Таблицы атомов

Периодическая таблица химических элементов 

 

Если мы обратим внимание в суть причины вещей нас окружающих, то можно убедиться, что каждая частица в каком бы только она не была состоянии, она взаимодействует со всеми остальными частицами и явлениями всей нашей Вселенной одновременно.

 Нам необходимо допустить, что Вселенная имела, имеет и будет иметь Универсальную Среду (УС) со всем её содержимым. Это Универсальная Среда находится всегда, в разных состояниях в виде симметрии всех явлений. Нарушение этой симметрии, привела бы разрыву структуры этой Универсальной Среды, образуя новое содержимое (от самых малых частиц до галактик), восстанавливая и создавая новые симметрии.

В разные время для обозначения этой Универсальной Среды (УС) использовались различные термины такие как «эфир», «пространство-время», «космос», «вакуум», «вселенная».

Эфир (светоносный эфир), это гипотетическая всепроникающая среда, колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны  (в том числе как видимый свет). Концепция светоносного эфира была выдвинута в XVII веке Рене Декартом  и получила подробное обоснование в XIX веке в рамках волновой оптики  и электромагнитной теории Максвелла. Эфир рассматривался также как материальный аналог ньютоновского абсолютного пространства. Существовали и другие варианты теории эфира.

В конце XIX века в теории эфира возникли «непреодолимые трудности», вынудившие физиков отказаться от понятия эфира и признать электромагнитное поле самодостаточным физическим объектом, не нуждающимся в дополнительном носителе. Абсолютное пространство было упразднено специальной теорией относительности.

В сентябре 1905 г. Альберт Эйнштейн публикует свою знаменитую работу «К электродинамике движущихся тел». Несмотря на «электродинамическое» название, работа Эйнштейна существенно отличалась по своему характеру от работ Пуанкаре и Лоренца. Она была проста в математическом плане и содержала пересмотр физических представлений о пространстве и времени. В её первом разделе Эйнштейн рассматривает процедуру синхронизации двух часов и пишет:

Дальнейшие соображения опираются на принцип относительности и на принцип постоянства скорости света. Мы определяем оба принципа следующим образом:

1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к какой из двух координатных систем, находящихся относительно друг друга в равномерном поступательном движении, эти изменения состояния относятся.

2. Каждый луч света движется в покоящейся системе координат с определенной скоростью υ независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом.

Эти две предпосылки, писал сам Эйнштейн, вполне достаточны для того, чтобы построить простую, свободную от противоречий электродинамику движущихся сред, в которой будут излишними понятие эфира, абсолютного пространства и абсолютного времени.

Тем самым веселый человек Эйнштейн, который знаменит своими цитатами, сам себе поставил капкан, от этого капкана в последующей жизни он уже не мог освободиться. 

Экспериментальной основой этих двух принципов Эйнштейна был эксперимент Майкельсона-Морли.

Эксперимент Майкельсона-Морли ставился с целью обнаружить среду "светоносный эфир", с которой можно было бы связать абсолютную систему отсчета, которая должна оставаться в покое относительно всего движущегося. Экспериментом эта абсолютная система отсчета не была обнаружена. Но этот отрицательный результат послужил основанием для утверждения, что направление и скорость движения тел относительно «мирового эфира» обнаружить невозможно и не более. Эксперимент Майкельсона-Морли, являясь экспериментальной основой этих двух принципов Эйнштейна, им же и противоречит. Так как специальная теория относительности Эйнштейна предполагает системы отсчета, движущиеся друг относительно к другу, а опыт этого не предполагает. В опыте источник и наблюдатель находятся в одной системе, которая движется только относительно предполагаемой абсолютной системы отсчета «светоносного эфира».

Отказ от понятия эфира, а именно эта работа Эйнштейна фактически была направлена против труда Д. И. Менделеева «Попытка химического понимания мирового эфира» апрель 1902 года (опубликовано на английском языке в 1904 году, на русском  в 1905 году). Этот отказ от понятия эфира привело полной деградации фундаментальной науки на целый век. Ученые физики всего мира, до сих пор сверяют часы на палке Эйнштейна. 

В марте 1869 года был прочтён знаменитый доклад Д. И. Менделеева «Соотношение свойств с атомным весом элементов» на заседании Русского химического общества и вскоре опубликован в «Журнале Русского физико-химического общества». В том же году это сообщение на немецком языке появилось в журнале «Zeitschrift für Chemie», а в 1872 году в журнале «Annalen der Chemie und Pharmacie» была осуществлена развёрнутая публикация Д. И. Менделеева, посвящённая его открытию — «Die periodische Gesetzmässigkeit der Elemente» (Периодическая закономерность химических элементов). В этой работе, датированной августом 1871 года.

Отдельные учёные в ряде стран, особенно в Германии, соавтором открытия считают Лотара Мейера. Существенное различие этих систем заключается в том, что таблица Л. Мейера — это один из вариантов классификации известных к тому времени химических элементов. Выявленная Д. И. Менделеевым периодичность, это система, которая дала понимание закономерности, позволившей определить место в ней элементов, неизвестных в то время, предсказать не только существование, но и дать их характеристики.

В 1869 году, когда Менделеев создавал свою таблицу химических элементов, известно было всего 63 химических элемента, в настоящее время их уже стало 118 химических элемента. Он в этой таблице обозначил четыре ячейки вопросительными знаками, скоро эти предсказанные химические элементы были открыты (2145Se Скандий, 3169Ga Галлий, 3274Ge Германий и 72178Hg Гафний) и он эти ячейки заполнил.

 

Вот как он об этом писал в своем труде «Попытки химического понимания мирового эфира»: 

 “Когда я прилагал периодический закон к аналогам бора, алюминия и кремния, я был на 33 года моложе, во мне жила полная уверенность, что рано или поздно предвидимое должно непременно оправдаться, потому что мне всё там было ясно видно. Оправдание пришло скорее, чем я мог надеяться. Теперь же у меня нет ни прежней ясности, ни бывшей уверенности. Тогда я не рисковал, теперь рискую. На это надобна решимость. Она пришла, когда я видел радиоактивные явления, как объяснено в конце статьи, и когда я сознал, что откладывать мне уже невозможно и что, быть может, мои несовершённые мысли наведут кого-нибудь на путь более верный, чем тот возможный, какой представляется моему слабеющему зрению”.

Сам Д. И. Менделеев считал периодическую закономерность химических элементов, создала сама природа, а он только открыл эту закономерность. Он после открытия периодической закономерности химических элементов до конца своей жизни вынашивал идею связать периодическую закономерность химических элементов со структурой эфира (Универсальной средой) Вселенной. 

Свои взгляды в заключительной части труда «Попытка химического понимания мирового эфира» Д. И. Менделеев пишет:

“Уже с 70-х годов у меня назойливо засел вопрос: да что же такое эфир в химическом смысле? Он тесно связан с периодическою системою элементов, ею и возбудился во мне, но только ныне я решаюсь говорить об этом. Сперва и я полагал, что эфир есть сумма разреженнейших газов в предельном состоянии. Опыты велись мною при малых давлениях – для получения намёков на ответ. Но я молчал, потому что не удовлетворялся тем, что предоставлялось при первых опытах. Теперешний мой ответ иной, он тоже не вполне удовлетворяет меня. И я бы охотно ещё помолчал, но у меня уже нет впереди годов для размышления и нет возможностей для продолжения опытных попыток, а потому решаюсь изложить предмет в его незрелом виде, полагая, что замалчивать – тоже неладно”.

В 1894 г. шотландский химик проф. Уильям Рамзай и лорд Релей , открывают в воздухе 1840Ar Aргон. Первое публичное заявление о своём открытии Рамзай и Рэлей сделали 13 августа 1894 в Оксфорде на заседании Британской ассоциации, однако научное сообщество критически отнеслось к их докладу. В течение полугода ученые дорабатывали и проверяли свои исследования и окончательно объявили об открытии аргона 31 января 1895 в Лондонском университете на собрании Королевского общества, а 28 марта 1895 года вышла научная публикация «Аргон - новая составная часть атмосферы».

 

 

Рамзай предсказал существование других инертных газов и вёл активную работу по их поиску и выделению. Опыты с минералом клевеитом привели его к открытию химического элемента 24He Гелий в марте 1895 года, о чём появляется сообщение „Helium, a constituent of certain minerals“. А уже через три года на заседании Королевского общества Рамзай объявил об открытии химического элемента36 84Kr Криптон. Летом этого же года им открыты химические элементы  1020Ne Неон  54132Xe Ксенон.

В 1900 году Дмитрий Иванович Менделеев и Уильям Рамзай пришли к выводу о необходимости включения в периодическую систему элементов особой, нулевой группы благородных газов.

 

Все химические элементы открытые Рамзаем хорошо вписались в таблицу Менделеева. Менделеев их назвал инертными и поместил в новую группу (нулевую) химических элементов. По этому поводу Менделеев в своем труде «Попытка химического понимания мирового эфира» пишет:

“

 

“Для этих пяти газов до сих пор не получено никаких сложных соединений, хотя в них ясно развита способность сжижаться и растворяться, то есть образовать так называемые неопределённые, столь легко диссоциирующие, соединения. Поэтому ныне, с реальной точки зрения, уже смело можно признавать вещество эфира лишённым – при способности проникать все вещества – способности образовать с обычными химическими атомами какие-либо стойкие химические соединения. Следовательно, мировой эфир можно представить, подобно гелию и аргону, газом, не способным к химическим соединениям.”

Идею Менделеева мы наблюдаем и сегодня это, основные ядерные реакции (синтеза и распада) протекают с выделением или образованием этих инертных химических элементов. Также он пишет:

“Дальнейшие стороны моей попытки – понять природу эфира – так тесно связаны с гелием, аргоном и их аналогами и с периодическою системою элементов, что мне ранее, чем идти вперёд, необходимо особо остановиться над этими предметами и их взаимною связью.

. Но когда она утвердилась, можно на это решиться, и то, что дальше будет сказано об эфире, как элементе, гораздо более лёгком, чем водород, составляет такое экстраполирование. Решимость моя, при той осторожности, какая должна быть свойственна всякому деятелю науки, определяется двумя соображениями. Во-первых, я думаю, что откладывать – по старости лет – мне уже нельзя. А, во-вторых, за последнее время стали много и часто говорить о раздроблении атомов на более мелкие электроны, а мне кажется, что такое дробление должно считать не столько метафизическим, сколько метахимическим представлением, вытекающим из отсутствия каких-либо определённых соображений, касающихся химизма эфира. И мне захотелось на место каких-то смутных идей поставить более реальное представление о химической природе эфира, так как, пока что-нибудь не покажет либо превращения обычного вещества в эфир и обратно, либо превращения одного элемента в другой, всякое представление о дроблении атомов должно считать, по моему мнению, противоречащим современной научной дисциплине. А те явления, в которых признаётся дробление атомов, могут быть понимаемы, как выделение атомов эфира, всюду проникающего и признаваемого всеми. Словом, мне кажется, хотя рискованным, но своевременным говорить о химической природе эфира, тем более что, сколько мне известно, об этом предмете ещё никто не говорил более или менее определённо”.

Большую часть своего труда «Попытка химического понимания мирового эфира» Менделеев посвящает строению атомов. Он представлял атомы состоящими из частиц эфира (пространства и времени) по аналогии современным частицам электрон е и нейтрино v. В этом он опередил время, коллайдеров тогда не было, хотя и в настоящее время частица нейтрино v не обнаружена. Он твердо верил, что эту частицу нужно искать в эфире (в универсальной среде). Вот что пишет Менделеев по этому поводу:

“Сводя вышесказанное о группе аргоновых элементов, должно, прежде всего, видеть, что такой нулевой группы, какая им соответствует, невозможно было предвидеть притом состоянии знаний, какое было при установке в 1869 году периодической системы, и хотя у меня мелькали мысли о том, что раньше водорода можно ждать элементов, обладающих атомным весом менее 1, но я не решался высказываться в этом смысле по причине гадательности предположения и особенно потому, что тогда я остерегся испортить впечатление предполагавшейся новой системы, если её появление будет сопровождаться такими предположениями, как об элементах легчайших, чем водород. Да притом в те времена мало кто интересовался природою эфира, и к нему не относили электрических явлений, что, в сущности, и придало эфиру особый и новый интерес. Теперь же, когда стало не подлежать ни малейшему сомнению, что пред той I группой, в которой должно помещать водород, существует нулевая группа, представители которой имеют веса атомов меньшие, чем у элементов I группы, мне кажется невозможным отрицать существование элементов более лёгких, чем водород. Из них обратим внимание сперва на элемент 1-го ряда 0-й группы. Его означим через y. Ему, очевидно, будут принадлежать коренные свойства аргоновых газов”.

Чтобы находить плотности предполагаемых химических элементов в своей таблице Менделеев приводит таблицу плотности «Удельные объемы простых тел» (Основы химии, изд. 3, ч. 2, СП6). В труде «Попытка химического понимания мирового эфира» по этому поводу пишет:

“Оставаясь на реальной почве, я решался предсказывать не только существование неизвестных элементов в среде известных, но и их свойства, как химические, так и физические, для них самих в свободном состоянии (простых тел) и для их соединений. Это, как известно, оправдалось последующими открытиями: галлия – Лекоком де Боабодраном, скандия – Нильсоном и, блистательнее всего, германия – Клементом  Винклером, моим (ныне уже скончавшимся) хорошим другом и научным собратом. Предсказания эти были, по существу, тем, что называется в математике интерполированием, то есть нахождением, промежуточных точек на основании крайних, когда известен закон (или направление кривой, его выражающей), по которому точки следуют друг за другом. Поэтому оправдание предсказанного есть не что иное, как способ утверждения законности, и, следовательно, теперь можно смело полагаться на то, что в 1869–1871 гг. было только вероятным, и уверенно признавать, что химические элементы и их соединения находятся в периодической зависимости от атомных весов элементов. Экстраполировать, то есть находить точки вне пределов известного, нельзя было на основании ещё неупрощенной законности”.

Развивая в 1869—1871 годах идеи периодичности, Д. И. Менделеев ввел понятие о месте элемента в периодической системе как совокупности его свойств в сопоставлении со свойствами других элементов. На этой основе, в частности, опираясь на результаты изучения последовательности изменения стеклообразующих оксидов, исправил значения атомных масс 9 элементов (бериллия, индия, урана и др.). В статье, датированной 29 ноября 1870 года (11 декабря 1870 года) предсказал существование, вычислил атомные массы и описал свойства трёх ещё не открытых тогда химических элементов — «экаалюминия» — галлий (открыт в 1875 году), «экабора» —21 45Sc Скандий (открыт в 1879 году), «экасилиция» —  32 Ge Германий (открыт в 1885 году) и 72178Hg Гафний.  Затем предсказал существование ещё восьми элементов, в том числе «двителлура» — 84Po Полоний (открыт в 1898 году), «экаиода» — 85 At Астат (открыт в 1942—1943 годах), «экамарганца» — 43 Tc Технеций (открыт в 1937 году), «двимарганца»  — 75 Re Рений (открыт в 1925 году), «экацезия» —87 Fr Франций (открыт в 1939 году).

 

 

 

Для наглядности построим график плотности химических элементов по данным на таблице.

На графике мы отчетливо видим периодичность химических элементов это: 

• пять групп элементов одинаковые по силуэту, которые составляют ряды в таблице (группы по горизонтали);

• графически интерполируя, можем выделить восемь групп (группы по вертикали);

• по химическим свойствам можем выделить пять групп  (основная группа, группа скандий, группа иттрий, группа тулий, группа лантан и переходная группа).

 

 Как видим на графике для всех этих групп соблюдается один общии признак, а именно периодичность.

Для наглядности построим полную таблицу плотности химических элементов с атомами наиболее стабильных изотопов, также к нему и график.

График плотности химических элементов

 

По методу Д. И. Менделеева графически экстраполируя, можем определить примерное значение плотности химических элементов №№ с 101 по 118.

 

Для интерполяции необходимо было знать точные значения плотности каждого химического элемента, их очень много более 1500, в основном это изотопы и еще все химические элементы имеют различные аллотропные модификации. Например, 12С Углерод имеет различные аллотропные модификации: алмаз, графит, карбон, нанотрубки.

Таблица периодического закона химических элементов Д. И. Менделеева, это классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов, открытого в 1869 году. Таблица разработана Менделеевым в 1869 - 1907 годах и устанавливал зависимость свойств элементов от их атомного веса (в современных терминах, от атомной массы). Всего предложено несколько сотен вариантов изображения периодической системы (аналитические кривые, таблицы, геометрические фигуры и т. п.). В современном варианте системы предполагается сведение элементов в двумерную таблицу, в которой каждый столбец (группа) определяет основные физико-химические свойства, а строки представляют собой периоды, в определённой мере подобные друг другу.

 

 

Короткая форма таблицы, содержащая восемь групп элементов, была официально отменена ИЮПАК в 1989 году. Несмотря на рекомендацию использовать длинную форму, короткая форма продолжает приводиться в большом числе российских справочников и пособий и после этого времени. Из современной иностранной литературы короткая форма исключена полностью, вместо неё используется длинная форма. Такую ситуацию некоторые исследователи связывают, в том числе с кажущейся рациональной компактностью короткой формы таблицы, а также с инерцией, стереотипностью мышления и невосприятием современной (международной) информации.

 

 

В 1970 году Теодор Сиборг предложил расширенную периодическую таблицу элементов. Нильсом Бором разрабатывалась лестничная (пирамидальная) форма периодической системы. Существует и множество других, редко или вовсе не используемых, но весьма оригинальных, способов графического отображения Периодического закона. Сегодня существуют несколько сотен вариантов таблицы, при этом ученые предлагают всё новые варианты.

Наиболее распространенными являются 3 формы таблицы Менделеева: «короткая» (короткопериодная), «длинная» (длиннопериодная) и «сверхдлинная». В «сверхдлинном» варианте каждый период занимает ровно одну строчку. В «длинном» варианте лантаноиды и актиноиды вынесены из общей таблицы, делая её более компактной. В «короткой» форме записи, в дополнение к этому, четвёртый и последующие периоды занимают по 2 строчки; символы элементов главных и побочных подгрупп выравниваются относительно разных краев клеток. Водород иногда помещают в 7-ю («короткая» форма) или 17-ю («длинная» форма) группу таблицы.

Выше приведения длиннопериодная форма таблицы  утвержден Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC) в качестве основного.

Всего же за последние 50 лет Периодическая таблица Д.И.Менделеева пополнилась 17-ю новыми элементами (с 102-го по 118-й), 9 из которых были синтезированы в Объединенном институте ядерных исследований в подмосковной Дубне.

Д. И. Менделеев опубликовал свою первую схему периодической таблицы в 1869 году в статье «Соотношение свойств с атомным весом элементов» (в журнале Русского химического общества); еще ранее (февраль 1869 г.) научное извещение об открытии было им разослано ведущим химикам мира. Прообразом периодической системы элементов стала таблица, составленная Менделеевым 17 февраля 1869 года (1 марта 1869 года) и озаглавленная «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». И только в декабре выходит работа немецкого химика Мейера, который изменил своё решение в пользу мысли Д. И. Менделеева и в зарубежной литературе считается либо «одним из первооткрывателей», либо «независимо от Менделеева опубликовавшим этот периодический закон». Однако Л. Мейер в своих исследованиях не пошёл дальше расстановки части (28 из 63) открытых на тот момент элементов в сплошной ряд и периодического закона не сформулировал вообще. В то время как Д. И. Менделеев в своей таблице оставил несколько свободных мест и предсказал ряд фундаментальных свойств ещё не открытых элементов и само их существование, а также свойства их соединений (экабор, экаалюминий, экасилиций, экамарганец - соответственно, скандий, галлий, германий, технеций). Некоторые элементы, а именно, бериллий, индий, уран, торий, церий, титан, иттрий — имели на момент работы Менделеева неправильно определенный атомный вес, и Менделеев делает для них исправление атомного веса на основании открытого им периодического закона. Этого не могли сделать ни Деберейнер, ни Мейер, ни Ньюлендс, ни де Шанкуртуа.

Электролитическая диссоциация, это  процесс поляризации молекул электролита на отдельные молекулы при его растворении.

Диссоциация на поляризованные молекулы в растворах происходит вследствие взаимодействия растворенного вещества с растворителем; по данным спектроскопических методов, это взаимодействие носит в значительной мере химический характер. 

Согласно теории электролитической диссоциации, соли, кислоты, растворяясь в воде, полностью или частично распадаются на поляризованные молекулы.

Вещества, диссоциирующие на поляризованные молекулы в растворах, называют электролитами. Растворяясь в воде электролиты,  приобретают способность проводить электрический ток, т.к. в растворе появляются цепи из поляризованных молекул, состоящих из положительно и отрицательно заряженных атомов, которые являются носителями электрического заряда.  Согласно этой теории, при растворении в воде электролиты распадаются (диссоциируют) на поляризованные молекулы в которых имеются положительно и отрицательно заряженные ионы. Положительно заряженные ионы называют катионами; к ним относятся, например, ионы водорода и металлов. Отрицательно заряженные ионы называются анионами; к ним принадлежат ионы кислотных остатков и гидроксиды - ионы.

 

Кристаллические вещества характеризуются правильным расположением тех частиц, из которых они состоят: атомов, молекул и ионов — в строго определенных точках пространства. При соединении этих точек прямыми линиями образуется пространственный каркас, называемый кристаллической решеткой. Точки, в которых размещены частицы кристалла, называют узлами решетки. В зависимости от типа частиц, расположенных в узлах кристаллической решетки, и характера связи между ними, различают четыре типа кристаллических решеток: ионные, атомные, молекулярные и металлические.

Ионными называют кристаллические решетки, в узлах которых находятся ионы. Их образуют вещества с ионной связью, которой могут быть связаны как простые ионы Na+, Cl—, так и сложные SO42- , OH—. Следовательно, ионными кристаллическими решетками обладают соли, некоторые оксиды и гидроксиды металлов. Например, кристалл хлорида натрия построен из чередующихся положительных ионов Na+ и отрицательных Cl—, образующих решетку в форме куба. Связи между ионами в таком кристалле очень устойчивы. Поэтому вещества с ионной решеткой отличаются сравнительно высокой твердостью и прочностью, они тугоплавки и нелетучие.

 

Каждый ион натрия Na+и хлора Cl— в узлах кубической кристаллической решетки, образует по шесть ионных связей, значит в узлах надо предполагать столько же атомов. Ионы этих атомов противоположно заряжены и притягиваются электромагнитными силами. В этом случае все ионы должны коллапсировать, чего нельзя допустить.

Молекулы с ионами Na+ Натрия и Cl--Хлора в узлах ромбической кристаллической решетки образуют одну ионную связь.

Ионные связи молекул в узлах ромбической решетки, это векторная величина, т. к. ионы имеют спин и они отталкиваются на величину размера электронного поля ПВ (Универсальной среды). 

Молекулярными называют кристаллические решётки, в узлах которых располагаются молекулы . Химические связи в них ковалентные, как полярные, так и неполярные. Связи в молекулах прочные, но между молекулами связи не прочные.

Вещества имеют малую твердость, плавятся при низкой температуре, летучие, при обычных условиях находятся в газообразном или жидком состоянии

Металлическими называют решётки, в узлах которых находятся молекулы металла, предположительно решетки металлов должны иметь кубическую структуру. 

Для металлов характерны физические свойства: пластичность, ковкость, металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность. 

 Все металлы, затвердевающие в нормальных условиях, представляют собой кристаллические вещества, то есть укладка молекул в них характеризуется определенным порядком – периодичностью, как по различным направлениям, так и по различным плоскостям. Этот порядок определяется понятием кристаллическая решетка. Другими словами, кристаллическая решетка это воображаемая пространственная решетка, в узлах которой располагаются молекулы, образующие твердое тело.

Элементарная ячейка – элемент объема из минимального числа атомов, многократным переносом которого в пространстве можно построить весь кристалл. Элементарная ячейка характеризует особенности строения кристалла металлов.

Свойства материалов зависят от природы атомов, из которых они со­стоят, и силы взаимодействия между ними. Аморфные материалы характе­ризуются хаотическим расположением атомов. Поэтому свойства их в различных направлениях одинаковы, или, другими словами, аморфные материалы изотропны. В кристаллических материалах расстояния между ато­мами в разных направлениях различны. 

 

Из-за неодинаковой плотности атомов в различных направлениях кристалла наблюдаются разные свойства. Различие свойств в кристалле в за­висимости от направления испытания называется анизотропией.

Разница в физико-химических и механических свойствах в разных направлениях может быть весьма существенной. При измерении в двух взаимно перпендикулярных направлениях кристалла цинка значения температурного коэффициента линейного расширения различаются в три раза, а прочности кристалла железа  более, чем в два раза.

Анизотропия свойств характерна для одиночных кристаллов или для так называемых монокристаллов. Большинство же технических литых металлов, затвердевших в обычных условиях, имеют поликристаллическое строение. Они состоят из большого числа кристаллов или зерен. При этом каждое отдельное зерно анизотропно. Различная ориентировка отдельных зерен приводит к тому, что в целом свойства поликристалличе­ского металла являются усредненными. 

Каждая молекула в узлах кубической кристаллической решетки металлов, образует по шесть катионных связей, значит каждый атом молекулы в узлах решетки образует одну катионную связь.

Атомы в узлах кристалла кубического типа занимают шестую часть электронного поля пространства и времени (Универсальной среды) представляют собой првильную пирамиду усеченную сферой электронного поля.

Назовем эту область пространства времени  Универсальной средой  химических элементов (УСХЭ), средой которую искал Д. И. Менделеев  до конца своей жизни, которая тогда называлось «Эфиром».

Эту Универсальную среду разделим на 9 (девять) периодов по сферическим поверхностям электронного поля, хотя атомы размещаются на 8 (восьми) периодах, девятый период нулевой (0) который является конечным периодом протонного поля (см. рис.). 

На графике плотности химических элементов желтым цветом выделены атомы основной группы, в УСХЭ они занимают с 1 по 8 периоды и ряды.

 

Составим таблицу Периодического закона Д. И. Менделеева согласно этих 8 ми групп химических элементов.

графике красным цветом выделены группы атомов:

1. Скандий;

2. Иттрий;

3. Тулий;

4. Менделевий.

 

В УСХЭ занимают с 5 по 8 периоды и с 4 по 7 ряды.

Все эти группы объединим в первую тыловую группу. В тыловую группу, т. к. они находятся сзади основной группы по периодам. Например, химический элемент 45Sc Скандий находится в пятом периоде и в четвертом ряде сзади, основной группы в пятом периоде и в пятом ряде. 

Аналогично на графике синим цветом, выделены группы атомов:

1. Лантаноиды;

2. Актиноиды.

Объединим их во вторую тыловую группу. В УСХЭ эти атомы занимают 7 и 8 периоды и 5 и 6 ряды. Химические элементы этой группы находятся сзади основной группы на два порядка.

В концах групп (скандий, иттрий, тулий и менделевий) находятся по два переходных химических элемента (63Cu Медь и 64Zn Цинк), (107Ag Серебро и 114Cd Кадмий), (197Au Золото и 202Hg Ртуть) и (281Rg Рентгений и 285Cn Коперниций), являются стартовыми для перехода на один ряд вперед к основной группе атомов. Объединим их в переходную группу химических элементов.

 Все химические элементы в каждой группе имеют одинаковые химические и физические свойства отличные от свойств химических элементов основной группы.  

 

 

Все, химические элементы образованы и находятся в структуре ПВ    электронного поля, а состав химических элементов имеет протонное состояние.

Протон образован в конечном 8ом периоде протонного поля, является полным образованием, т. е. не подчиняется Периодическому закону УСХЭ Д. И. Менделеева. Имеет также восемь периодов и восемь рядов, начальный период электронного поля, является конечным периодом протонного поля.

 

 

 

 

Как самостоятельное образование, атом обладает определенным набором физических свойств, эти свойства в той или иной степени сохраняются при переходе от атомов к молекулам и определяют свойства этих молекул. По физическим свойствам атомов и молекул можно построить модели этих атомов. Физическое свойство химических элементов, как плотность дает нам общее представление о строении атомов.

 

 

 На графике, плотность химических элементов,  можно выделить группы, с характерным распределением одинаковых свойств, которые строго отличаются друг от друга это группы:

• основная группа химических элементов; 

• первая тыловая группа химических элементов  (скандий, иттрий, тулий и менделевий);

• вторая тыловая группа химических элементов (гр. лантан, гр. актиний);

• переходная группа химических элементов (гр. медь). 

 

Группы атомов в электронном поле структуры ПВ.

 

Все химические элементы основной группы образованы в восьми циклах электронного поля и соответствуют периодам в таблице. 

Основным условием существования атомов является то, чтобы все частицы атомов находились в пределах своего электронного поля структуры ПВ (УСХЭ).

Название «тыловые» принято по расположению их активной зоны за активной зоной основной группы атомов (см. рис).

Первая тыловая группа скандий - в пятом периоде, протоны (р) находятся в четвертом периоде, в активной зоне пятого цикла ПВ.

Первая тыловая группа иттрий - в шестом периоде, протоны (р)  находятся в пятом периоде, в активной зоне шестого цикла ПВ.

Первая тыловая группа тулий - в седьмом периоде, протоны (р)  находятся в шестом периоде, в активной зоне седьмого цикла ПВ. 

Первая тыловая группа менделевий - в восьмом периоде, протоны (р)  находятся в седьмом периоде, в активной зоне пятого цикла ПВ.

Вторая тыловая группа лантан - в седьмом периоде, протоны (-р)  находятся в шестом периоде, в активной зоне седьмого цикла ПВ. 

Вторая тыловая группа актиний, в восьмом периоде, протоны (-р)  находятся в седьмом периоде, в активной зоне восьмого  цикла ПВ. 

 

По химическим и физическим свойствам химические элементы тыловых групп, общего с химическими элементами основной группы не имеют. Для работы удобно их расположить отдельно.  Во второй тыловой группе, в активной зоне ПВ электронного поля может поместиться всего 12 шт. отрицательных протонов (-р). Значить группы лантан и актиний имеют по 12 химических элементов.   

Переходная группа химических элементов – имеет переходную функцию, от тыловых групп на основную группу химических элементов. Для работы удобно их расположить отдельно.

  В строении химических элементов и в их изотопах, участвуют и другие частицы (производные протона р, -р) (см. рис.).

 

.

 

Производные протона (р) и нейтрона (п).

р → 2К → 8π

 

2µ → п             4µ → п +8π0 

 

Производные антипротона (р) и антинейтрона (п).

 

-р → 2-К → 8-π

 

2µ → п             4µ → п +8π0 

 

В атомах протоны и антипротоны парные: ка мезоны и странный мезон – 2; все пи мезоны – 8. 

 

 

Электромагнитные состояния протонов и антипротонов.

 

Электромагнитные состояния протонов и антипротонов.

 

Направления векторов электромагнитных состояний можно приять за связи между частицами. Так можно составить спектры всех атомов.

 

                                                                                                          

 

 Основная группа химических элементов – 1+1+8+8+8+8+8+8=50. 

Первая тыловая группа химических элементов это группы скандий, иттрий, тулий, менделевий – 8+8+10+10=36.

Вторая тыловая группа химических элементов это группы лантан, актиний – 12+12=24

Переходная группа химических элементов – 8.

 

Основная группа химических элементов

 

Основная группа включает 50 химических элементов, состоит из 8-ми периодов по горизонтали и 8-ми рядов по вертикали.

 

 

Схема электронного поля ПВ с активной зоной для химических элементов основной группы.

 

 

 

Первый период основной группы химических элементов.

 

Первый период основной группы химических элементов размещен в первом цикле ПВ, включает изотопы атома водород. В активной зоне первого цикла ПВ атомы не имеют отрицательного протона, относятся к катионам.

 

 

Схема УСХЭ с активной зоной для химических элементов основной группы

в первом цикле (I период).

 

Модель атома водорода 11H.

 

Состав первого периода: 

• 11H Водород: 1( p)протон.

 

 

Свойства химического элемента 1 1Н – Водород.

Водород - самый легкий, самый простой и самый распространенный химический элемент во Вселенной.

Три изотопа водорода имеют собственные названия:

1H  протий (Н), 2H дейтерий (D) 3H тритий (T).

Второй период основной группы химических элементов.

 

Второй период основной группы химических элементов размещен во втором цикле ПВ,.включает изотопы атома гелий He. В активной зоне второго цикла ПВ –р протон закрыт п нейтроном и 8π положительными пи мезонами, относятся к закрытой группе атомов.

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов основной группы во втором периоде и во втором ряде.

 

Модель атома гелий 24He.

 

Состав второго периода : 

• 2 4He Гелий - 1(p)протон + 1(-p)антипротон + 8 (+π)пи-мезон + 1(-n)нейтрон. 

 

 

Третий период основной группы химических элементов.

 

Третий период основной группы химических элементов размещен в третьем цикле ПВ, включает изотопы атомов Li, Be, B, C, N, O, F, Ne. В активной зоне третьего цикла ПВ, все атомы кроме неона, имеют отрицательные протоны.

Неон 20Ne относятся к закрытой группе атомов, т.к. в активной зоне атома неон, находится 4 атома гелий 4He.

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов основной группы в третьем периоде и в третьем ряде.

 

 

Модели наиболее стабильных атомов третьего периода основной группы химических элементов.

 

 

Свойства химических элементов третьего периода (3 цикл ПВ).

 

Четвертый период основной группы химических элементов.

 

Четвертый период основной группы химических элементов размещен в пятом цикле ПВ, включает изотопы атомов Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar. В активной зоне пятого цикла ПВ, все атомы кроме аргона, имеют отрицательные валентные протоны. 

Аргон  40Ar  относится к закрытой группе атомов, т.к. в активной зоне атома  находится 5 атомов гелий 4He.

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов основной группы в четвертом периоде и в четвертом ряде.

 

 

 

Модели наиболее стабильных атомов четвертого периода основной группы химических элементов.

 

Свойства химических элементов четвертого периода (4 цикл ПВ).

 

Пятый период основной группы химических элементов.

 

Пятый период основной группы химических элементов размещен в пятом цикле ПВ, .включает изотопы атомов K, Ca, Ga, Ge, As, Se, Br, Kr. В активной зоне пятого цикла ПВ все атомы, кроме криптона, имеют отрицательные валентные протоны. 

Криптон 84Kr относится к закрытой группе атомов. т.к. в активной зоне атома находится 4 атома гелий 4He.

.

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов основной группы в пятом периоде и в пятом ряде.

 

Модели наиболее стабильных атомов пятого периода основной группы химических элементов.

 

Свойства химических элементов пятого  периода (5 цикл ПВ).

Шестой период основной группы химических элементов.

 

Шестой период основной группы химических элементов размещен в шестом цикле ПВ, включает изотопы атомов Rb, Sr, In, Sn, Sb, Te, I, Xe. В активной зоне шестого цикла ПВ, атомы кроме ксенона, имеют отрицательные протоны. 

 Ксенон 132Xe относится к закрытой группе атомов, т.к. в активной зоне атома находится 5 атомов гелий 4He.

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов основной группы в шестом периоде и в шестом ряде.

 

Модели наиболее стабильных атомов шестого периода основной группы химических элементов.

Свойства химических элементов шестого периода (6 цикл ПВ).

 

Седьмой период основной группы химических элементов.

 

Седьмой период основной группы химических элементов размещен в седьмом цикле ПВ, включает изотопы атомов Cs, Ba, Tl, Pb, Bi, Po, At, Rn. В активной зоне седьмого цикла ПВ, атомы кроме радона имеют отрицательные валентные протоны. 

222Rn  Радон относится к закрытой группе атомов, т.к. в активной зоне атома криптон находится 4 атома гелий 4He.

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов основной группы в седьмом периоде и в седьмом ряде.

 

 

 

Модели наиболее стабильных атомов седьмого периода основной группы химических элементов.

 

Свойства химических элементов седьмого периода (7 цикл ПВ).

Восьмой период основной группы химических элементов.

 

Восьмой период основной группы химических элементов размещен в восьмом цикле ПВ, .включает изотопы атомов Fr, Ra, Nh, Fl, Mc, Lv, Ts, Og. В активной зоне восьмого цикла ПВ, атомы кроме Og имеют отрицательные валентные протоны. 

Последний атом основной группы химических элементов 298Og Оганесон  относится к закрытой группе атомов, т.к. в активной зоне ПВ атома находится 5 атомов гелий 4He.

 

 

Схема электронного поля ПВ с активной зоной для химических элементов основной группы

в восьмом цикле (VIII период).

 

Модели наиболее стабильных атомов восьмого периода основной группы химических элементов.

Свойства химических элементов восьмого периода (8 цикл ПВ).

 

Первая тыловая группа химических элементов.

 

Первая тыловая группа включает 36 химических элементов (8+8+10+10)

 

 

Рис. 33. Первая тыловая группа химических элементов.

 

Группа химических элементов скандий.

 

Группа химических элементов скандий размещен в четвертом цикле ПВ, включает изотопы атомов Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni. В активной зоне пятого цикла атомы имеют положительные протоны. 

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов группы скандий

в пятом периоде и в четвертом ряде.

 

Модели наиболее стабильных атомов группы скандий первой тыловой группы химических элементов.

 

Свойства группы химических элементов скандий (5 цикл ПВ).

Группа химических элементов иттрий.

 

Группа химических элементов иттрий размещен в пятом цикле ПВ, включает изотопы атомов Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd. В активной зоне шестого цикла атомы имеют положительные протоны. 

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов группы иттрий

в шестом периоде и в пятом ряде.

 

Модели наиболее стабильных атомов группы иттрий первой тыловой группы химических элементов.

 

Свойства группы химических элементов иттрий (6 цикл ПВ).

 

 

Свойства химического элемента 46 106Pd Палладий.

 

Группа химических элементов тулий.

 

Группа химических элементов тулий размещен в шестом цикле ПВ, включает изотопы атомов 

Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt.  В активной зоне седьмого цикла ПВ, атомы имеют положительные протоны. 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов группы тулий

в восьмом периоде и в седьмом ряде.

                                                                                                                                                                                                                                         

                                                                                                                                                                                               

 

Модели наиболее стабильных атомов группы тулий первой тыловой группы химических элементов.

 

Свойства группы химических элементов тулий (7 цикл ПВ).

 

Свойства химического элемента 78 196Pl  Платина.

Группа химических элементов менделевий.

Группа химических элементов менделевий размещен в седьмом  цикле ПВ, включает изотопы атомов 

Md, No, Lr, Rf, Db, Sg, Bh, Hg, Mt, Ds.  В активной зоне восьмого цикла ПВ, атомы имеют положительные протоны. 

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов группы менделевий в седьмом периоде и в шестом ряде.

 

 

Модели наиболее стабильных атомов группы менделевий первой тыловой группы химических элементов.

Свойства группы химических элементов менделевий (8 цикл ПВ).

 

Свойства химического элемента 110 280Ds Дармштадтий.

Вторая тыловая группа химических элементов.

 

Вторая тыловая группа включает 24 шт. химических элемента (12+12).

.

Группа химических элементов лантан. 

 

Группа химических элементов лантан размещен в шестом  цикле ПВ, включает изотопы атомов 

Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Du, Ho, Er.  В активной зоне седьмого цикла ПВ, атомы имеют отрицательные протоны. 

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов группы лантан

в седьмом периоде и в пятом ряде.

 

 

Модели наиболее стабильных атомов группы лантан второй тыловой группы химических элементов.

Свойства группы химических элементов лантан (7 цикл ПВ).

 

 

Свойства химического элемента 68 167Er Эрбий.

 

Группа химических элементов актиний.

 

Группа химических элементов актиний размещен в седьмом  цикле ПВ, включает изотопы атомов 

Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm.  В активной зоне восьмого цикла ПВ, атомы имеют отрицательные протоны.

 

 

 

Схема электронного поля УСХЭ с активной зоной для химических элементов группы актиний в восьмом периоде и в шестом ряде.

 

 

Модели наиболее стабильных атомов группы актиний второй тыловой группы химических элементов.

 

Свойства группы химических элементов актиний (8 цикл ПВ).

 

 

Свойства химического элемента 100 252Fm  Фермий.

Переходная группа химических элементов 

 

Группа химических элементов медь включает изотопы атомов Cu, Zn, Ag, Cd, Au, Hg, Rg, Cn. В активных зонах ПВ, атомы имеют отрицательные валентные протоны. 

 

 

Модели наиболее стабильных атомов группы медь.

 

Свойства переходной группы химических элементов (4-8 циклы ПВ).

 

Свойства химического элемента 79 197Au Золото.