоки фотонов, несущиеся в космосе, тоже со временем слабеют (теряют
свою энергию) и «растворяются» в неживой полевой материи. Поэтому земляне видят
только часть звёзд и галактик, а «красное смещение» надо объяснять с учётом
этого.
Сейчас считается, что
в нейтроне отсутствует заряд и поэтому он не должен обладать магнитным
моментом: «Для нейтрона – частицы, лишённой электрического заряда, казалось
естественным принять, что он не обладает магнитным моментом» [3, с. 36]. А
по гипотезе автора, во-первых, в
нейтроне содержится два заряда как два кванта электрической энергии:
положительный и отрицательный. Это впервые позволяет объяснить, почему нейтрон:
1) являющийся в целом нейтральным, распадается на протон, электрон и нейтрино
(частицу без заряда как и фотон); 2) обладает магнитным моментом, который отличается
от магнитного момента протона [3, с. 36]. Во-вторых,
нейтрон имеет слоистую структуру относительно оси вращения: на его оси вращения
находится тонкое, ничтожное по массе и без заряда тело, поверх которого
расположено цилиндрическое относительно малое тело с отрицательным зарядом, а
далее находится основное по массе цилиндрическое тело с положительным зарядом,
при этом между этими телами находится некий тонкий промежуточный слой. Поэтому
при распаде свободного нейтрона из его оси вращения под давлением его основного
тела вылетает нейтральный прослоек как нейтрино, который двигается далее с
вращением вокруг прежней, но теперь уже своей оси. А затем и возможно в
обратную сторону – тело с отрицательным зарядом, т.е. электрон, который тоже
продолжает двигаться, вращаясь вокруг своей оси. Оставшаяся часть нейтрона уже
представляет собой протон, который тоже продолжает вращаться вокруг своей (т.е.
прежней) оси. Это объясняет, почему масса нейтрона незначительно превышает
сумму масс протона и электрона.
Данное понимание нейтрона позволяет полагать,
что в природе из свободных нейтронов в основном образуются протоны и электроны,
а из них – атомы водорода и затем более сложные атомы. Поэтому в атомах число
протонов и электронов одинаково, а в сложных атомах нейтронов больше, чем
протонов и, соответственно, электронов.
Протон и электрон образуют самый
простой химический элемент – атом
водорода. Следующий элемент – атом
гелия – состоит уже из двух протонов, двух нейтронов и двух электронов.
Поэтому неудивительно, что космическая вещественная материя (звёзды, планеты,
межзвёздная среда и туманности) состоит на 63% из водорода, 36% из гелия и
только 1% приходится на все остальные элементы [15, 28]. Из-за высокой скорости
вращения частицы являются магнитиками, которые разноимёнными полюсами
притягиваются, а одноимёнными – отталкиваются. Опыт автора показал: два
электромагнита притягиваются сильнее, когда уменьшается расстояние между ними и
(что особенно важно) когда оси электромагнитов совмещаются в одну линию.
Последнее явление автор назвал условно магнитным резонансом и его
использовал в своей гипотезе строения атомов и молекул.
Движение каждой
элементарной частицы вызывает волновой эффект в неживой полевой материи, т.е.
вызывает в ней (без инерции!) волны, а в этом суть информационно-энергетической
связи всех процессов во Вселенной. Такое понимание волновых свойств неживой
полевой материи пока в современной науке отсутствует, хотя эти свойства уже
широко используются в радио и телевидении. Противоречивость существующих
воззрений на атом и на электрон проявляется, в частности, и в том, что
понимание электронов не как частицы, а как «облака» противоречит их исходу из
ядер как частиц при бета-распаде. Размеры этого «облака» того же порядка, что и
«длина волны» электрона, но длина электронной дебройлевской волны в сотни раз
больше размеров ядер. По предлагаемой гипотезе электрон не «облако» и не
«волна», а сверхплотная частица. Кроме того, величина заряда одинакова у всех
элементарных частиц (электронов, протонов, позитронов, мезонов), отличающихся
по массе. Поэтому этот заряд есть минимальный квант (как минимальная порция)
электрической энергии.
Движения фотонов как
особых минимальных по массе частиц вызывают в неживой полевой материи световые
волны, которые воспринимаются глазами как приёмниками этих волн. Фотоны
порождаются как вращающаяся частица, которая движется в продольном направлении
(в направлении своей оси) со световой скоростью, но могут иметь неодинаковую (несколько
отличающуюся) скорость вращения. Поэтому в полевом теле твёрдого вещества
(призмы или кристалла) в поперечном плане потока фотонов (преломляемого луча
света) фотоны как бы раздвигаются между собой и своим движением вызывают
световые волны разного цвета, т.е. уже не смешанного (белого).
Исходя из ложно принятого дуализма
микрообъектов, учёные создали квантовую механику («теорию» движения
микрочастиц), не учитывая, что волны – это не свойство сверхплотных (!)
микрочастиц (например, нейтронов, протонов и электронов), а свойство неживой полевой
материи, в которой они движутся. Этот дуализм мешает до сих пор создать единую
теорию строения атомов и определить структуру микрочастиц.
Хотя теория мироздания автора позволила
ему объяснить многие непонятные ранее явления, но пока не все. Ещё космические
разумы в своих обращениях к людям и при контактах с отдельными землянами
предупреждали, что многие знания пока закрыты для людей (как духовно неразвитой
цивилизации) и будут открыты им, когда они откажутся от эгоистического общества
(капитализма как духовно безнравственного и преступного по отношению к
разумному поведению) и создадут высоконравственное общество [15, 17, 18, 35],
т.е. когда они станут уже не опасными для космоса при получении этих знаний!

4. Новая гипотеза о строении химических элементов и типах
химических связей
Силы
взаимодействия внутри атомов и между ними предопределяют типы химических связей
и, соответственно, образование в природе разных веществ. Но принятые сейчас «теории»
строения атомов вызывают критику уже многих учёных [1; 16; 26, с. 39;
28, с. 77], что замалчивается академической наукой. «Теории» орбитальной
модели атомов и модели атомов по Резерфорду-Бору правильнее считать только гипотезами,
так как они: 1) исключают друг друга, но из-за ограниченных возможностей всё
ещё применяются вместе в атомной физике и физической химии; 2) обе не применимы
к сложным атомам и внутренне противоречивы. Та гипотеза будет правильной, которая
поможет создать непротиворечивые фактам и достаточно полные модели структур
атомов и молекул. Сейчас создалось положение в физике и химии, когда многие
накопленные экспериментальные факты не объясняются удовлетворительно
существующими теориями, и поэтому автору оказалось достаточным
опираться на уже известные экспериментальные результаты, чтобы создать новую
гипотезу о строении атомов и образовании молекул [12, 16]. Ниже приводятся пять
основных отличий предложенной гипотезы от принятых гипотез и примеры её
использования (рис. 1-18).
Первое отличие. Электроны в атоме не
движутся с огромной скоростью вокруг его ядра (!), так как являются
относительно ядра неподвижными в пространстве или локально изменяющими своё
положение относительно его под влиянием других атомов. В атоме же электроны не
падают на ядро, потому что этого не допускают существующие взаимосвязи в
полевом теле атома.
Даже в
структуре металлов находятся свободные (избыточные) как относительно
неподвижные электроны, пока не подключено электрическое напряжение. Это
фактическое доказательство возможности существования неподвижных электронов. В
структуре графита также имеются свободные электроны, чем обусловлена его
высокая электропроводность. Кроме того, ряд учёных по результатам экспериментов
пришли к выводу, что четыре валентных электрона атома углерода могут находиться
как бы в вершинах тетраэдра (поэтому молекула, например, метана СН4
имеет такую же форму). Но для сохранения такого расположения электронов в атоме
углерода эти электроны должны быть неподвижными относительно друг друга,
а это невозможно по существующим гипотезам! Это отличие позволяет наконец
обосновать суть концепции А.М. Бутлерова, выражающуюся в том, что структурные
формулы молекул как отражают относительное расположение атомов в молекулах, так
и фиксируют валентные связи между этими атомами. А на этой концепции Бутлерова
построена вся современная органическая химия, подтверждающаяся до сих пор
практикой.
Фотоны свою
колоссальную (т.е. световую) скорость могут проявлять прежде всего в
макропространстве, двигаясь прямолинейно при отсутствии сильных внешних
воздействий. Электроны же имеют массу во много раз большую, а потому в случае
движения вокруг ядра с огромной по Н. Бору скоростью в микропространстве
атома (которое несоизмеримо с этой скоростью!!!) они физически не могли бы
удержаться на орбите вокруг ядра. Если же электроны носились бы с такой
скоростью вокруг ядра с непрерывно изменяемым в пространстве положением и
удалением от ядра, то они не смогли бы также образовывать валентные связи и
мешали бы (препятствовали) этому, разбиваясь при столкновении друг с другом. Но
этого физического мышления (с позиции здравого смысла) нет уже у учёных,
согласившихся с абстрактным произволом мышления в «теории» Н. Бора и в
орбитальной «теории». Указанный абсурд можно устранить предлагаемой гипотезой
автора как новой теорией.
Второе отличие. Все электроны каждого
«свободного» атома расположены на одной его оболочке, а не на разных по
удалению от центра ядра орбитах (уровнях). Электронная оболочка – это слой со
сферической или эллипсоидной формой. При отсутствии внешних воздействий полевое
тело свободного атома стремится иметь сферическую форму с определённым радиусом
R, так как поверхность
шара по сравнению с другими фигурами имеет наименьшую величину при одинаковом
объёме. Электроны, как имеющие одинаковые массу и отрицательный заряд,
одинаково или почти одинаково удалены от противоположно заряженного ядра атома,
поэтому находятся на одной его оболочке. Радиусы же R в атомах разных элементов неодинаковы
из-за различий в относительном расположении электронов между собой, в их числе и
в строении ядра. Спектры же атомов говорят не о разных уровнях (орбитах)
движения электронов относительно ядра, а о разной частотной характеристике
полевого тела атома.
Каждый электрон как сверхплотная частица
(! - а не «электронное облако») вращается вокруг своей оси, образуя этим
своеобразный магнит с двумя противоположными полюсами (N и S) по концам этой оси. Поэтому соединение валентного электрона
одного атома с валентным электроном другого атома происходит как «нанизывание»
их на совмещённую ось вращения (вследствие указанного в п. 3 магнитного
резонанса) – такое образование валентной связи между атомами впервые было
предложено автором. Известный вывод: «каждый электрон, даже взятый вне
атома, представляет собой маленький магнит, так как вращение электрона вокруг
воображаемой собственной оси создаёт магнитное поле. Магнитное поле меняет своё
направление в зависимости от направления вращения электрона» [22, с. 254] -
использован в орбитальной теории лишь для определения значения квантового числа
ms,
называемого магнитным спиновым квантовым числом, а не для установления
физического смысла валентной связи, как предложено автором.
Согласно планетарной модели атома на
каждом его n-слое может
быть ограниченное число электронов: на первом - два, на втором и шестом –
восемь, на третьем и пятом – восемнадцать и на четвёртом – тридцать два.
Поэтому размеры атомов элементов разных периодов должны бы быть (получаться по
расчёту) более сильно отличающимися друг от друга, чем это есть в действительности,
но учёные до сих пор не объясняют или игнорируют этот очевидный факт. Например,
первый элемент четвёртого периода – калий – должен иметь четыре электронных
слоя, а пятого периода – рубидий – пять слоёв. Тогда по формулам Н. Бора
получаем радиус атома калия около 840 пм (в пикометрах), рубидия около 1320 пм,
но в действительности (исходя из исследования кристаллов) получены размеры этих
атомов, соответственно, 223 пм и 243 пм. Для последующих элементов (т.е. более
сложных атомов) это расхождение указанных значений радиуса атома ещё более
увеличивается. Это также позволяет говорить (и с этим согласны уже многие
учёные [1, 2, 26, 28]) о неприемлемости модели Резерфорда-Бора. Но господство в
академической науке учёных-релятивистов привело к порождению ими следующей
физически порочной модели атомов – орбитальной модели, неприемлемость которой
доказывается автором приводимыми фактами.
Третье отличие. Ядро не есть (как
сейчас полагают [6, с. 39-50]) комок сцеплённых протонов и нейтронов или
капля ядерной жидкости, а есть плотное
размещение на одной оси вращения в виде одного центрального стержня всех (в
простых атомах) или большинства (в сложных атомах) протонов и нейтронов,
которые как бы «нанизаны» на эту ось и вращаются вокруг неё в одну сторону и с
огромной скоростью. Поэтому ядро в виде стержня само является своеобразным
магнитом – имеет ось и два полюса магнита (N и S).
Каждый протон и нейтрон вращаются вокруг своей оси и потому тоже являются
своеобразными магнитами, имеющими противоположные полюса (N и S) с разных концов их оси вращения. Поэтому они притягиваются и
«нанизываются» на одну общую ось вращения ядра в простых атомах и
вращаются вместе на этой оси в одну сторону (согласно указанному в п. 3
магнитному резонансу). Это экспериментально подтверждается: «объём ядра
прямо пропорционален числу нуклонов» [6, с. 12], что возможно только при
расположении нуклонов на одной линии (!). По причине указанного выше магнитного
резонанса образуются на оси вращения ядра альфа-частицы (рис. 2, 3, 5),
образование которых не объясняет существующая теория атомного ядра. В
сложных атомах одни протоны, нейтроны и альфа-частицы располагаются в ядре в
виде центрального стержня, а другие – в виде стержней, параллельно расположенных
над центральным стержнем и вокруг последнего (ядро становится многослойным).
Так реализуется в микрочастицах и в ядрах атомов главное свойство материи: движение
есть способ её существования. Магнитное «нанизывание» протонов и нейтронов
на одну ось вращения с образованием центрального и параллельных стержней в ядре
впервые использовано автором, хотя наличие магнитных моментов у протонов и
нейтронов было известно [3, 6].
Четвёртое отличие. Электроны в
свободном атоме расположены на его одной оболочке, называемой поэтому
электронной, но из-за их разной энергии (скорости вращения) могут быть
по-разному отдалены от оси вращения ядра на расстояние (радиус) rі ; при этом наиболее удалённые от этой оси
являются валентными, т.е. они участвуют в образовании валентных химических
связей. А изменение энергетического уровня электрона (как скорости его вращения
и, соответственно, энергии его магнитного поля) приводит прежде всего не к
изменению его расстояния от ядра R, а к изменению его расстояния от оси вращения ядра - r. Т.е. устойчивое изменение энергетического уровня электрона
осуществляется не за счёт перескока его с одной орбиты вокруг ядра на другую, а
за счёт перемещения электрона по электронной оболочке атома на новое положение
по величине удаления от оси вращения ядра. Поэтому по предложенной гипотезе
размеры атомов и ионов относительно конкретны, а не являются условными (?)
как при орбитальной «теории».
Сейчас
установлено, что атомный радиус водорода Rн = 46 пм (0,046нм), а по «теории» же Н. Бора у атома
водорода получается иначе: Rн
= 53 пм (это существенное отличие возрастает для последующих элементов).
Иначе получается и по орбитальной «теории» (90 % распределения): Rн = 140 пм [28],
т.е. почти в три раза больше. А если учесть другие возможные энергетические
уровни электрона согласно существующей теории атома водорода, то размер этого
атома ещё в несколько раз должен увеличиться, например, на четвёртом уровне в
16 раз (!?). Поэтому линии Лаймана, Бальмера, Пашена и Брэккета в спектре атома
водорода выражают собой не устойчивые (?) положения одного (!) электрона
(это очевидный абсурд), а частотную характеристику полевого тела атома –
это уже физическое объяснение.
Поскольку
энергия ионизации (Q)
или потенциал ионизации (I)
для каждого химического элемента являются очень конкретной величиной,
установленной экспериментально на отрыв одного электрона от атома, то отсюда
следует вывод, что расстояние этого электрона от оси ядра у каждого свободного
атома есть тоже конкретная величина (как фиксированная, а не условная). Этот
физический и логический вывод также позволяет говорить о неправомочности
применения моделей атомов по Бору-Зоммерфельду и по орбитальной теории из-за
непрерывного, практически мгновенного (из-за микропространства атома) и
значительного изменения по этим моделям радиуса удаления каждого электрона от
ядра атома. То, что расстояния между атомами в молекулах являются согласно
экспериментов конкретной величиной, тоже свидетельствует о конкретных (а не
условных) размерах электронной оболочки атомов.
От устойчивого
изменения энергетического уровня электрона надо отличать неустойчивое
изменение, когда валентный электрон под более сильным внешним воздействием
отдаляется от ядра дальше величины R (покидает электронную оболочку), при этом такой электрон,
получив извне дополнительную энергию, переходит на новый слой своего атома,
удалённый от ядра более величины R (на «ионный» слой – см. далее п. 8), или уходит от этого атома.
В первом случае атом принято называть «возбуждённым». Но средняя
продолжительность жизни возбуждённых атомов оценивается величиной 10-8
секунды [28]. Поэтому они для образования химических связей не играют
существенной роли. Во втором случае атом становится ионизированным
(положительным ионом), а выделившийся электрон или попадает на ионный слой
другого атома (превращая его в отрицательный ион) или становится свободным
электроном (как в металлах).
Пятое отличие. В образовании химических
связей в молекулах участвуют следующие четыре типа межатомных взаимодействий
(ниже указана их очерёдность по мере уменьшения возможной максимальной силы
связи) между: 1) ядрами атомов, 2) валентными электронами атомов, 3)
заряженными атомами, 4) заряженными группами атомов.
Кроме
указанных четырёх основных типов возможны подтипы по величине силы связи. Ниже
показана реализация первых двух основных типов химических связей («магнитной»
межядерной и «магнитной» межэлектронной) на примерах получаемых при этом
моделей атомов и молекул (рис. 1 – 11,
14). Третий и четвёртый типы химических взаимодействий есть ионные связи,
рассмотрение реализации которых возможно в другой статье. Кроме того, между
свободными атомами и молекулами в газах действуют силы, которые названы силами
Ван дер Ваальса. По гипотезе автора за эти силы приняты свойства полевого тела
вещества (газового, жидкого и твёрдого), вызывающие упорядоченную структуру
вещества, например, в замкнутом объёме газа равномерное распределение его
молекул, а в твёрдом веществе – прочность, упругость и другие свойства. Но этот
вопрос тоже выходит за рамки данной статьи.

5.
Примеры строения атомов и молекул простых веществ
Самый простой
атом водорода – протий – состоит из ядра (см. рис. 1а), представляющего собой
протон, вращающийся вокруг своей оси, и электрона, тоже вращающегося вокруг
собственной оси и находящегося на оболочке атома. Молекула водорода H2 (рис. 1б)
образуется из двух атомов водорода вследствие вышеуказанного (см. третье
отличие) «магнитного» притяжения их ядер, в результате чего оба ядра (оба
протона) оказываются на продолжении одной их оси вращения и вращаются при этом
в одну сторону. Последнее вызвано тем, что они притягиваются друг к другу
противоположными полюсами. Между ядрами действуют при этом не только указанные
силы притяжения (из-за магнитного резонанса – см. п.3), но и отталкивания
(из-за одинакового заряда), в результате чего расстояние между ними L стабилизируется на
величине, меньшей 2R (L = 74 пм, а R = 46 пм). Т.е. образование
молекулы водорода происходит по первому типу химической связи – межядерному
«магнитному» притяжению двух атомов. В этом физическое объяснение более «высокой
прочности молекулы водорода» [22, с. 29 и 271] по сравнению с валентной
связью – «магнитному» межэлектронному притяжению валентных электронов двух
атомов.
В молекуле водорода два электрона под
действием сил «магнитного» притяжения между собой смещаются в одну плоскость,
проходящую перпендикулярно общей оси вращения двух ядер. При этом оба электрона
по-прежнему удалены от ядер на расстояние R, но относительно общей оси вращения ядер находятся, во-первых,
с противоположных её сторон из-за наличия сил отталкивания между ними
вследствие одинакового знака их заряда, во-вторых, как бы нанизанными на одну
ось с вращением в одну сторону, что обусловлено их «магнитным» притяжением.
Расположены оба электрона при этом не ближе к оси вращения ядер, чем радиус r = √ (R2 – (0,5L)2). Т.е. эти два
электрона не движутся непосредственно между ядрами. По существующей же
орбитальной теории молекула водорода образуется из двух его атомов благодаря
тому, что два электрона этих атомов имеют антипараллельные спины, при этом нет
удовлетворительного объяснения, почему расстояние между ядрами атомов
уменьшилось, несмотря на то, что электроны должны «носиться» непосредственно
между двумя ядрами. В силу вышесказанного электронная оболочка образуется не
электроном для водорода (электронами для других элементов), а как определённый слой
интенсивной напряжённости его полевого тела – как устойчивого концентрического
полевого образования, вызванного зарядом ядра.
Атом
следующего химического элемента – гелия (He) – состоит из ядра (см. рис. 2), включающего в себя два
протона и два нейтрона, расположенных плотно на одной общей оси вращения (как
бы нанизанных на ось ядра) и вращающихся в одну сторону на этой оси, и из двух
электронов, расположенных на электронной оболочке в местах пересечения с этой
оболочкой продолжения этой оси. Эти электроны из-за того, что не удалены от оси
вращения ядра (r = 0, поэтому
условно назовём их «нулевыми») в отличие от электрона в молекуле водорода,
являются пассивными для образования химических связей. Поэтому гелий является
инертным газом – и не горит и не образует химических соединений с другими
элементами. Исходя же из модели атома гелия по Н. Бору и из орбитальной его
модели, по которым два электрона должны с огромной скоростью двигаться вокруг
ядра, невозможно получить убедительный ответ на вопрос, почему гелий
является инертным газом. Из-за этого же (что два электрона находятся на
оболочке атома и на противоположных сторонах продолжения оси вращения ядра) два
атома гелия не могут объединиться в одну двухатомную молекулу как водород. Т.е.
эти два «нулевых» электрона как бы препятствуют тому, чтобы расстояние между
ядрами двух атомов гелия, даже если они окажутся на одной линии вращения, стало
меньше 2R. В ядре гелия
два протона и два нейтрона образуют альфа-частицу, которая на рис. 2, 3 и 5
выделяется условно скобкой. Физический смысл альфа-частицы возможен в том, что она является простейшим
замкнутым и устойчивым образованием из протонов и нейтронов на основе
магнитного резонанса (указанного в п. 3).
В любом атоме
ядро можно рассматривать как “точечное” образование (из-за его малого размера
по отношению к R) в
центре атома. Поэтому электроны, протоны и нейтроны, а также предлагаемая
структура ядер атомов схематически и вне масштаба показаны на рис. 1, 2, 3 и 5, но при выдерженном
соотношении размеров электронных оболочек разных атомов.
На примере
атомов водорода и гелия отметим несколько особенностей строения атомов. Во-первых,
из-за заряда от ядра расходятся концентрические силовые линии напряжённости
полевого тела атома (как круговые в его плоскости - штриховые линии на рис. 1,
2 и 3, схематично показывающие устойчивые линии внутренней напряжённости), в
том числе определяющие сферическую оболочку полевого тела атома с внешним
радиусом R, являющимся
одним из основных параметров этого тела. Для этих концентрических силовых линий
внешним подобием являются линии напряжённости гравитационного поля вокруг
Земли, планет и звёзд. В каждом свободном атоме электроны, как имеющие одну
массу и одну величину заряда, удалены с достаточной точностью одинаково и
симметрично от ядра атома.
Во-вторых,
из ядра исходят радиальные силовые линии напряжённости полевого тела
атома, вызванные магнитным полем ядра (сплошные линии на рис. 1 и 2), благодаря
которым валентные электроны при неодинаковой их энергии по-разному отодвинуты
от оси вращения ядра (имеют разную величину
rі), но с сохранением их положения на оболочке
атома. Концентрические и радиальные силовые линии напряжённости выходят за
электронную оболочку, по-видимому, как несущие кодовую информацию о свойствах
этого атома (о возможных взаимодействиях с другими атомами). Форма радиальных
линий напряжённости имеет внешний аналог (по форме, а не сути) в силовых линиях
напряжённости магнитосферы Земли [16].
Нахождение двух «нулевых» электронов
на оболочке атома с противоположных сторон продолжения оси вращения ядра (как у
гелия) отсутствует только у нескольких химических элементов: у водорода (см.
рис. 1), а также по предлагаемой гипотезе у азота, кислорода, фтора и хлора
(согласно получаемых по гипотезе автора схемах размещения электронов на
электронной оболочке разных атомов. Поэтому эти элементы, как и водород,
образуют двухатомные молекулы: Н2, N2, O2, F2, Cl2, т.е. последние
образованы первым типом химической связи в молекулах - межядерной связью из-за
«магнитного» притяжения их ядер, в результате чего их ядра как бы
«нанизываются» на одну общую ось вращения и расстояние между ними L становится меньше 2R. Поэтому считаем неверным
существующее положение, что в двухатомных молекулах между атомами одного и того
же элемента действуют только ковалентные связи.
Атом шестого
элемента C состоит из
ядра (см. рис. 3), включающего в себя шесть протонов и шесть нейтронов,
расположенных плотно на одной общей оси вращения и вращающихся в одну сторону,
и из шести электронов (1’
– 6’ на
рис. 3), два из которых (1’
и 2’)
расположены на противоположных сторонах оси вращения ядра («нулевые»), а четыре
из которых (3’
– 6’)
отдалены от этой оси. При этом все электроны свободного атома одинаково
отдалены от его ядра – на величину R , т.е. все они находятся на одной сферической поверхности
атома. Электроны 3’,
4’, 5’ и 6’, как отдалённые от оси
вращения ядра, являются химически активными, т.е. валентными, поэтому углерод
является четырёхвалентным. В свободном атоме углерода эти «активные» электроны,
стремясь одинаково отдалится друг от друга, могут располагаться в одной
плоскости, проходящей через эту ось (см. рис. 3а и 3б) или проходящей через
центр ядра перпендикулярно этой оси (рис. 3в), или в разных плоскостях с
максимальным угловым удалением друг от друга в 109,50 (т.е.
располагаться в вершинах тетраэдра, как показано на рис. 4б). Так как валентные
электроны могут изменять своё положение на оболочке атома при получении извне
дополнительной энергии, то они могут находиться на оболочке при равном их
энергетическом уровне на одинаковом удалении от оси вращения ядра, а при
неравном их энергетическом уровне - на разном удалении от оси вращения ядра
(см. четвёртое отличие). Например, при более высоком энергетическом уровне
четыре валентных электрона атома углерода располагаются на максимальном
удалении (на величину R)
от оси ядра, т.е. на оболочке атома в плоскости, проходящей через центр ядра
перпендикулярно его оси, но в силу их магнитного притяжения (по линии 6 на рис.
3в) при этом образуется максимальный угол между ними 109,50. Этот
угол определяет зигзагообразное расположение атомов углерода в их молекулярных
цепях и в ряде молекул форму последних в виде тетраэдра (например, у метана).
По вышеуказанной
причине для гелия (из-за наличия «нулевых» электронов) атомы углерода также не
могут образовать двухатомную молекулу, используя первый тип химической связи.
По
предлагаемой гипотезе валентное химическое соединение, например, двух атомов
представляет собой фиксированное соединение валентного (одного, двух или трёх)
электрона(ов) атома одного элемента с валентным (с одним или соответственно с
двумя и тремя) электроном(ами) атома другого элемента (это второй вышеуказанный
тип химической связи в молекулах). По существующим же гипотезам строения атомов
(по модели Н. Бора или по орбитальной модели) валентные электроны, якобы
«носящиеся» с огромной скоростью вокруг своего ядра по неопределённым
орбитам, образуют при этом одну или несколько пар электронов (?),
которые на некотором противоположном удалении друг от друга продолжают
«носиться» вокруг уже двух ядер “соединившихся
благодаря этому” атомов. Такое соединение валентных электронов (или
валентных “электронных облаков”) остаётся физически и логически необоснованным
и скорее – условно принятым. Относительная же «неподвижность» электронов в
вышеуказанном смысле по предлагаемой гипотезе позволяет объяснить, почему атомы
способны между собой образовать одну, двух и трёхвалентную связь (например, С –
С, С = С, С ≡ С), а также образовывать структуру наноматериалов, например,
фуллеренов (рис. 18). Примеры реализации связей С – Н, С – С, С = С и С ≡ С
даны на рис. 4, 6-9.
Предлагаемая
гипотеза устраняет необоснованность используемых «теорий»: электрон каждого атома
не носится вокруг ядра, но из-за того, что сам быстро вращается вокруг своей
собственной оси, представляет собой “магнит”, имеющий с одного конца оси
вращения электрона один полюс (N),
а с другого – противоположный полюс (S); поэтому валентный электрон одного атома как бы притягивает
валентный электрон другого атома в такое относительно-близкое положение, при
котором они как бы насаживаются на одну ось вращения, но находятся на некотором
расстоянии друг от друга, т.е. это их “магнитное” притяжение уравновешивается
силой отталкивания их друг от друга из-за наличия одинаковых зарядов. Здесь как
бы повторяется полная аналогия с образованием соединения двух атомов за счёт
“магнитного” притяжения их ядер (как показано на рис.1б). При этом (втором)
типе химической связи (при межэлектронной связи) сила связи атомов меньше, чем
при вышеуказанном первом (при межядерной связи), поэтому второй тип химической
связи значительно более распространён в природе по количеству образующихся
таким способом веществ, чем первый. Второй тип химической связи может
образовывать молекулы из двух и более атомов, например, углерода.
Экспериментально полученные двухатомные молекулы лития и натрия образуются, по
гипотезе автора, также вторым типом связи, поэтому их можно обозначить как Li-Li и Na-Na или
(Li)2 и (Na)2.
Экспериментами доказано, что атомы в молекулах О2 и N2, образованных
первым типом химической связи, имеют более крепкие связи, чем в молекулах (Li)2 и (Na)2, образованных
вторым типом связи.
По
предлагаемой гипотезе уменьшение энергетического уровня электрона приводит к
уменьшению его отдаления от оси вращения ядра при сохранении его положения на
оболочке атома. Но при этом отдаление валентных электронов от этой оси всегда
остаётся больше по величине, чем отдаление невалентных электронов от этой оси.
Невалентные электроны (как энергетически более слабые) размещаются на электронной
оболочке со стороны разных концов этой оси: по одному как у вышерассмотренных
элементов (рис. 2 - 4, 6 - 9), или несколько на двух окружностях как у
кислорода (рис. 5) или на двух многогранных каркасах для более сложных атомов.
Т.е. в каждом атоме напротив двух концов оси вращения ядра образуются на
электнонной оболочке соответственно две невалентные зоны, где находятся
наиболее слабые (или полностью отсутствуют) радиальные силовые линии
напряжённости полевого тела атома, и в этих невалентных зонах поэтому создаются
пассивные для химических связей электронные образования из невалентных
электронов (из одного или из нескольких). К сожалению, в рамках одной статьи
невозможно подробнее изложить вышесказанное. К тому же автору разрабатывать эту
тему не дают возможности академические учёные, отказываясь сами решать и
принять его на работу решать рассматриваемые проблемы!
Модели атома
кислорода (рис. 5а) и его молекулы (рис. 5б) по предлагаемой гипотезе являются
примером размещения невалентных электронов (по три) на двух одинаковых
окружностях в невалентных зонах атома. Два других из восьми электронов
располагаются в валентной зоне атома. Поэтому кислород двухвалентен. Основным
способом образования молекулы кислорода (для О2) является, как
показано на рис.5б, межядерное магнитное притяжение (первый тип химической
связи), при этом по три невалентных (т.е. неактивных) электрона в месте
пересечения полевых тел двух атомов кислорода располагаются на одной окружности
на равном удалении друг от друга. Вследствие одинакового знака зарядов
валентные электроны этих атомов располагаются на противоположном удалении от
оси вращения их ядер (r на рис. 5б), но из-за магнитного
притяжения друг к другу усиливают химическую связь между атомами.
Дополнительным
способом образования молекулы кислорода является межэлектронная связь для
валентных электронов двух атомов кислорода: О=О или (О)2. Свойства
кислорода (О)2 несколько отличаются
от свойств кислорода О2. Однако в молекуле О2 реализуется
более полно химическое взаимодействие атомов кислорода, поэтому молекулы (О)2
(из-за более слабой связи между атомами О) могут встречаться в малом
количестве.
При внешнем
энергетическом воздействии на молекулы О2 отдельные невалентные
электроны, увеличив свою энергию при этом, могут перейти в валентную зону
атома, и тогда атом кислорода проявляет более высокую валентность.

6.
Примеры строения молекул сложных веществ
Реализация
плоскостного расположения валентных электронов атома углерода (рис. 3а) имеет
место, например, в молекуле этилена С2Н4, в которой (рис.
4а) 2 атома углерода и 4 атома водорода вместе со всеми электронами и
валентными связями расположены в одной плоскости. Реализация расположения по
вершинам тетраэдра валентных электронов атома углерода имеет место, например, в
молекуле метана СН4 (рис. 4б), в которой 4 атома водорода образуют
соответственно вершины тетраэдра. Т.е. предлагаемая гипотеза позволяет
объяснить изомерию этих молекул, а известные две модели атомов (по Н. Бору и
орбитальная), по которым валентные электроны якобы «носятся» вокруг ядер
атомов, эту изомерию не могут физически объяснить. Поэтому эта гипотеза
(как теория автора) не только позволяет впервые
обосновать суть концепции Бутлерова, но и даёт основу для создания новой теории
химического (как пространственного) строения молекул. И при этом становится
понятным, почему части молекул могут вращаться вокруг простых валентных связей
типа С – С, образуя поворотные изомеры, например, в молекуле дихлорэтана. Ибо
для этого подобная валентная связь между электронами должна быть фиксированной
в пространстве между ядрами двух атомов углерода, что объяснимо с позиций
предлагаемой гипотезы и что совершенно необъяснимо по существующим двум
«теориям» (логически и физически) из-за того, что два валентных электрона,
образующих эту связь, должны “носиться” вокруг каждого ядра или вокруг двух
ядер и между ними с неопределённым (как в “электронном облаке”) удалением от
этих ядер. Поэтому предложенная гипотеза позволяет показать и дать физическое
объяснение пространственным структурам молекул: линейной, например, ацетилена
(рис. 6) и пероксида водорода (рис. 11), плоской, например, этилена (рис. 4а) и
в виде тетраэдра, например, метана (рис. 4б).
По этой
гипотезе возможна следующая структура молекулы бензола С6Н6
(на рис. 7): во-первых, в плоскости молекулы (А-А) находятся центры ядер шести
атомов углерода и шести валентных связей между атомами углерода, образующих
основное кольцо связей (10 на рис. 7а) и трёх валентных связей между атомами
углерода, образующих дополнительное кольцо связей (11 на рис. 7а), во-вторых,
по обе стороны от этой плоскости расположены с последовательным и
уравновешенным чередованием: 1) на расстоянии Rс невалентные электроны
атомов углерода (6 на рис. 7б), 2) атомы водорода и одновалентные связи атомов
углерода и водорода. Т.е. молекула бензола имеет не плоскую структуру как у
этилена (рис. 4а), а пространственно-уравновешенную структуру. Если химические
свойства двухвалентной связи непредельных углеводородов (например, этилена)
обусловлены структурой их молекул с расположением двухвалентной связи в
плоскости, проходящей через оси ядер двух соединившихся атомов, при которой
расстояние между ядрами углерода (l3 на рис. 4а) равно 134 пм, то ароматические свойства
бензола и его соединений обусловлены пространственной структурой молекулы
бензола, когда двухвалентная связь атомов углерода осуществляется в другой
плоскости – плоскости, перпендикулярной оси их ядер и проходящей через центр
этих ядер (основной плоскости А-А), из-за чего расстояние между ядрами углерода
(l3 на рис.
7) стало несколько другое – равно 139 пм. Из четырёх валентных связей каждого
из шести атомов углерода три валентные связи расположены в основной плоскости
молекулы бензола.
По орбитальной
теории считается, что в каждом атоме углерода молекулы бензола имеется
электронное облако в виде «восьмёрки» («гантели»), расположенное
перпендикулярно основной её плоскости. В действительности, за головки этих
«гантелей» и электронные облака в виде «π–электронного секстета» (что
означает признание при орбитальной модели тоже пространственной структуры
молекулы бензола!), полагаем, принимаются ошибочно магнитные полевые
образования (12 на рис. 7б) как невалентных электронов (6 на рис. 7б) шести
атомов углерода и полевые тела (4 на рис. 7) шести атомов водорода, образующих
одновалентную связь с атомами углерода. Наличие же основного кольца валентных
связей в молекуле бензола (10 на рис. 7) объясняет, почему производные у
бензола получаются одинаковыми при замещении любого атома водорода, чего нельзя
было объяснить исходя из формулы Кекуле для бензола. Во внутреннем кольце (11
на рис. 7) валентные связи атомов углерода находятся за валентными связями в
основном кольце и в той же плоскости, т.е. внутренние валентные связи атомов
углерода как бы прикрыты внешними и поэтому не влияют на реакции замещения
атомов водорода, из-за чего образуется только один изомер при этих реакциях,
что нельзя было объяснить при формуле Кекуле для бензола.
При
пропускании смеси паров бензола с водородом через нагретую трубку с никелевым
катализатором происходит присоединение водорода к бензолу. Количественное
изучение этой реакции приводит к подтверждению структурной формулы бензола.
Если бы бензол имел не замкнутую, а открытую цепь углеродных атомов, то в
соответствии с составом предельных углеводородов (СnН2n+2) он присоединял бы
4 молекулы (8 атомов) водорода к каждой молекуле бензола. Однако к последней
присоединяются только три молекулы (6 атомов) водорода и при этом, как
установлено, образуется циклогексан (рис. 8).
Впервые
отмечаем, что двухвалентные связи атомов углерода могут быть двух типов, ибо
два валентных электрона при образовании двухвалентной связи между, например,
двумя атомами углерода или атомом углерода и атомом кислорода могут
располагаться как в плоскости, проходящей через ось вращения ядра углерода (1-й
вариант на рис. 3а), так и в плоскости, проходящей перпендикулярно оси вращения
ядра и через центр последнего (2-й вариант на рис. 3в). Эти два варианта
двухвалентной связи отличаются энергией связи. Первый (с меньшей энергией)
реализуется, например, в этилене (рис. 4а), а второй (с большей энергией),
например, в бензоле (рис. 7а).
Существующие же по орбитальной теории
объяснения структуры двухвалентной связи между атомами углерода С = С вызывают
следующие два возражения. Первое состоит в отсутствии физического смысла
в этих объяснениях: во-первых, одна из двух валентных связей осуществляется как
σ–связь (такой же как при соединении С – С), когда пересечение электронных
облаков в виде гантелей с большой и малой «головками» осуществляется в
плоскости расположения двух ядер углерода; при этом пересекаются своими
вершинами большие «головки» гантелей (такова якобы 1-я связь), во-вторых, 2-я
связь осуществляется как π–связь, когда электронные облака в виде гантелей, с
уже одинаковыми «головками» и расположенными перпендикулярно плоскости
молекулы, пересекаются боком, для чего обе «головки» этих гантелей должны быть
очень раздуты в боковые стороны, чтобы доставать друг друга боком (?). А в
бензоле эти «головки» гантелей π–связей должны также далеко раздуться в боковые
стороны (и это очень надуманно и условно принято), чтобы образовать с двух сторон
плоскости молекулы бензола и параллельно этой плоскости (из шести 2pz-орбиталей) два
кольцевых облака в форме, близкой к тороидам, для наукообразия названных «π–электронный
секстет» [28]. Второе возражение состоит в том, что если в
двухвалентной связи С = С σ–связь
считается главной и расположенной непосредственно между ядрами углерода так же,
как в одновалентной связи С – С, то почему при этих связях расстояния между
ядрами углеродов Rс
сильно отличаются: при одновалентной - 154 пм, а при двухвалентной - 134 пм. В
то же время по предложенной гипотезе легко тригонометрическим расчётом
определить, что при Rс
= 77 пм и угле α = 600 (рис. 4а) получим L = 133,4 пм, если не учитывать
расстояние между электронами в «магнитной» межэлектронной связи (t на рис. 4а). Аналогично
легко из соответствующих тригонометрических построений рассчитать, что при
трёхвалентной связи, например, в молекуле ацетилена (рис. 6) исходя из Rс = 77 пм и при
одинаковом расстоянии между тремя «магнитными» межэлектронными связями, равном
расстоянию между двумя магнитными межэлектронными связями в двухвалентной связи
(l1 на рис.
4а), получим L ≈ 120
пм, а последнее соответствует экспериментально установленному значению.
Поскольку
в центре молекулы бензола образуется свободное пространство, то там могут
размещаться свободные атомы других элементов (например, схематично три атома
водорода 13 на рис. 7).
Как известно, в молекуле бензола
расстояние между атомами углерода и водорода (l4=Rс+Rн), спроектированное на
плоскость молекулы (l5
на рис. 7а), равно 108 пм. По предложенной гипотезе это расстояние можно
вычислить, поскольку оно образуется при расположении валентных
электронов атомов углерода по схеме на рис. 3а (и в этилене на рис. 4а), когда
α = 600. Получаем при Rн = 46 пм и Rс = 77 пм: l5 = (46 + 77) х cos 300 = 107 пм. С учётом расстояния t получили достаточно точное значение l5. Эти примеры
есть математическое подтверждение предлагаемой гипотезы.
Становится также физически понятнее,
почему энергия тройной связи С ≡ С (рис. 6) выше двойной С = С (рис. 4а) и
одной С – С (рис. 8а). Таким образом, гипотеза автора даёт физический смысл
химическим связям и позволяет уже расчётом подтверждать величину расстояний
между атомами углерода при двух- и трёхвалентной связях, экспериментально
установленную ранее. А по известным теориям, в том числе орбитальной, не
возможны подобные расчёты. Этот факт и всё вышесказанное дают автору основание
уже считать свою гипотезу более
обоснованной теорией, чем «орбитальная теория» и «теория» Н. Бора. Эта
теория автора позволяет не только устанавливать как физически понятное и более
простое по структуре строение атомов и молекул (например, на рис. 8 показано
строение молекулы циклогексана для сравнения со строением молекулы бензола), но
и предсказывать строение новых веществ. Так на рис. 9 показано строение
молекулы С4Н6, которая выражает собой новое возможное
вещество, названное автором циклопробутаном. Цикл этого вещества немного
сложнее устроен, чем у циклопропана С3Н6 и у циклобутана
С4Н8. Поэтому вещество С4Н6 или
отсутствует в природе или пока не обнаружено из-за того, что встречается более
редко.
Согласно установленным значениям
расстояние между ядрами атомов двух элементов при одной и той же химической
связи (одновалентной или двухвалентной или трёхвалентной) между ними в
молекулах разной сложности немного отличаются [4]. Предлагаемая теория
позволяет предполагать: или полевое тело атомов в этих молекулах несколько
смещается в сторону центра молекулы, что соответственно корректирует величину расстояний между атомами (L, l3, l4 и l5 на рис. 4-7), или
расстояние между электронами в валентной связи t может изменяться в некотором
диапазоне. Автор считает, что его теория позволяет не только объяснять строение
электронных оболочек и ядер простых и сложных атомов и их изотопов [16], но и
прогнозировать строение атомов новых элементов и молекул новых (как возможных)
веществ.

7.
О сути водородной связи
Из
предлагаемой теории также следует, что водородная пара (Н…Н), характерная
расположением ядер двух атомов водорода на продолжении одной линии, на которой
совмещаются оси вращения этих ядер из-за их межатомного «магнитного»
взаимодействия (10 на рис. 8), встречается не только в углеводородных
материалах (рис. 4а, 8 и 9), но и в других веществах, например, в молекуле воды
Н2О (рис. 10). Так, в атоме кислорода два валентных электрона, как
имеющие одинаковый заряд, стремятся максимально удалиться друг от друга на
оболочке атома, что удаётся этим электронам, например, в молекуле пероксида
водорода (рис. 11). Но это удаление в молекуле воды ограничено углом 104,50,
так как при этом угле обеспечивается уравновешенная (по силам взаимодействия)
возможность существования водородной пары (Н…Н). Т.е. предложенная теория впервые
даёт физическое объяснение пространственному строению молекулы воды.
Ранее для
объяснения угла 104,50 полагали, что геометрия молекулы воды
отвечает дважды незавершённому тетраэдру [28, с. 135], что есть
предположение как надуманность, так как в тетраэдре (геометрически правильно
понимаемом) подобный угол равен 109,50. Например, молекула метана СН4
имеет форму тетраэдра. Известно также ещё одно тоже неубедительное объяснение
треугольной формы молекулы воды, которое вызвано орбитальной теорией. Согласно
этой «теории» р-электронные «облака» атома кислорода взаимно перпендикулярны,
поэтому следует ожидать, что угол между атомами водорода в молекуле воды должен
быть 900. В действительности же этот угол равен 104,50.
Эту разницу одни учёные решили объяснить гибридизацией атомных орбиталей,
т.е. изменением формы орбиталей при их наложении друг на друга – это тоже
надуманно ради оправдания орбитальной теории, ибо в таком объяснении нет
физического содержания. Другие учёные – тем, что вследствие взаимного
отталкивания атомов водорода из-за одного знака заряда их ядер угол увеличился
от 900 до 104,50. Но атомы в целом нейтральны, поэтому
это объяснение неприемлемо. Автор обращает внимание на то, что ядра атомов
водорода как магнитики могут в подобных условиях, наоборот, притягиваться
разноимёнными полюсами, т.е. притягивать атомы водорода.
Итак, пространственная структура молекулы воды
образуется благодаря существованию водородной пары (Н…Н) и благодаря валентной
связи (как непосредственной межэлектронной «магнитной» связи) между валентными
электронами одного атома кислорода и двух атомов водорода. При валентной связи
«магнитное» соединение электрона водорода с электроном кислорода (10 на рис.
10) осуществляется на минимальном расстоянии между ними, возможном при силах
отталкивания из-за наличия в них одинаковых зарядов. Поэтому структурная
формула воды имеет вид:
О

/ \

Н · · · Н
Необычные
свойства воды и изменение этих свойств в зависимости от температуры вызваны
изменением структуры взаимодействия её молекул. Только при газообразном
состоянии её молекулярная масса равна 18 а.е.м., т.е. вода существует в этом
состоянии в основном в виде свободных молекул Н2О (2х1 + 16 = 18). В
жидком и твёрдом состоянии её молекулярная масса выше 18 а.е.м., так как она
при этом существует в виде ассоциатов (Н2О)n, например, среднее значение
количества ассоциированных молекул n при 200 С равно 4. Отличие полезных свойств воды
холодной от воды горячей вызвало даже термины «живая» и «мёртвая»
вода. При понижении температуры воды величина n увеличивается. Но что представляют
собой ассоциаты?
Вначале
полагали, что молекулы воды представляют собой диполи, ибо под влиянием
орбитальной теории строения атомов и молекул считалось, что пространство каждой
молекулы воды делится на две зоны из «размазанных» положительного и
отрицательного зарядов, а поэтому молекула воды есть диполь (рис. 12). Но в
действительности положительные заряды находится в ядрах атомов кислорода и
водорода, а отрицательные заряды находятся в электронах, при этом эти заряды
создают электростатические поля вокруг этих частиц. Поэтому версия дипольной
ассоциации (рис. 12) оказалась несостоятельной: «Раньше думали, что процесс
ассоциации обусловлен только электростатическим взаимодействием диполей, но в
этом случае устойчивость таких соединений была бы ниже, чем наблюдаемая»
[11, с. 93]. Причиной образования ассоциатов из молекул воды является водородная
связь. Но из-за применения, по мнению автора, неверной теории образования
атомов и молекул, т.е. орбитальной теории, водородная связь также получила
неверное толкование: водородная связь образуется из-за электростатического
взаимодействия между атомом водорода Н одной молекулы воды с атомом кислорода О
другой молекулы воды [28, с. 137] – как это схематически и условно показано
на рис. 13 при n=2 и n=4 штриховой линией. При
этом, для отличия от дипольной связи (рис. 12), предполагают, что возникает
трёхцентровая связывающая молекулярная орбиталь [27, с. 138] – это опять
некое «облако», в котором происходит якобы электростатическое
взаимодействие атома Н одной молекулы воды с атомом О другой молекулы воды –
но почему-то только с одной конкретной из множества близких соседних молекул
(?!), т.е. такая связь должна быть неустойчивой. О
неудовлетворительности существующих теорий водородной связи говорится и в
статье проф. Н.Д. Соколова «Некоторые вопросы теории водородной связи» [31]: «О
недостаточности простой электростатической модели свидетельствуют значительное
превышение дипольного момента комплекса… над суммой дипольных моментов молекул…
была предложена и обоснована донарно-акцепторная модель водородной связи,
многое в теории конкретизировалось и уточнилось… Однако ещё многие важные
проявления водородной связи не имеют окончательного объяснения».
В последнее
время стало модным на Западе объяснять необычные свойства воды, во-первых,
образованием молекулами воды кластеров со сфероподобным размещением этих
молекул и с пустотой внутри таких сфер (например, австрийским учёным Аллонсом
Грубером). При этом полагают, что в этих пустотах находится информация,
определяющая эти свойства, а число молекул в кластерах может непрерывно
изменяться. Но физического объяснения таких кластеров (т.е. механизма их
образования) тоже до сих пор нет. Во-вторых, образованием из скрученных (?)
молекул воды кластеров геометрически правильной формы в виде пяти «тел
Платона»: тетраэдра, гексаэдра, октаэдра, додектаэдра и икосаэдра (например,
исследователями из университета в Беркли). Но физического объяснения
образованию таких кластеров тоже нет.
Автор даёт
другое и, по его мнению, физически достаточно чёткое объяснение образованию
водородной связи между молекулами воды. Как видно из рис. 1а, ядро атома
водорода (по сравнению с ядрами других химических элементов) имеет наиболее
свободно-размещённую пространственную связь с электроном в атоме и поэтому
может более полно проявлять способность к межядерному «магнитному» взаимодействию
с ядрами других атомов водорода. Это «магнитное» взаимодействие ядер водорода
(аналогичное магнитному резонансу – см. п. 3) сильнее их электростатического
отталкивания (из-за наличия одинаковых зарядов) до определённого их сближения,
что приводит: или к образованию двухатомной молекулы водорода (рис. 1б), или
вышеуказанных водородных пар (Н…Н) в молекулах углеводородных веществ (рис. 4а,
8 и 9) и в молекуле воды (рис. 10), или к образованию ассоциатов из молекул
воды (!), как это впервые было показано автором (рис. 14) для двух параллельно
расположенных ассоциатов при n=4.
Смысл водородной связи выражается в расположении ядер нескольких атомов
водорода на одной совмещённой для них оси вращения (5 на рис. 14) с вращением
этих ядер при этом в одну сторону, чтобы они притягивались друг к другу
противоположными полюсами.
Предлагаемое
толкование водородной связи экспериментально подтверждается тем, что сила
водородной связи зависит от структуры ядра атомов водорода: «различается
прочность водородных связей, образуемых дейтерием и протием, у последних она
больше» [22, с. 28].
Именно из-за прямолинейного
существования водородной связи между ядрами атомов водорода (!) кристаллы
снежинок и льда преимущественно состоят из прямых отростков и ветвей. Параллельно
расположенные ассоциаты (рис. 14) могут образовывать наноструктуры в виде
цилиндрических или многогранных структур (как в пчелиных сотах) с образованием
внутренних полостей с разным числом граней и с соответствующим размером их
внутренних полостей (величины L2
на рис. 14), а не в виде сфероподобных кластеров.
В параллельно
расположенных ассоциатах молекулы воды (и соответственно атомы кислорода) могут
быть повёрнуты вокруг оси водородной связи (5 на рис. 14) на разный угол, что
способствует как образованию разнообразных пространственных фигур кристаллов,
например, в снежинках и во льду или на окнах в составе ветвистых узоров
замёрзшей воды, так и сохранению в этих кристаллах соответствующей
биоэнергетической информации. Полагаем, что этим же можно объяснить образование
плоскоструктурных кристаллов, например, снежинок, что также говорит о
нереальности образования сфероподобных кластеров.
С повышением
температуры воды тепловая энергия её молекул увеличивается, а это приводит к
тому, что крайние молекулы воды в их ассоциатах отрываются (а в замёрзшей воде
так происходит оттаивание), что, в свою очередь, означает уменьшение длины
каждой ассоциации (соответственно величины n). Но даже в разных парообразных состояниях воды находится
соответственно неодинаковое и малое присутствие лёгких ассоциатов (например,
при n=2 и n=3). Только во время грозы
из-за высокого электрического напряжения создаются из молекул воды километровые
отрезки (полагаем, тоже как нанообразные) из ассоциатов (когда величина n получается огромной), по
которым молния передаётся в виде больших длин прямолинейных электроразрядных
ответвлений. В этом тоже проявляется своеобразие водородных связей. Поэтому
предлагаемое толкование водородной связи выглядит физически более обоснованным,
чем известные.
В ряде работ
сейчас приводятся взгляды на структуру воды одновременно противоречивые и с
интуитивным приближением к пониманию водородной связи как удлинённой: «Для
жидкости характерно относительно беспорядочное расположение молекул» [8, с.
13] и «для продвижения в столь трудной области, как теория жидкой воды,
нужно прежде всего выяснить физический механизм, ответственный за её необычные
свойства. Поскольку именно водородные связи прежде всего отличают её от других
жидкостей, представляется разумным выбрать путь, на котором именно связывание
молекул воды в протяжённые структуры нужно считать ответственным за необычные
свойства. Таким образом, во внешних электромагнитных полях может появляться
возможность стабилизации таких структур посредством укрепления водородных
связей протонами, которые мигрируют по поверхности кластера. Есть некоторые
экспериментальные указания на возможность существования в воде достаточно
больших устойчивых структур, имеющих порядка 1000 молекул воды» [8, с. 15].
Гипотеза автора относительно этих взглядов позволяет возразить: 1) для жидкой
воды (особенно чистой или активированной) не характерно хаотическое
расположение молекул, 2) средством «укрепления водородных связей»
является сама предлагаемая суть их образования, а не «гулящие» протоны
(«гулящие» ядра атомов Н).
Молекула воды
образуется в основном из атомов лёгкого водорода Н (когда ядра атома
водорода состоят из одного протона). В природе ничтожное количество водорода
встречается в виде атомов тяжёлого водорода D (когда ядра водорода состоят из
протона и нейтрона) и атомов сверхтяжёлого водорода Т (когда ядра
состоят из двух нейтронов и одного протона). Нейтрон (как и протон) вращается
вокруг своей оси и поэтому является соответствующим «магнитиком». Поэтому в
ядрах водорода и протон и нейтрон притягиваются друг к другу противоположными
полюсами. В зависимости от наличия в молекулах воды Н, D и Т образуются молекулы обычной воды Н2О
(её удельный вес в природе 99,7%), тяжёлой воды D2О, полутяжёлой воды НDО и сверхтяжёлой воды Т2О.
При замерзании воды центрами образования твёрдых кристаллов являются прежде
всего примеси в ней, в том числе молекулы тяжёлой, полутяжёлой и сверхтяжёлой
воды. Поскольку льдинки сразу всплывают, замораживать воду в холодильниках надо
частично, чтобы вовремя удалять верхний замёрзший слой воды, содержащий в себе
примеси (в том числе D2О
и Т2О), а оставшуюся воду использовать как очищенную от примесей.
Свободные
молекулы воды, например, в паре или в воздухе благодаря возможности водородной
связи (в отличие от молекул других газов) склонны к объединению в ассоциаты и,
соответственно, сгущаться в облака в атмосфере и в капельки конденсата на
поверхностях многих веществ.
Суть
абсорбции водой: благодаря наличию полостей внутри и между нанообразований
жидкая вода активно поглощает газы, летучие и растворимые примеси. Поэтому
абсолютно чистой воды получить невозможно. А такую воду можно было бы на
несколько градусов перегреть выше 1000 С до закипания и переохладить
ниже 00 С до замерзания. Начальными точками для закипания и
замерзания являются контактирующие молекулы воды с вышеуказанными примесями или
с молекулами стенок сосудов для воды! Незнание этого приводит, например, в
работе [5] к выводу: «В структурах всех известных кристаллических льдов
каждая молекула воды образует с соседними молекулами воды четыре водородные
связи, направленные к вершинам правильного или немного искажённого тетраэдра».
Однако это утверждение вызывает у автора четыре возражения. Во-первых, не «каждая
молекула воды» может быть начальной точкой. Во-вторых, только такое
пространственное образование из молекул воды противоречит известному факту:
твёрдые кристаллы воды (особенно снежинки) имеют плоско-структурное образование
с прямолинейными отростками (ветвями). В-третьих, при образовании кристаллов на
основе тетраэдров (например, алмаза из атомов углерода) получилась бы плотность
воды выше фактической, т.е. с отсутствием необходимых ёмкостей для хранения
примесей или биоэнергетической информации. В-четвёртых, из одной молекулы воды
не могут исходить четыре водородные связи.
Возможность создания
из ассоциатов воды вокруг соответствующих точек разных форм нанообразований
(жидких при жидкой её фазе и твёрдых при твёрдой её фазе) позволяет говорить,
что таким путём возникают самые распространённые в природе наноструктурные
образования, а в их полостях между ассоциатами может распологаться
биоэнергетическая информация, делающая воду структурированной как
активированной и полезной для лечения и оздоровления и как чувствительной к
разным внешним полевым воздействиям (последнее экспериментально подтверждено
изменением форм образующихся при этом кристаллов). Например, японский учёный
Емото Масуру был первым, кто экспериментально установил, что разные полевые
воздействия на воду, музыка и эмоциональные слова людей влияют на её структуру,
что приводит при её замерзании к образованию отличающихся кристаллов, подобных
по форме снежинкам.
До сих пор не
было в науке физически понятного объяснения аномалиям воды по её плотности и
теплоёмкости. Из-за большей величины n и своей большей упорядоченности во взаимном расположении
ассоциатов в кристаллах (в снеге и во льду) твёрдая фаза воды оказывается легче
её жидкой фазы! По этой же причине наибольшая плотность воды (1г/см3)
достигается при 40 С, так как с дальнейшим повышением её температуры
увеличивается подвижность молекул, из-за чего плотность воды уже снижается.
Т.е. гипотеза автора позволила дать физически понятное объяснение максимальной
плотности воды при 40 С. Вода в жидком и твёрдом состояниях имеет
выше во много раз теплоёмкость, чем другие жидкие и твёрдые вещества: почти в
четыре раза, чем у спирта, в пять раз, чем у песка, в десять раз, чем у железа,
в тридцать три раза, чем у платины и т.д. Автор объясняет это наноструктурой
жидкой и твёрдой воды, т.е. её существованием в виде определённых
нанообразований из ассоциатов. Максимальная теплоёмкость воды достигается при
её температуре 370 С. По-видимому при этой температуре ассоциаты
воды максимально или полностью одинаковы (полагаем с n=4), т.е. структура воды при этом
наиболее однородна. Примеси, содержащиеся в воде, снижают чистоту её
наноструктуры, а потому ухудшают её свойства и нарушают содержащуюся в ней
биоэнергетическую информацию. Поэтому только чистая вода (родниковая, дождевая
и талая) полезна для организма людей, ибо в ней имеется очень малое количество
примесей и прежде всего дейтерия. Отравление природы при современной жизни
общества приводит также к повышению содержания дейтерия в воде и,
соответственно, в продуктах и в лекарствах, использующих эту воду. А повышенное
поступление дейтерия в организм человека ухудшает функционирование его органов
и стимулирует в них болезненные процессы.
Сейчас
исследования воды и водных растворов исходят из понимания атомов и молекул
водорода и кислорода и молекул воды и водородной связи согласно орбитальной
теории. Поэтому в работе [20] говорится, что исследования в растворах «взаимосвязи
между молекулярными свойствами компонентов и их агрегативным поведением»
позволило установить, что, во-первых, «понимание сходства явлений
самоорганизации в коллоидных системах, полимерах, биологических структурах
способствовало становлению междисциплинарной области науки, занимающейся
системами разного типа, для которых характерно наличие упорядоченности,
промежуточной между таковой для твёрдых кристаллов и для обычных жидкостей»,
во-вторых, эта упорядоченность проявляется в наноструктурных образованиях из
молекул компонентов (? - а не из молекул воды): «организованные растворы
поверхностно-активных веществ (ПАВ) – наиболее распространённые
наноструктурные жидкие системы,
исследования которых начались с открытия мицелл Мак-Беном в 1913г.».

Водородная связь между молекулами воды (как более слабая, чем валентная)
может использоваться не только для образования ассоциатов из молекул воды, но и
для образования некоторых комплексных соединений. Например, соединение аммиака NН3 и хлороводорода НCl с образованием аммониевой соли (формула хлорида
аммония: NН3·НCl) возможно за счёт водородной связи (а не некой
физически не объяснимой «побочной валентности азота» -?) по
следующей структурной формуле:



Н · · ·
Н
\
∕
N Cl


Н
· · · Н
в которой точечные линии
изображают водородную связь, а сплошные линии - валентную связь. Согласно же
координационной теории А. Вернера, после проявления максимальной валентности
используется имеющееся у атомов «в резерве» химическое сродство как «сила
побочной валентности» (?).
Благодаря наноструктуре вода активно
поглощает микропримеси, в том числе микроорганизмы. Так, Мокиенко А.В. и
Петренко Н.Ф. отмечают, что содержащиеся в воде «энтеровирусные инфекции
могут быть причиной, приводящей к изменению концентраций как жизненно важных
(медь/цинк), так и потенциально токсичных металлов (ртуть) в мозге».
Поэтому обеспечение качества питьевой воды и воды, используемой в пище и в
процедурах, стало уже важнейшей экологической проблемой. И для решения этой
проблемы является актуальным правильное понимание структуры воды: что она
состоит из нанообразований, сложенных из ассоциатов.
Итак, автор
считает: структура воды состоит из нанообразований, с помощью которых
образуются жидкие и твёрдые кристаллы воды, что позволяет объяснить разнообразные свойства воды, и
дал новое физическое толкование не только водородной связи, но и следующих
видов «магнитных» взаимодействий ядер водорода в природе, при которых сила этих
взаимодействий резко уменьшается с увеличением расстояния между «магнитиками»:
1) внутри каждого ядра осуществляется внутриядерное взаимодействие
протонов и нейтронов, расположенных на его оси вращения, с вращением их при
этом в одну сторону (как отмечено выше, чтобы «магнитики» притягивались
противоположными полюсами); 2) внутри молекулы водорода осуществляется межядерное
взаимодействие ядер двух атомов водорода, расположенных на совмещённой оси
вращения и при этом вращающихся в одну сторону; 3) в молекулах углеводородных
веществ и в молекулах воды осуществляется межатомное взаимодействие ядер
двух атомов водорода (Н…Н), расположенных на совмещённой оси с вращением этих
ядер в одну сторону; 4) в каждой ассоциате воды осуществляется межмолекулярное
взаимодействие ядер водорода соседних молекул воды, когда эти ядра расположены
на одной оси и вращаются в одну сторону.
Гипотеза
автора позволила говорить, что водородная связь в ассоциатах (Н…Н…Н…Н и т.д.)
является частным видом (по силе связи) проявления «магнитного» межядерного
притяжения атомов (см. пятое отличие в п. 4). Выше отмечено, что несколько
химических элементов (например, Н, О и N) не имеют в атомах «нулевых» электронов, а поэтому способны на
эту связь для образования как двухатомных молекул (например, Н2, О2
и N2), так и
межатомных связей внутри молекул (например, Н…Н, Н…О, Н…N), или межатомных связей между
молекулами (например, А-Н…Н-В). Сейчас из-за орбитальной теории все эти
варианты учёные относят к видам водородной связи, как межмолекулярных или
внутримолекулярных, сильных или слабых, но при этом ими подчёркивалось [7, 31],
что многое ещё непонятно им в таких водородных связях. Предлагаемая теория
раскрывает физическую сущность подобных связей.

8.
О сути ионной связи
Третий и
четвёртый вышеуказанные типы химической связи в молекулах (указанные в п. 4 как
пятое отличие) – это основные виды ионной связи. Только при этом предлагается
считать: 1) под ионами не орбитальные образования как у атомов по орбитальной
теории, а положительно или отрицательно заряженные атомы, образующие из атомов
третий тип химических связей, а из молекул - четвёртый тип путём отдачи или
приёма валентных электронов; 2) под электронами – сверхплотные микрочастицы, а
не волны или электронные облака. Одноатомные положительные ионы (одноатомные
катионы) и одноатомные отрицательные ионы (одноатомные анионы) возникают в
определённых условиях путём отдачи валентного электрона атомом одного элемента
атому другого элемента, если атом другого элемента энергетически является или
стал более сильным. При отдаче или приёме электрона молекулами образуются
многоатомные ионы. Так потеря одного валентного электрона атомом делает его или
связанную с ним группу атомов положительно заряженной частицей. Вокруг каждого
атома за пределом его электронной оболочки, определяющей его размер (R), находится следующий
«слой» по интенсивной напряжённости полевого тела атома (как «ионная
оболочка»), на который перемещается и удерживается там отделившийся валентный
электрон атома другого элемента. Это означает, что «ионная» оболочка,
содержащая только один присоединившийся электрон, определяет собой новый
и увеличенный размер атома уже как иона, т.е. как отрицательно заряженной
частицы. Автор полагает, что существование заряда в микрочастице (электроне,
протоне и позитроне) как положительного или отрицательного будет означать существование
электростатического поля вокруг микрочастицы, а также вокруг атома
соответствующего слоя интенсивной наряжённости этого поля, что определяет
наличие в атоме электронного слоя (электронной оболочки) и более удалённого
ионного слоя.
Следует отметить,
что при первом и втором типах химической связи происходит непосредственное как
межядерное и межэлектронное «магнитное» соединение атомов, а при ионных
связях атомы (как противоположно заряженные частицы) менее сближаются –
остаются на большем расстоянии друг от друга. Они соединяются благодаря общему
электрону, находящемуся одновременно: 1) на ионных оболочках двух соединившихся
ионов: положительного иона (потерявшего как отдавшего электрон со своей
электронной оболочки) и отрицательного иона (принявшего на свою ионную оболочку
этот потерявшийся электрон); 2) или на ионной оболочке отрицательного иона и на
электронной оболочке другого иона.
Поэтому ионные связи более энергетически слабые, чем первый и второй
типы химических связей, и в силу этого отличаются большей лёгкостью образования
(!) и, соответственно, являются более распространёнными в природе. Можно и
искусственно получать, например, молекулярные ионы. Так, если прочную молекулу
Н2 (рис.1) разрушить путём отделения от неё одного электрона, то
получается молекулярный ион Н2+, в котором длина связи
двух атомов водорода увеличена (около 106 пм) и резко понижена энергия их
связи. Объяснить это можно тем, что в молекулярном ионе Н2+
один атом водорода Н+ соединён с другим атомом водорода Н уже не
первым типом химической связи, а ионной связью!
Помимо выше
приведенного обоснования дополнительным убедительным доказательством
правильности гипотезы автора (как новой теории!) по сравнению с принятой сейчас
орбитальной теорией уже является сама закономерная определённость химических
реакций. Например, согласно современной теории химических реакций: молекулы нового вещества образуются из
атомов в результате взаимодействия их электронных облаков; для образования при
этом химически устойчивого соединения необходимо, чтобы в результате
взаимодействия электронных облаков вступающих в соединение атомов образовалась
система с более низкой потенциальной энергией, отвечающей наиболее
энергетически выгодному состоянию системы, которое характерно для равновесного
состояния атомов в молекуле; это и определяет расстояние между атомами в
молекуле. Это «туманное» объяснение вызывает следующее возражение: малые по
величине вероятности любого положения каждого валентного электрона атомов
(из-за того, что он «носится» с огромной скоростью) сделают математически
ещё более маловероятным (точнее - с нулевой вероятностью!) достижение
такого сочетания в относительном расположении таких «бешеных» электронов
соединяющихся при этом двух атомов, которое должно быть характерно для
получения равновесного состояния атомов в молекуле. Из-за этого протекание
химической реакции должно сильно затягиваться во времени! В
действительности же почти все химические реакции протекают чётко и относительно
быстро (в прямом или одновременно и частично в обратном направлении при
обратимых реакциях). Т.е. орбитальная теория не только физически, но и
математически неприемлема.

9.
О структуре фуллеренов, графита и нанотрубок
Фуллеренами
названы молекулы углерода в виде сферически замкнутой и полой фигуры,
поверхность которой образуется атомами углерода, а под этой поверхностью
находится пустота. Такие молекулы образуют особый как наноструктурный вид
существования чистого углерода. Возможность получения искусственным путём таких
молекул углерода в 1973 г.
предсказывалась Д.А. Бочваром и Е.Г. Гальперном в России, а несколько ранее Е.
Осавой в Японии [10, 23]. В частности, предсказывалась возможность получения
60-ти атомного углеродного кластера, обозначаемого как С-60. Автор эту молекулу
обозначает как (С)60, чтобы обозначение соответствовало
вышеуказанному физическому смыслу 2-го типа химической связи. Учёным США,
имеющим высококлассное оборудование, удалось первыми получить в лабораторных
условиях кластеры из атомов углерода (С)60 и (С)70,
устойчивость которых объясняли тем, что они имеют форму геодезического купола,
т.е. их конструкцию можно рассматривать как сеть из пятиугольников и
шестиугольников. Ещё Л. Эйлер в XVIII
веке расчётным путём доказал, что любой такой объект из одних пятиугольников
имеет единственный вариант: должен быть сложен из 12 пятиугольников, чтобы они
образовывали собой замкнутый сфероид, а из одних шестиугольников возможны
разные варианты образования замкнутых сфероидов. Возможны также сфероиды,
образованные из пяти- и шестиугольников (как на рис. 18). Структура (С)60
в форме обычного футбольного мяча имеет 20 шестиугольников и 12 пятиугольников,
а структура (С)70 по форме близка к мячу для регби (американского
футбола). Внутри молекул фуллеренов могут находиться один или несколько других
атомов или молекул. Варианты обоснования структуры, получения и использования
фуллеренов широко исследуются.
Изображаемая
сейчас в работах американских учёных схематически структура фуллеренов (в [11])
предусматривает валентное соединение каждого атома углерода только с тремя
соседними атомами углерода. Но углерод четырёхвалентен. Возникает вопрос – как
это осуществляется? Кроме того, с уменьшением числа атомов углерода в фуллерене
его прочность падает и при 32 атомах его устойчивость полностью нарушается и
фуллерен перестаёт существовать. Возникает тоже вопрос – как это объяснить?
Пока только с позиции предложенной автором теории строения атомов и образования
химических связей эти вопросы получают физически понятное объяснение. Как выше
показано, молекула бензола включает в себя 6 атомов углерода, создающих
шестиугольник. При этом, как видно из рис. 7, каждый атом углерода образует с
одним соседним атомом углерода одновалентную связь, а со вторым соседним атомом
углерода – двухвалентную связь. То же самое осуществляется в фуллеренах,
поэтому все атомы углерода реализуют в них свою четырёхвалентность. В
шестиугольнике бензола все оси вращения ядер атомов углерода перпендикулярны
плоскости шестиугольника (!) и поэтому параллельны между собой. В фуллерене с
уменьшением общего числа атомов углерода шестиугольники всё больше относительно
друг друга должны быть повёрнуты, чтобы образовать замкнутую сфероподобную
фигуру, и соответственно в нём сильнее при этом должны отклоняться оси вращения
ядер атомов углерода от параллельности друг другу, что вызывает перенапряжения
в структуре и в полевом теле молекулы фуллерена. А это приводит при 32-х атомах
углерода уже к его разрушению. Эта же причина впервые объясняет, что фуллерены
под внешними воздействиями легко разрушаются и потому очень незначительно могут
встречаться в природе.
Анализ структур сложных органических
веществ [36], образованных на основе нескольких шестиугольных «ядер» бензола
как углеродных молекулярных шестиугольников, позволяет отметить, что
образование этих веществ путём
присоединения молекул других веществ (например, атомов водорода в молекуле
бензола), молекулярных шестиугольников и блоков из них происходит через
одновалентные связи, а путём наращивания
молекулярных шестиугольников (ветвистого, например, молекулы трифелинена С18Н12
на рис. 15 и кольцевого, например, молекулы коронена С24Н12
на рис. 16) происходит со стороны двойных валентных связей на базе
использования этих связей в уже созданных молекулярных шестиугольниках.
При кольцевом наращивании автоматически
образуется «пустой» шестиугольник (т.е. без двойных связей), например, внутри
молекулы коронена С24Н12. Примеры образования молекул С18Н12
и С24Н12 особенно важны для понимания образования
как слоёв в графите, так и нанотрубок и фуллеренов и невозможности образования
внутри молекулярного шестиугольника более трёх двойных связей, что нарушают
авторы других работ [31]. Физический смысл этого и автоматического образования
в наноматериалах шестиугольной «пустоты» и «пятиугольной «пустоты» (как оконтуренных
только одновалентными связями) изложен в работах автора ([16], http://genadij-sitkarev.fo.ru).
Важную роль молекулярных
шестиугольников в образовании веществ отметил, например, японский учёный,
доктор Масару Эмото, который считает, что эволюция в природе во многом основана
на шестиугольных образованиях из атомов С, причиной чего, по его мнению,
являются химические связи бензольного кольца (т.е. «ядра» бензола). Например,
каждый слой графита состоит из структуры шестиугольных соединений атомов
углерода.
Образование слоёв графита из графенов
рассмотрено в работе [31]. Автором установлено, во-первых, что предложенный в
этой работе процесс образования графенов основан на неверных исходных
положениях, некоторые из которых указаны ниже. Во-вторых, в каждом слое графита
количество молекулярных шестиугольников (т.е. с тремя двойными связями) почти в
два раза больше «пустых» шестиугольников (т.е. с одновалентными связями), а не
наоборот как в работе [31]. В-третьих, для графита первичными графенами,
взаимодополняющими друг друга, являются два: ветвистый (рис. 15) и кольцевой
(рис. 16), как проявляющие себя и в других веществах [36].
В углеродных нанотрубках соединения
атомов углерода состоят из молекулярных шестиугольников (т.е. из «ядер»
бензола) и шестиугольных «пустот» (как в свёрнутом цилиндрически слое графита).
В фуллеренах для образования сфероподобной структуры возникают пятиугольные
«пустоты». Так, российские учёные Д.А. Бочвар, Е.Г. Гальперин и далее Э.Г.
Раков и др. установили, что устойчивой
из возможных структур фуллерена С60 является его структура,
когда все 12 пятиугольников в ней не содержат двойных связей. Геометрическую
необходимость пятиугольников в сферах впервые обосновал Эйлер при их числе не
менее 12. Он же обосновал возможность получения сфер из шестиугольников и пятиугольников. Незнание
теории автора приводит, во-первых, других исследователей (например, Ричарда
Смолли) к ложному «пути пятиугольников»,
ибо, как показано автором, образуются углеродные нанотрубки и фуллерены на
основе молекулярных шестиугольников, а пятиугольники при этом возникают как
побочный элемент при создании выпуклой структуры. Во-вторых, Шлегеля - к
неверной диаграмме для С60 (рис. 17), на которой изображены все
пятиугольники с двумя двойными (?) связями (т.е. в С60 нет
пятиугольных пустот), кроме того четыре шестиугольника (1’, 2’, 3’, 4’ на рис.17) - с одной (?), а
остальные шестиугольники - с двумя (?) двойными связями, что невозможно в
«ядрах» бензола и противоречит установленной структуре С60 (рис. 18).
C уменьшением числа атомов углерода в фуллерене его прочность
падает и при 32 атомах, как установлено, его устойчивость полностью нарушается
и фуллерен перестаёт существовать. Почему? Пока только с позиции разработанной
автором теории строения атомов и образования химических связей эти вопросы
получают физически понятное объяснение ([13, 16], http://genadij-sitkarev.fo.ru). Так, в
шестиугольнике бензола все оси вращения ядер атомов углерода перпендикулярны
плоскости шестиугольника (!) и поэтому параллельны между собой. В фуллерене с
уменьшением общего числа атомов углерода шестиугольники всё больше относительно
друг друга должны быть повёрнуты, чтобы образовать замкнутую сфероподобную
фигуру, и соответственно в нём сильнее при этом должны отклоняться оси вращения
ядер атомов углерода от параллельности друг другу, что вызывает перенапряжения
в структуре и в полевом теле молекулы фуллерена. А это приводит при 32-х атомах
углерода уже к его разрушению. Эта же причина впервые объясняет, что фуллерены
под внешними воздействиями легко разрушаются и потому очень незначительно могут
встречаться в природе, сохраняясь преимущественно внутри породных образований
(шунгитовых пород Карелии, метеоритах, алмазных трубок). Этой же причиной
объясняется вывод из экспериментов, что
«твёрдые растворы фуллерита более устойчивы в сравнении со смесью фуллеренов С60
и С70». Этой же причиной может объясняться ограничение возможной
наименьшей величины диаметра устойчивых углеродных нанотрубок.
Вышеуказанную причину разрушения
фуллеренов при числе атомов углерода в фуллерене не более 32-х не знали (а
потому и не учитывали) многие исследователи. Так, российские учёные Д.А. Бочвар
и Е.Г. Гальпарин, которые предсказали возможность существования стабильных фуллереновых
молекул С20 и С60 в 1973 г., т.е. задолго до
экспериментального получения в США фуллеренов (в 1985 г.), когда были
синтезированы молекулы С60 и С70. Эти же учёные расчётным
путём установили, что наиболее устойчивой из возможных структур С60
является структура, когда все 12 пятиугольников в ней не содержат двойных
связей. Ибо эти пятиугольники автоматически образовались между молекулярными
шестиугольниками в виде пятиугольной «пустоты» при формировании сферических
молекул С60 и С70. Поэтому, по мнению автора, нельзя
утверждать, как сделано в работе [31], что есть «пятиатомные молекулы»
(?) и «пятиатомная молекула является структурной единицей молекулы С60».
Незнание
вышеуказанной причины (физического разрушения фуллерена при числе атомов
углерода меньше 33-х) объясняет, почему другие учёные продолжают выполнять
квантово-химические расчёты на основе орбитальной теории по установлению
возможных структур предполагаемых малых фуллеренов. Если по фуллеренам С60
и С70 опубликованы тысячи
статей в мировой науке, то по С20 несколько работ, в которых
подчёркивается неустойчивость С20.. Автор полагает, что на самом
деле получались не фуллерены С20, а кластеры или осколки фуллеренов.
Это подтверждается высказываниями других учёных: «…в высоком вакууме в сильном электрическом поле от одно- и
многостенных углеродных нанотрубок отрываются кластеры с магическим числом
атомов 20».
Наличие пятиугольных «пустот» (например,
в молекуле С60) вызвано геометрической необходимостью при
формировании сфероидов. Ведь и логически сомнительно, чтобы 12 пятиугольников в
фуллеренах С60 и С70 могли являться основой создания этих
фуллеренов, так как они охватывают меньшую часть их поверхности. Кроме того,
факт отсутствия в пятиугольниках фуллерена С60 двойных связей (рис. 18)
также ставит под сомнение, что пятиугольники с двойными связями вообще могут
существовать и что они оказались основой для образования пятиугольных «пустот»
и значительно большего числа шестиугольников (в этом фуллерене) с двойными
связями. Поэтому же пятиугольные «пустоты» (радиалены) сомнительно
рассматривать как «пятиатомные молекулы». Но «путь пятиугольников» побуждает
его сторонников предполагать, что «пятиатомные молекулы» объединяются в
«бициклы» с помощью «двойных связей», а из последних («бициклов») образуются,
например, молекулы С30 (?) [31]. Но в практике химии неизвестны
присоединения молекул (а не атомов внутри молекул) с помощью двухвалентных
связей, что допускается (?) в [31].
Трудности в объяснении наноструктур и
фуллеренов вызваны сейчас, по мнению автора, опорой учёных на орбитальную
теорию строения атомов и образования молекул. Предложенная автором гипотеза
строения атомов и образования молекул в вышеуказанных его работах позволяет
многое объяснить более обоснованно.
Как атом углерода служит основой для
образования молекулярных цепей (линейных, ветвистых и циклических), так и
молекулярный шестиугольник (ядро бензола) служит основой для образования
сложных молекулярных соединений (линейных,
ветвистых и кольцевых). Аналогично поэтому молекулярной основой для образования
углеродных нанотрубок и фуллеренов являются молекулярные шестиугольники в
предлагаемом понимании с расположением между ними шестиугольных и пятиугольных
«пустот», в которых нет двойных связей.

10.
Выводы.
Сейчас учёными, изучающими структуру атомов и
молекул, установлено, что по «теории» строения атомов Бора-Зоммерфельда и по
орбитальной «теории» трудно представить структуру и соответственно построить
модели электронных оболочек сложных атомов, при этом, хотя вторая «теория»
отвергает первую, в действительности используются одновременно и та и другая,
что свидетельствует о недостаточности каждой из них и о их тупиковом
направлении. Эти же «теории» не объясняют строение ядер атомов. К сожалению,
это замалчивается другими учёными как физиками, так и химиками. Предлагаемая же
автором гипотеза позволяет, во-первых, построить модели не только электронных
оболочек, но и впервые (!) ядер простых и сложных атомов, во-вторых,
благодаря этому понять механизм образования в природе химических элементов и их
изотопов.
Многие учёные
не придают пока должного значения тому, что до сих пор не создана единая модель
строения ядер атомов [6], а без этого невозможно получить обоснованную теорию
строения атомов. Поэтому же многие экспериментальные данные не удаётся
объяснить. Вот пример одних из известных рассуждений исследователей ядер [25]: «Вращающее
ядро – это результат нецентрального соударения между двумя ядрами, которые
при этом сливаются, образуя быстро вращающееся тело продолговатой формы… Ядра,
длинная ось которых примерно вдвое превосходит по длине короткие оси, называют
супердеформированными… Можно принять, что ядро имеет оболочки, или группы тесно
расположенных уровней энергии, которые заполняются протонами и нейтронами таким
же образом, как электроны заполняют орбитали атомов. Во вращающихся ядрах
(считается, что есть и невращающиеся ядра ? – авт.) эти оболочки
расширяются, что приводит к перераспределению части нуклонов на неполных
оболочках, или псевдооболочках. Собственные спины этих нуклонов перестают
располагаться вдоль оси вращения супердеформированного ядра… Исследователи из
Лаборатории им. Лоуренса в Беркли обнаружили, что быстро вращающиеся ядра с
разной массой имеют близкие – если не точно одинаковые – моменты инерции.
«Что-то происходит, - сказал Ф. Стивенс, физик из этой лаборатории, - и по
причинам, которые мы пока не понимаем»… А пока физики пытаются успеть
разработать единую теорию для объяснения всех обнаруженных экспериментально
загадочных явлений».
Автором показано, что существующие
теории о планетарной и орбитальной моделях атомов являются во многом
неудовлетворительными, а новое понимание материи и диалектики [15, 17]
позволило разработать непротиворечивую гипотезу [12, 16] о строении атомов и о
сущности основных типов химических связей при образовании молекул, а также
разработать новую теорию мироздания и, соответственно, новую теорию
возникновения звёзд и планет [15, 18]. Кроме того, эта гипотеза позволяет впервые
обосновать суть концепции Бутлерова и создать новые основы теории
пространственного строения молекул, в том числе наноматериалов, открывает новый
путь решения других проблем, например, «Чем вызвана радиоактивность атомов?».
Конечно, в одной статье невозможно изложить более подробно новую гипотезу как
новую теорию и объяснить все возникающие при этом вопросы; однако вышеуказанные
результаты, полагаем, говорят о целесообразности дальнейших работ по развитию
этой теории автора.
Учёные-релятивисты
признают, что хотя квантовая механика помогает (якобы!) многое объяснить, но
однако не всё [1, 6], а потому будет оставаться и далее проблемой отсутствие единой
теории для объяснения строения атомов и сущности ядерных сил [6, с. 32].
Незнание учёными теории мироздания автора приводит их к отказу от диалектического
материализма и к новым ошибочным наукообразным представлениям: 1) о
существовании виртуальных элементарных частиц (виртуальных фотонов и бозонов)
[6, с. 32-33], 2) к использованию не скалярных, а псевдовеличин
(псевдоскалярных и псевдовекторных) [6, с. 33-34], 3) физического пространства
не как 3-х мерного, а как 4-х мерного пространства Минковского [6, с. 34], 4) о
существовании элементарных частиц с нулевой массой или нулевой массой покоя [6,
с. 75], хотя никакая частица в покое (в абсолютно неподвижном состоянии) не
может физически существовать.
Учёные каждую
свою теорию начинали разрабатывать с гипотезы. Однако сейчас многим из них
трудно как преодолеть в себе ложные стереотипы мышления (например,
вышеуказанный дуализм сверхплотных элементарных частиц), так и признать
ложность постулатов теории относительности (хотя это доказано уже многими
прогрессивными учёными [1, 15, 17]). Поэтому автору не давали возможности для дальнейшей
работы над предложенной им гипотезой – закостеневшие академические учёные
отказывали ему предоставить работу по созданию новой теории строения атомов и
молекул. Автор надеется на отзыв и помощь прогрессивных учёных [18, 19, 20, 34,
35] по эл. адресу sitkarev@list.ru.

11. Список основной литературы
1. Ацюковский В.А. Концепции современного естествознания.
История. Современность. Проблемы. Перспективы /Курс лекций.- М.- МСЭУ.- 2000.-
445 с.
2. Базиев Д.Х. Основы единой теории физики /М.-
Педагогика.- 1994.- 624 с.
3. Вонсовский С.В. Магнетизм /Монография.-М.: Наука,
1971.- 1032 с.
4. А. Гордон, Р. Форд. Спутник химика /М.: Мир.- Пер. с
англ.- 1976.- 544 с.
5. Желиговская Е.А., Маленков Г.Г.
Кристаллические водные льды //Успехи химии.- М.: РАН.- 2006.- Том 75, № 1, С. 64-85
6. Кушниренко А.Н. Теоретическая физика. Т.3. Теория
атомного ядра и элементарных частиц /К.: ФАДА, ЛТД, 2002.- 261 с.
7. Некрасов Б.В. Курс общей химии /М.: ГХИ, 1953.- 971 с.
8. Основы физики воды /Антонченко В.Я., Давыдов
А.С., Ильин В.В.; Отв. ред. Бродин М.С.; АН УССР. Институт теоретической
физики.- Киев: Наук. Думка, 1991.- 672 с.
9. Реми Г. Курс неорганической химии / М.-
Мир.- Пер. с нем. в 2-х томах, Т.1.- 1972.- 824 с.
10. Реутов О.А. Архитекторы молекул
(стереохимия) / М.- Из-во «Знание».- 1965.- 48 с.
11. Роберт Ф. Керл, Ричард Э. Смолли. Фуллерены
//В мире науки.- М.: Мир.- 1991, № 12.- С. 14-24
12. Ситкарёв Г.Т. Новая гипотеза о строении атомов и
образовании химических связей //Естественные и технические науки.- М.- Компания
«Спутник+».- 2005.- № 1.- С.59-61
13. Ситкарёв Г.Т. Новая гипотеза о строении электронной
оболочки атомов и образовании химических связей //Материалы международной
конференции “Сучасні проблеми фізичної хімії”.- Донецк.- Донецкий национальный университет.- 2004.- С. 87
14. Ситкарёв Г.Т. Уточнение законов распределения
показателей надёжности и ошибок измерения // Надёжность и контроль качества.-
М.- Из-во стандартов.- 1990.- № 7.- С. 13-17
15. Ситкарёв Г.Т. Основы космической философии,
соответствующие обращениям инопланетян (Научное издание) /Монография.-К.-ИИЦ
Госкомстат Украины.-2005.-182 с.
16.
Ситкарёв Г.Т. Новая гипотеза строения атомов и молекул //Актуальные проблемы
современной науки.- М.- Компания «Спутник+».- 2009.- № 2, С. 117-151
17. Ситкарёв Г.Т. Законы космической диалектики
//Стратегія розвитку України: Вип. 5. Наукові матеріали VI Міжнародної
науково-практичної конференції “Людина і Космос” /К.: Книжкове вид-во НАУ,
2006.- с. 138-147
18. Ситкарёв Г.Т. Новая теория образования планет, гор и геологических
катастроф, объясняющая многие тайны истории (причины гибели динозавров, потом
мамонтов и возможной гибели некоторых стран) // Актуальные проблемы современной
науки.- М.- Компания «Спутник+».- 2007.- № 2, С. 103-112
19. Ситкарёв Г.Т. Развитие идей К.Э. Циолковского по
созданию космической философии //Вістник Національного технічного
університету України “КПІ”.- К.- 2008.- № 1(22).- С. 75-82
20. Ситкарёв Г.Т. Нужна
диалектическая, а не мнимая математика //Вістник Національного технічного
університету України “КПІ”.- К.- 2006.- № 3(18).- С. 65-71
21. Смирнова Н.А. Фазовое поведение и формы самоорганизации растворов смесей
поверхностно-активных веществ //Успехи химии.- М.:РАН.- 2005.- Том 74, № 2, С.
138-154
22. Спицын В.Н., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия.
Ч.1. /М.: Изд-во МГУ, 1991.- 480 с.
23. Суздалев И.П., Суздалев П.И. Дискретность наноструктур
и критические размеры нанокластеров //Успехи химии.- М.: РАН.- 2006.- Том 75, №
8, С. 715-752
24. Трефилов В.И., Щур Д.В., Тарасов Б.П. и др. Фуллерены
– основа материалов будущего /Киев: ИПМ НАНУ и ИПХФ РАН, 2001.- 148 с.
25.
Филип Ян. Спиновый цикл //В мире науки.- М.: Мир.- 1991, № 12.- С. 24-25
26.
Фролов В.В. Химия. Учеб. пособие для втузов /М.: «Высш. Школа», 1975.- 544 с.
27.
Хаматгалимов
А.Р., Коваленко В.И. Электронная
структура и стабильность высших фуллеренов //Материалы IX международной конференции «Водородное
материаловедение и химия углеродных наноматериалов.- Киев.- AHEU.- 2005.- С. 788-789
28. Химия: Справ. изд. /В. Шретер, К.-Х.
Лаутеншлегер, Х. Бибрак и др.: Пер. с нем.- М.: Химия, 1989.- Пер. изд.: ГДР,
1986.- 648 с.
29. Шипов Г.И. Теория физического вакуума /М.:
НТ-Центр, 1993
30. Шпак А.П., Куницкий Ю.А., Карбовский В.Л.
Кластерные и наноструктурные материалы /Київ:
Академперіодика, 2001, 587 с.
31. Щур Д.В., Матысина З.А., Загинайченко С.Ю. Углеродные
наноматериалы и фазовые превращения в них: Монография.- Днепропетровск: Наука и
образование, 2007.- 680 с.
32. Яцимирский К.Б., Яцимирский В.К. Химическая связь /К.-
Вища школа, 1975, 304 с.
33. Водородная связь /Сб. статей.- М.: Наука, 1964, 340 с.
34. Алфёров Ж.И. Физика и жизнь /М.: СПб: Наука, 2001.- 288
с.
35.
Ситкарёв Г.Т. ГЛОБАЛЬНЫЕ РАБОТЫ по развитию землян как развивающейся
космической цивилизации (Основы науки для XXI века). Монография /Калуга: Полиграф, 2009.- 325 с.
36.
Свойства органических соединений. Справочник /Под ред. А.А. Потехина.- Л.:
Химия, 1984.- 520 с.


12. Подрисуночные
подписи и рисунки
Рис. 1.
Схематическое изображение структуры атома водорода (а), его молекулы в анфас (б)
и сбоку (в), где: 1 – протон, 2 –
электрон, 3 – ось вращения протона (ядра), 4 – ось вращения электрона, 5 –
концентрические сферические линии напряжённости, 6 – радиальные
пространственные линии напряжённости, N и S – полюса вращающихся частиц как магнитов, R – радиус оболочки (сферы) атома, r –
удалённость электрона от оси вращения ядер в молекуле.
Рис. 2.
Схематическое изображение структуры атома гелия в анфас, где: 1 – протон, 2 –
нейтрон, 3 – ось вращения ядра, 4 – условное выделение альфа-частицы скобкой, 5
– концентрические сферические линии напряжённости, 6 – радиальные пространственные
линии напряжённости, N и S – полюса ядра-магнита, R – радиус оболочки (сферы) атома, 1’ и 2’ – номера электронов.
Рис. 3.
Схематическое изображение структуры свободного атома углерода в анфас (а) и сбоку (б) – при расположении валентных электронов в плоскости, проходящей
через ось вращения ядра, с одинаковым удалением электронов друг от друга, и (в) - при расположении валентных
электронов в плоскости, проходящей перпендикулярно этой оси и через центр ядра,
где: 1 – протон, 2 – нейтрон, 3 – ось вращения ядра, 4 – условное выделение
альфа-частицы скобкой, 5 – концентрические сферические линии напряжённости, 6 –
ось вращения электрона, N и S – полюса вращающихся частиц как магнитов, R – радиус оболочки (сферы) атома, r –
удалённость электрона от оси вращения ядра, 1’, 2’,
3’, 4’, 5’, 6’ – номера электронов.
Рис. 4.
Схематическое изображение структуры молекул этилена С2Н4
(а) и метана СН4 (б), где: 1 – ядро углерода; 2 – ядро
водорода; 3 и 4 – оси вращения ядер углерода и водорода; 5 и 6 – оболочки
атомов углерода и водорода; 7 – электроны атома водорода; 8 – совмещённая ось
вращения двух электронов при межэлектронной связи; 1’,
2’, 1”, 2” – невалентные электроны
атомов углерода; 3’, 3”, 4’,
4”, 5’,
5”, 6’,
6” –
валентные электроны атомов углерода; α – угол между валентными электронами в
двухвалентной связи; t – расстояние между электронами в межэлектронной связи;
на рис. 4б оболочки атомов углерода и водорода условно не показаны.
Рис.5. Схематическое изображение структур
атома кислорода (а) и его молекулы О2 (б) в анфас и
сбоку, где: 1’,
2’, 3’ и 1”, 2”, 3” – невалентные электроны
первого и второго атомов в первой невалентной зоне последних; 4’, 5’,
6’ и 4”, 5”, 6” – невалентные электроны
первого и второго атомов во второй невалентной зоне последних; 7’, 8’ и 7”, 8” – валентные электроны первого
и второго атомов; R – радиус оболочки (сферы) атома,
r – удалённость валентных электронов от оси вращения
ядра в молекуле О2, 4 - условное выделение альфа-частицы скобкой, 9
и 10 – оси попарно-совмещённого вращения, соответственно, валентных электронов
и невалентных электронов.
Рис.6. Схематическое
изображение структуры молекул ацетилена С2Н2: 1 и 2 –
ядро и оболочка атома углерода; 3 – ядро водорода; 4 и 5 – оси вращения ядер
углерода и водорода; 6 – невалентные электроны атомов углерода; 7 – валентные
электроны атомов углерода; 8 – электроны атомов водорода; на рис. 7а
электронные оболочки атомов углерода и водорода условно не показаны.
Рис. 7.
Схематическое изображение структуры молекул бензола: (а) – в плоскости
молекулы А-А, (б) – в перпендикулярной ей плоскости С-С, где: 1 и 2 –
ядро и оболочка атомов углерода; 3 и 4 – ядро и оболочка атомов водорода; 5 –
ось вращения ядра углерода; 6 и 7 – невалентные и валентные электроны атомов
углерода; 8 – электроны атомов водорода; 9 – совмещённая ось вращения двух
электронов при межэлектронной связи; 10 – основное кольцо валентных связей; 11
– дополнительное кольцо валентных связей; 12 – схематическое изображение
магнитного поля вокруг невалентного электрона; Rс и Rн –
радиусы оболочек атомов углерода и водорода; 13 – схематическое размещение
свободных атомов, например водорода.
Рис. 8. Схематическое изображение структуры
молекул циклогексана С6Н12: (а) – в плоскости
молекулы А-А, (б) – в перпендикулярной ей плоскости Б-Б, где: 1 и 2 –
ядро и оболочка атомов углерода; 3 и 4 – ядро и оболочка атомов водорода; 5 –
ось вращения ядра углерода; 6 и 7 – невалентные и валентные электроны атомов
углерода; 8 – электроны атомов водорода; 9 – совмещённая ось вращения двух
электронов при межэлектронной связи; 10 – совмещённая ось вращения двух ядер
водорода в водородной паре.
Рис. 9.
Схематическое изображение структуры молекул циклопробутана С4Н6:
(а) – в плоскости молекулы А-А, (б) – в перпендикулярной ей
плоскости Б-Б, где: 1 и 2 – ядро и оболочка атомов углерода; 3 и 4 – ядро и
оболочка атомов водорода; 5 – ось вращения ядра углерода; 6 и 7 – невалентные и
валентные электроны атомов углерода; 8 – электроны атомов водорода; 9 –
совмещённая ось вращения двух электронов при межэлектронной связи; 10 –
совмещённая ось вращения двух ядер водорода в водородной паре.
Рис. 10.
Схематическое изображение структуры молекул воды Н2О в анфас (а)
и сбоку (б), где: 1 и 2 – ядро и оболочка атома кислорода; 3 и 4 – ядро
и оболочка атомов водорода; 5 и 6 – невалентные и валентные электроны атомов
кислорода; 7 – электроны атомов водорода; 8 - ось вращения ядра атома
кислорода; 9 – совмещённая ось вращения двух ядер водорода в водородной паре;
10 – совмещённая ось вращения двух валентных электронов при межэлектронной
связи; 11 – круговая линия расположения невалентных электронов (как граница
невалентной зоны атома).
Рис. 11.
Схематическое изображение структуры молекул пероксида водорода Н2О2,
где: 1 и 2 – ядро и оболочка атомов кислорода, 3 и 4 – ядро и оболочка атомов
водорода, 5 и 6 – валентные электроны атомов кислорода и водорода, 7 -
совмещённая ось вращения двух электронов при их межэлектронной связи, 8 –
круговая линия расположения невалентных электронов в атоме кислорода.
Рис. 12. Схема
дипольной ассоциации двух (а) и трёх (б) молекул воды по
существующей теории.
Рис. 13. Схема
ассоциации двух (а) и четырёх (б) молекул воды с помощью
водородной связи по существующей теории, где: О – атом кислорода, Н – атом
водорода, L1 – длина водородной связи.
Рис. 14. Схема двух
параллельных ассоциаций, полученных каждая из четырёх молекул воды с помощью
водородной связи по предлагаемой теории, где: 1 и 2 – ядро и оболочка атомов
кислорода, 3 и 4 – ядро и оболочка атомов водорода, L1 – длина
водородной связи, L2 – расстояние между параллельно расположенными
ассоциациями молекул воды, 5 – ось водородной связи атомов водорода, L3 –
расстояние между концом ассоциаций молекул воды и прочими молекулами воды.
Рис. 15. Схема молекулы трифелинена С18Н12
Рис. 16. Схема молекулы
коронена С24Н12
Рис. 17. Диаграмма Шлегеля
для молекулы фуллерена С60
Рис. 18. Структура молекулы фуллерена С60