Концентрика системы естественных элементов

Автор: kimsen
Просмотров: 6317
Комментариев: 0
Категория: Наука и Космос
Дата: 6-02-2014, 19:03
Концентрика системы естественных элементов
Концентрика системы естественных элементов

Известно, что Периодический Закон Менделеева универсален, т.е. он «законен» и в Космосе. Тогда универсальна и Периодическая Система Элементов. Но вписывается ли сама Система во Вселенский Порядок (Закон)?
Ким Сен Гук, Мамбетерзина Гульнара, Ким Дилара

Химические элементы обобщены и классифицированы в известном Периодическом Законе Менделеева и широко представлены множеством разнообразных таблиц Периодической Системы Элементов Менделеева. С 1989 года IUPAC рекомендует длинный вариант таблицы с 7-ю строками, 18-ю столбцами. Первая строка содержит только 2 элемента – Водород и Гелий, занимающие крайний левый и крайний правый позиции соответственно. Между ними 16 «пустых мест». Вторая и третья строки содержат по 8 элементов каждая, причем по 2 элемента в начале строк и по 6 элементов в конце строк. Между ними по 10 «пустых мест». 4-я, 5-я, 6-я и 7-я строки полностью заполнены и содержат по 18 элементов каждая. Отдельно, внизу основной таблицы помещается дополнительная таблица с 2-я строками по 14 элементов каждая. Таким образом, вся Периодическая Система имеет 36 «пустых мест» в основной таблице и дополнительную 2-х строчную таблицу с 14-ю элементами каждая.

Можно говорить, что в таблице нет единого, цельного и последовательного представления химических элементов. Имеются и другие вопросы и сомнения. Начиная с названия Закона. Разве Закон может быть периодическим? Конечно, имеется ввиду периодичность функций-свойств от аргумента-порядкового номера (зарядов ядер, чисел протонов, натурального ряда чисел). Но слово «периодический» чаще всего относят к периодичности по времени, или в основном воспринимают как периодичность во времени. Поэтому в самом названии Закона должен быть уточняющий аргумент. Если юридический закон периодический, например, бюджетный, то это временный закон. В конечном счете, все юридические законы временны. Естественный периодический закон годится разве что для описания движения объектов по замкнутой траектории. Но это именно описание, а не Закон. Описание на основе, например, Законов сильного, слабого, электромагнитного, гравитационного взаимодействий. Законы Природы постоянны и вечны как в пространстве, так и во времени, как Законы Сохранения.

Вызывает сомнение положение Водорода в таблице. Почему закон и таблица начинаются с Водорода? Сам Д.И. Менделеев сомневался в этом вопросе, и в течение почти 30 лет пытался как-то вставить эфир. Но первая элементарная частица – электрон была открыта лишь через 29 лет после открытия Менделеевым Периодического закона. С открытием электрона, по-видимому, он догадывался, что вместо эфира должна быть некая элементарная частица. Но не электрон, поскольку он был заряжен и простого вещества образовать не мог. Нейтрон же был открыт через 25 лет после кончины Д.И. Менделеева. Понятно, почему Менделеев не дополнил свою таблицу ни эфиром, ни элементарной частицей.
До 1989 года использовалась короткая форма таблицы Менделеева и Водород долгое время помещали над Фтором, но с открытием сверхпроводимости Водорода его поставили всё же над Литием.

Изначально Периодический Закон Менделеева основывался на гравитационной (инерциальной) массе элементов простых веществ – массе атомов. Только потом, в 30-х годах прошлого столетия осознали периодическую зависимость от заряда ядра – количества протонов. Перешли, таким образом, к «гравитационно-электрической», вернее, «гравитационно-электромагнитной» (на самом деле в природе существует электромагнетизм, а деление на электричество и магнетизм можно отнести к историческим реалиям процесса познания) трактовке Периодического Закона. Но такое положение вещей, точнее, вещества не кажется окончательно верным. Потому что, гравитационная причина (ядра, массы ядер) периодичности вызывает сомнение. Периодичность химических свойств, как известно, определяется периодичностью электронных оболочек атомов, внешними электронными орбиталями, и главным образом, валентными электронами. Можно видеть, что периодичность на самом деле зависит от заряда (количества) электронов атомов.
Очевидно, что суммарный отрицательный заряд электронов в атоме тождественно равен суммарному положительному заряду протонов (электронейтральность элементов). В таком случае переход от заряда протонов к заряду электронов, казалось бы, не должен существенно изменить устоявшийся взгляд на предмет. Но такой пересмотр: во-первых, «гравитационно-электромагнитную» основу сокращает до электромагнитной основы, поскольку гравитация в химических взаимодействиях не играет сколь либо значимой роли (возможно в звездах играет роль, да и то за счет давления, а не массы атомов); во-вторых, точно указывает в качестве причины периодичности именно на электроны во внешних электронных оболочках атомов, поскольку каждое добавление к предыдущему элементу протона сопровождается электронейтрализационным дополнением электрона во внешнюю электронную оболочку. Таким образом, эволюция Закона Менделеева от гравитационного (атомные массы) начала, через промежуточное гравитационно-электромагнитное (протоны) обоснование, до электромагнитного (электроны) осознания может быть вполне закономерной.

Можно перечислять еще вопросы, сомнения, отклонения, но перейдем к попытке разрешить хотя бы часть «неудовлетворённости» от формулировки и изображения этого, как утверждают, универсального Закона Вселенной. Начнем с названия. Представляются более корректными названия: Менделеева Закон Периодичности Свойств Химических Элементов от заряда электронов; таблица Менделеева Системы Химических Элементов, выражающая (соответствующая, иллюстрирующая, представляющая) Менделеева Закон Периодичности Свойств Химических Элементов от заряда электронов.

Но более правильными представляются: Менделеева Закон Периодического Подобия Свойств Химических Элементов от заряда электронов; Менделеева Система Химических Элементов, представляющая Менделеева Закон Периодического Подобия Свойств Химических Элементов от заряда электронов. Это очевидно, поскольку свойства элементов в столбцах главных подгрупп не тождественны, а подобны.

Свойства какого-либо построения задаются (определяются, порождаются) самим построением, целью построения. Ведь отличаются свойства сооружений для жилья (высотки с квартирами), для работы (высотки с офисами и небольшими производствами), для выживания (глубинные бункеры). В случае с химическими элементами, как известно, целью и результатом построения были обобщение и классификация множества и многообразия химических элементов. Важным следствием такого построения является прогнозирование еще не обнаруженных или не синтезированных элементов.
В представляемом построении, с целью (в жертву) сокращения некоторых сомнений, «отсекаются» (ограничиваются) «ожидания», ожидаемые функции, в том числе общая «визуализация» периодичности подобия свойств. Цель построения – единая, последовательная и цельная система элементов простых веществ, вещества Вселенной (для краткости, Система Естественных Элементов).

Всякое обобщение и классификация множества объектов, как известно, проводится на основе некоего свойства или закономерности или поведения, …, свойственных каждому элементу множества и всему множеству. К примеру, систематизация и классификация биологических объектов проведена на основе способа размножения. В данном случае, коль скоро речь идет о веществе Вселенной, следует выделить некую общую закономерность в «поведении» объектов Вселенной.

Всеобщей закономерностью в поведении объектов Вселенной (небесных тел, планет, звезд, галактик, микрочастиц, макротел, метеоров, астероидов, комет) видится некая концентрика: концентричность орбит спутников вокруг планет, концентричность орбит планет вокруг звезд, концентричность орбит звезд вокруг центров Галактик. «Взгляд на Вселенную из очень удаленной точки» выявил бы концентричность орбит галактик вокруг центра Вселенной. Итак, существует общая закономерность концентрического устройства орбит небесных тел и систем во Вселенной. Не только макротел, но и микрочастиц, и элементарных частиц (планетарная модель атома, оболочечная модель ядра атома,…). Более того, концентрическому порядку подвержены и биологические, и социальные системы от колоний до стад и стай; от семьи до религиозно-идеологических конфессий и светских государств: королевы-матки в муравьиных и пчелиных колониях; вожаки стад и стай; матери (отцы) семей; вожди родов, племен; папа, патриархи, муфтии, далай-лама, …; монархи, председатели, генеральные секретари, президенты, … . Существует и действует некий Мировой Порядок или Закон Концентрики на Земле, в ближнем Космосе, во Вселенной – во всем, везде и всегда.

По-видимому, следует говорить не о Вселенском Законе Концентрики, а о Вселенском Порядке Концентрики. Любой Порядок является следствием (результатом) более основательной (фундаментальной) сущности. В качестве такой сущности может быть Центральность (опять же Концентрика) сил взаимодействия – фундаментальных: гравитационного, электромагнитного, сильного и слабого. В ядрах атомов преимущественно сильного и слабого, в веществах преимущественно электромагнитного, в небесных телах и системах преимущественно гравитационного. Поскольку причина Центральности (Концентрики) сил фундаментальных взаимодействий не ясна (как известно, просто видим эмпирические факты и принимаем: гравитационное только притяжение; электромагнитное – и притяжение, и отталкивание; ядерное – и притяжение, вплоть до прилипания, и отталкивание, включая «взрывное»), то и на этом этапе нет возможности установить первичность Закона или Порядка. Поэтому их можно использовать как синонимы.

Закон Концентрики действует не только в устоявшихся состояниях (планеты вращаются вокруг солнца миллиарды лет, изолированный атом водорода с единственным орбитальным электроном стабилен, т.е. может существовать бесконечно долго,…), но и в процессах (волны концентрически разбегаются от брошенного камня на поверхность воды, ударные волны концентрически распространяются от точки взрыва бомбы в воздухе, свет от источника распространяется концентрически, информация от источника разносится концентрически, …, Вселенная концентрически расширяется с момента и точки Большого Взрыва). И во всех проявлениях Вселенского Закона (Порядка) Концентрики важнейшую (незаменимую) роль играет центр (точка, ось) Концентрики.

В случае системы химических элементов имеется неразрешимая проблема – проблема центра Концентрики. Нет элемента, который можно было бы «установить» в центре концентрического множества из замкнутых колец подмножеств химических элементов, так чтобы выполнялся обязательный принцип круговой симметрии для концентрического распределения всего множества химических элементов. Водород, под номером 1 не годится в роли центрального элемента. Причина в том, что первое кольцо от центра будет содержать только один элемент, и он не уравновесится симметричным элементом. В результате, необходимая для концентричности круговая симметрия нарушается уже в первом кольце, и множество элементов будет «разбегаться» по спирали. Вообще, если в натуральном ряде чисел с единичным шагом (единичный заряд протона, вернее электрона) последовательно переходить от предыдущего числа к последующему по регулярно кривой от центра 1 во вне, то получится монотонно расходящаяся спиральная траектория наращивания. Это противоречит Закону Концентрики, взятого за основу настоящей систематизации элементов простых веществ.

Преодоление проблемы видится только в том, чтобы множество элементов простых веществ описывалось не натуральным рядом чисел, а рядом положительных целых чисел, т.е. множество m = 1,2,3,…,118 химических элементов должно быть заменено множеством k = 0,1,2,3,…,118 естественных элементов. Множество k естественных элементов отличается от множества m химических элементов только начальным нулевым элементом.

Что же может занять место нулевого элемента? Подходящими «претендентами» на нулевое место во множестве естественных элементов вещества Вселенной могут быть нуклоны – нейтрон и протон, поскольку они являются преобладающими массовыми составляющими всех химических элементов. Но обладают ли они необходимыми признаками, свойствами элементов простых веществ? Во всех химических элементах и веществах, кроме чисто водородного, нейтроны и протоны содержатся в качестве обязательных компонентов ядер. Со всеми химическими элементами нейтроны и протоны взаимодействует с образованием изотопов – реально и в больших количествах существующих простых веществ. Время жизни свободного нейтрона составляет 16 минут, что гораздо больше, чем у синтезируемых в последнее время новых химических элементов, а протон – стабильная частица. Но могут ли существовать простые нейтронные и протонные вещества?

Существуют нейтронные звезды, но нет сведений о существовании протонных «простых веществ» или небесных тел. Следовательно, нейтрон обладает «преимущественным правом» занять нулевое место во множестве естественных элементов.

Нулевое (определенно главное, поскольку централизующее) место во множестве естественных элементов, которое займет нейтрон, налагает на него «исключительную миссию». «Миссию» зарождения и поддержания долгого (вечного) существования Вселенной. Эволюционировала бы Вселенная до нынешнего состояния, если бы она начиналась с нейтронов?

Предположим, Большой Взрыв был нейтронным взрывом, т.е. в каком-то моменте после Большого Взрыва во вселенной были только нейтроны. Через некоторое время, возможно, через 16 минут все нейтроны распались на протоны, электроны и электронные антинейтрино по Закону распада нейтронов. Электронные антинейтрино покидают точки распада с субсветовой скоростью, а протоны и электроны «кулонно» образовывают атомы водорода. Атомы водорода соединяются в молекулы водорода, и Вселенная становится водородной. Скопления водородного газа сжимаются гравитацией в звезды, внутри которых создаются условия для синтеза дейтерия, трития. Выделяющаяся ядерная энергия создает условия для синтеза гелия, и для образования последующих естественных элементов. Таким образом, «исходя» из нейтронов, Вселенная вполне может эволюционировать до нынешнего состояния.

Возможно ли подобное с протонами? По аналогии, пусть произошел Большой Взрыв протонами. Протоны – стабильные частицы, к тому же электрически заряженные. Они будут «кулонно» удаляться друг от друга, и эволюция протовселенной застыла бы только на немыслимой колоссально заряженной «Протоновселенной». Таким образом, на нулевом месте в системе естественных элементов может быть только Нейтрон.
Ниже на рисунке, вернее, фотографии рисунка представлена концентрическая система естественных элементов. В центре системы на нулевой позиции Нейтрон (серый круг).

Первое кольцо содержит только 2 элемента: 1-ый – Водород, 2-ой – Гелий (красные круги).
Второе кольцо содержит 8 элементов: 3-й – Литий, 4-й – Бериллий (красные круги); 5-й – Бор, …, 10-й – Неон (оранжевые круги);
Третье кольцо состоит из: 11-й – Натрий, 12-й – Магний (красные круги); 13-й – Алюминий, …18-й – Аргон (оранжевые круги).
4-ое кольцо состоит из: 19-й – Калий, 20-й – Кальций (красные круги); 21-й – Скандий, …, 30-й – Цинк (голубые круги); 31-й – Галлий, …, 36-й – Криптон (оранжевые круги).
5-е кольцо состоит из: 37-й – Рубидий, 38-й – Стронций (красные круги); 39-й – Иттрий, …, 48-й – Кадмий (голубые круги); 49-й – Индий, …, 54-й – Ксенон (оранжевые круги).
6-е кольцо состоит из: 55-й – Цезий, 56-й – Барий (красные круги); 57-й – Лантан, …, 71-й – Лютеций (зеленые круги); 72-й – Гафний, …, 80-й – Ртуть (голубые круги); 81-й – Таллий, …, 86-й – Радон (оранжевые круги).
7-е кольцо содержит: 87-й – Франций, 88-й – Радий (красные круги); 89-й – Актиний, …, 103-й – Лоуренсий (зеленые круги); 104-й – Резерфордий, …, 112-й – Коперниций (голубые круги); 113-й – Унунтрий, …, 118-й – Унуноктий (оранжевые круги).

В центре концентрики расположено «нулевое кольцо» Нейтрона. Этот центр или нуль-кольцо, точнее нуль-элемент Нейтрон является основополагающим началом всей концентрики системы элементов вещества Вселенной. Его можно назвать 0-Периодом всей Естественной Системы Элементов.
Далее располагается 1-й (двухэлементный) Период(кольцо) с элементами: Водород и Гелий.
Затем 2-й (восьмиэлементный) Период с элементами: Литий, Бериллий, Бор, Углерод, Азот, Кислород, Фтор и Неон.
Затем 3-й (восьмиэлементный) Период с элементами: Натрий, Магний, Алюминий, Кремний, Фосфор, Сера, Хлор, Аргон.
Далее 4-й (восемнадцатиэлементный) Период с элементами по кругу (кольцу) от Калия до Криптона.
Затем 5-й (восемнадцатиэлементный) Период с элементами по кругу от Рубидия до Ксенона.
Далее 6-й (тридцатидвухэлементный) Период с элементами по кругу от Цезия до Радона.
Затем 7-й (тридцатидвухэлементный) Период с элементами по кругу от Франция до Унуноктия.

Всего 8 Периодов с 0-Периодом. Нумерация остальных периодов такая же, как в таблице Менделеева. Все кольца-периоды концентричны относительно 0-Периода, точнее 0-элемента Нейтрона.

Все красные круги – s-элементы. Соответственно: оранжевые – p-элементы, голубые – d-элементы, зеленые – f-элементы. Все элементы группируются по неким своецветным областям. Только группа от Лития до Франция располагается по четкой прямой – радиусу всей концентрики. В слегка зигзагообразную линию располагаются от неё слева: Бериллий, Магний, Кальций, Стронций, Барий, Радий; и справа: Неон, Аргон, Криптон, Ксенон, Радон, Унуноктий. Остальные элементы радиальную группированность не показывают. Это и есть та «жертва», которой «оплатили» единность, последовательность и цельность системы естественных элементов, о которой упоминалось выше. Тем не менее, прогнозирующая роль в какой то мере (по периодам-кольцам) сохраняется. К примеру, еще пустые места 113, 117, 118 со временем обязательно заполнятся достойными названиями соответствующих элементов.

Нейтрон нулевого периода с нулевой электронной оболочкой является «родоначальником» всей системы естественных элементов. Водород и Гелий первого круга-периода с единственной s-электронной оболочкой являются исключительными элементами. Водород является «родоначальником» всей системы химических элементов. Гелий является «родоначальником» благородных элементов, но сам представляет единственный инертный элемент, т.е. элемент, не вступающий в химические реакции с другими элементами. Литий второго круга-периода является типозадающим щелочным элементом для всех остальных кругов-периодов. Бериллий, этого же круга-периода является типозадающим щелочноземельным элементом для всех остальных кругов-периодов. Бор, Углерод, Азот, Кислород, Фтор и Неон задают соответствующие типы «оранжевых» p-элементов для всех остальных кругов-периодов. Скандий, Иттрий, Гафний и Резерфордий задают соответствующие типы d-элементов в 4-м, 5-м, 6-м и 7-м кругах-периодах. Лантан и Актиний задают соответствующие типы f-элементов в 6-м и 7-м кругах-периодах.

Концентрика системы естественных элементов


Таким образом, Закон Концентрики всего, везде и всегда распространяется и на Систему Естественных Элементов вещественной Вселенной.

Научно-популярное онлайн издание "Меганаука"