Modelul atomic şi molecular
Autor: Ing. Constantin Teodorescu
Articolul
„Modelul atomic şi molecular” prezintă
atât modelul atomic cât şi modelul molecular în cele trei stări de agregare, ce
decurg din concepţia elaborată în studiul autorului „Structură şi evoluţie” şi
care corespund pe deplin realităţii fizice. Totodată, înlătură incertitudinile
introduse de mecanica cuantică, prin folosirea funcţiei de undă, cu
interpretare probabilistică, în descrierea stării sistemelor atomice şi particulelor
subatomice.
Cuprins:
1 Protonul
2 Neutronul
3 Atomul
5 Câteva remarci de final
1 Protonul
Astăzi, în fizică, sânt
cunoscute mai multe modele atomice, fiecare cu avantaje şi dezavantaje, dar
nici unul nu satisface complet. Fără a analiza modelele existente, purcedem la
prezentarea modelului rezultat din studiul „Structură şi analiză” al autorului
şi, în acest scop, pentru a comprima şi sistematiza expunerea, începem cu prezentarea directă a componentelor nucleului:
mai întâi protonul şi apoi neutronul.
În capitolul 7 Plasma fierbinte din [1], s-a arătat că
plasma fierbinte constă dintr-o ceaţă de electroni cu mişcări haotice şi cu
rotaţii giroscopice de ordinul miilor de miliarde de rotaţii pe secundă. Ciocnirile
electronilor au fost studiate în paragraful 7.5 şi s-a demonstrat că protonii
şi neutronii sânt ciorchine de electroni, rezultaţi din ciocnirea plastică a
acestora, fiecare cu structură şi proprietăţi distincte. (A se vedea şi postările "Mişcarea giroscopică cu precesie" şi "Forţa centrifugă" tot pe acest blog).
În subparagraful 7.5.2 din [1],
este studiată ciocnirea particulelor cu axele de rotaţie giroscopică paralele
şi s-a stabilit că, în general, o asemenea ciocnire, produsă în planele
ecuatoriale, este o ciocnire elastică, cu următoarele caracteristici:
-
electronii îşi menţin mişcările
giroscopice cu precesie şi vitezele mişcărilor liniare,
-
îşi schimbă brusc doar
direcţiile mişcărilor liniare, iar
-
unghiurile de schimbare a
direcţiilor de mişcare liniară sânt corespunzătoare unghiului de incidenţă şi
raportului dintre forţele centrifuge, din punctul de impact.
(Menţionăm că în loc de noţiunea de electron se foloseşte
noţiunea de particulă, pentru că notaţia acesteia cu P este mai oportună faţă
de notaţia cu E a electronului, care poate fi confundată cu energia.)
Totodată, s-a remarcat că concluzia de mai sus nu este
general valabilă, deoarece are şi o excepţie. Concluzia a fost trasă în urma
analizei doar a forţelor centrifuge din punctul de imapact şi de pe diametrele
ce trec prin acesta. Pentru studierea excepţiei, s-au introdus în analiză şi
vitezele liniare de rotaţie giroscopică vP1
şi vP2, ca în figura 1.
Figura 1. Ciocnirea electronilor cu viteze de rotaţie
unghiulară egale şi de acelaşi sens şi
cu axele de rotaţie
giroscopică paralele. Vedere în planul ecuatorial.
La
condiţiile expuse mai sus, să mai adăugăm una: vitezele unghiulare de rotaţie
giroscopică wP1 şi wP2 sânt egale şi au acelaşi sens.
În acest caz, particulele P1 şi P2
fiind identice, în punctul de impact C, vitezele liniare de rotaţie giroscopică
vP1 şi vP2 sânt egale ca modul dar
au sensuri opuse, astfel că rezultanta lor este nulă. În consecinţă, brusc, în
momentul impactului, punctele C ale particulelor P1 şi P2
care vin în contact sânt singurele puncte ale particulelor cu viteza liniară
nulă, iar toate celelalte puncte, inclusiv centrele 01 şi 02,
au viteze liniare de rotaţie nu numai diferite de zero, ci şi egale şi de sens
contrar în punctele simetrice faţă de punctul de impact C. Mişcările
giroscopice identice şi de acelaşi sens ale particulelor P1 şi P2
se transformă, instantaneu, într-o mişcare giroscopică unică, pentru ambele
particule, cu următoarele caracteristici:
-
centrul mişcării devine punctul
de impact C, care mai este notat şi cu 0S, ca centru al noii
structuri;
-
axele de rotaţie giroscopică zP1
şi zP2 şi axele de rotaţie de precesie z1P1 şi z1P2
se deplasează brusc şi se suprapun având centrul comun în punctul de impact C,
care devine centrul noii mişcări giroscopice unice, notat cu 0S.
Mişcarea giroscopică unică şi forţele de atracţie dintre
masele şi energiile particulelor P1 şi P2 le încorsetează
pe acestea, într-o structură unică, cu o mişcare giroscopică unică, asemenea
unei sfârleze sau elice cu două pale şi cu un ax comun.
Mişcarea giroscopică unică asigură stabilitatea noii
structuri, care îşi continuă mişcarea liniară în cadrul plasmei fierbinţi, în
conformitate cu legea de conservare a impulsului.
Într-adevăr, forţele centrifuge fiind nule, în punctul de
impact C sau 0S, care este situat pe axa de rotaţie, iar forţele
centrifuge simetrice gAP1
şi gBP2 având rezultanta
nulă, fiind egale şi de sensuri opuse, asupra particulelor P1 şi P2
nu acţionează forţe care să se opună forţelor de atracţie şi ele rămân
încorsetate într-o structură unică, pe care o numim structură sfârlează sau elice.
(Cum forţa centrifugă este gradientul energiei giroscopice, în locul notaţiei Fc s-a preferat notaţia g).
Aşadar, structurile sfârlează sau elice sânt structuri
formate din două particule identice, aflate în contact permanent, care au o
mişcare de rotaţie giroscopică comună şi sincronă, în jurul unei axe de rotaţie
giroscopică comună, ce trece prin punctul lor de contact, punct care este
centrul mişcării şi structurii, şi sânt caracterizate de o viteză unghiulară de rotaţie giroscopică
comună wS.
Analiza evoluţiei structurii sfârlează sau elice, în
plasma fierbinte aflată în stadiul de răcire, începe cu ciocnirea structurii cu o particulă P, în
planul ecuatorial, ca în figura 2.
Figura 2. Ciocnirea plastică a structurii sfârlează
sau elice, în plan ecuatorial.
Particula P este identică cu
particulele PS1 şi PS2 ale structurii şi are viteza
unghiulară de rotaţie giroscopică wP egală, paralelă şi de acelaşi
sens cu viteza unghiulară de rotaţie giroscopică wS a structurii, adică wP = wS, wP || wS. De asemenea, admitem că
vitezele de deplasare în plasma fierbinte sânt perpendiculare: uP perpendicular pe uS.
În asemenea condiţii, în momentul impactului, particula P
atinge simultan ambele particule PS1 şi PS2 ale
structurii, în punctele C1 şi C2. Forţele de atracţie FaS1, FaS2 şi FaP
sânt egale, ca modul, şi sânt concurente în punctul 0, care este intersecţia
medianelor, mediatoarelor, bisectoarelor şi înălţimilor triunghiului
echilateral 0S10S20P. Forţele FaS1 şi FaS2 au momente diferite de zero atât faţă de axa de
rotaţie giroscopică zS a structurii, perpendiculară pe planul
ecuatorial în punctul 0S, punct care este şi punctul de contact al
particulelor structurii PS1 şi PS2 notat cu CS,
cât şi faţă de axa de rotaţie giroscopică zP a particulei P,
perpendiculară şi ea pe planul ecuatorial în punctul 0P.
Momentele diferite de zero ale forţelor FaS1 şi FaS2 deplasează brusc (instantaneu), axele de rotaţie
giroscopică ale structurii şi particulei, suprapunându-le în punctul 0. Axa zS
sare din punctul 0S, notat şi CS, în punctul 0, iar axa zP
sare din punctul 0P tot în punctul 0, devenind axa de rotaţie
giroscopică a ansamblului structură plus particula P, alipită prin ciocnirea
plastică.
Pentru punctul 0, momentele forţelor interne ale
ansamblului structură plus particula P este nul şi ansamblul continuă mişcarea
giroscopică cu viteza unghiulară de rotaţie w = wP = wS, ca un corp unitar şi stabil.
Puntul 0 este şi centrul de greutate al noului corp giroscopic format din trei
particule cuplate în planul ecuatorial.
Prin ciocnirea noului corp giroscopic, format din cele
trei particule cuplate în planul ecuatorial, cu alte două particule identice cu
cele trei, una deasupra şi una dedesubt, corpul evoluează într-un corp
giroscopic stabil, format din cinci particule. Condiţiile ca aceste ciocniri să
fie plastice şi să se obţină corpul format din cinci particule sânt ca vitezele
lor unghiulare de rotaţie giroscopică să fie:
-
egale cu viteza de rotaţie giroscopică a corpului format
din trei particule, wP1 = wP2 = w,
-
să aibă acelaşi sens şi
-
să fie coliniare, adică axele lor de rotaţie giroscopică
să coincidă.
Corpul giroscopic format din
cinci particule identice este un corp simetric faţă de planul ecuatorial,
compus din două piramide triunghiulare regulate, cu baza comună.
Fie 0P1 şi 0P2
centrele particulelor ataşate corpului giroscopic format din trei particule cuplate în
planul ecuatorial, care sânt şi vârfurile piramidelor formate de punctele 0S10S20P0P1
şi 0S10S20P0P2.
Corpul giroscopic format din cinci particule identice
este un corp giroscopic cu următoarele caracteristici:
-
este alungit de-a lungul axei
z,
-
este discontinuu în zona
centrală, inclusiv pe axa z.
Corpul giroscopic format din cinci particule identice se
dezvoltă în continuare, prin ciocniri plastice, atât de-a lungul axei z cât şi
în grosime, pe baza aceloraşi mecanisme, dezvoltarea fiind limitată de
creşterea forţei centrifuge peste mărimea forţei de atracţie.
Astfel, structura sfârlează sau elice evoluează, în
plasma fierbinte în răcire, prin ciocniri plastice, într-o structură de
particule de forma unui ciorchine, care formează un corp material giroscopic
stabil şi unitar, discontinuu pe axa z în centrul corpului, alungit de-a lungul
axei z şi îngustat în planul ecuatorial. Corpul poate fi numit structură discontinuă pe axa z sau corp giroscopic discontinuu pe axa z.
Dacă avem în vedere că particulele care formează
structura discontinuă pe axa z sânt electroni, pe de o parte, şi stabilitatea
deosebită a corpului final, pe de altă parte, e uşor să recunoaştem în corpul
obţinut protonul. Spre deosebire de
structura de energie, protonul este o structură combinată, compusă din masă şi
energie, care are o gaură centrală de formă sferică, cu raza mai mică decât
raza unui electron.
Structura de masă a protonului este constituită
din electroni dispuşi într-un anumit mod, astfel că formează un corp material
giroscopic unitar şi stabil.
În zona centrală a planului
ecuatorial, pentru a se asigura gaura centrală sferică, sânt dispuşi trei
electroni, fiecare dintre ei în contact direct cu ceilalţi doi, astfel că
centrele lor formează un triunghi echilateral. Centrul triunghiului echilateral
este şi centrul protonului şi prin el trece axa z de rotaţie giroscopică a acestuia.
Deasupra şi sub cei trei
electroni, care formează triunghiul echilateral central, sânt dispuşi alţi doi
electroni, fiecare în contact direct cu toţi ceilalţi trei electroni ai
triunghiului echilateral şi dispuşi de-a lungul axei z de rotaţie giroscopică.
La această structură de bază,
sânt alipiţi alţi electroni, de-a lungul axei z, în număr identic deasupra şi
dedesubt. Lateral acestora, sânt dispuşi, de jur împrejur, electroni, fiecare
în contact direct cu toţi electronii vecini, până la limita la care forţa de
atracţie devine inferioară forţei centrifuge. Astfel, prin cicniri plastice
succesive, în plasma fierbinte în răcire, se obţine un corp material unitar şi
stabil, cu o puternică mişcare giroscopică în jurul axei z, de formă
aproximativ sferică, uşor alungit pe axa z.
Datorită faptului că electronii
au o formă sferică, în jurul lor, în cadrul protonului pe care îl alcătuiesc,
există interstiţii, spaţii fără masă, situate între punctele de contact dintre
ei şi suprafeţele lor sferice exterioare. Un astfel de interstiţiu are forma
unei piramide duble, cu baza comună şi cu muchiile egale şi formate din arce
care subîntind coarde egale cu raza electronului.
Cu asemenea găuri, interstiţii,
de forma unor piramide duble, cu baza comună şi cu feţele laterale formate din
segmente de sectoare sferice concave, curbate spre interior, se învecinează
toţi electronii din compunerea protonului.
Întreaga structură de masă a
protonului, în care toţi electronii au poziţii fixe, rigide, este antrenată în
rotirea giroscopică în jurul axei z. Dar, odată cu electronii, se rotesc şi
găurile, interstiţiile, de formă piramidală dublă, care şi ele au poziţii fixe,
rigide, în cadrul protonului. Ca urmare, în toate punctele spaţiului ocupat de
proton şi situate la o distanţă rz > 0, rz = const.
faţă de axa z de rotaţie giroscopică, energia giroscopică este constantă şi
egală cu mw2rz2/2, pe toată durata
rotaţiei giroscopice.
Excepţie fac doar punctele din
centrul protonului, care sânt cuprinse în interiorul sferei înscrisă în gaura
în formă de piramidă dublă, dispusă în zona centrală. Această gaură sferică este
permanent lipsită de energie, atâta vreme cât protonul îşi păstreză
integritatea şi mişcarea giroscopică. La această gaură sferică din centrul
protonului, se ataşează tuburile liniare +z şi –z , care de asemenea sânt
lipsite de energie, şi se obţine o gaură centrală dispusă de-a lungul axei z,
pe toată întinderea protonului.
Spre deosebire de gaura
centrală a structurii de energie, analizată în capitolul 5 din [1], care are
forma de clepsidră, cu deschideri largi în zonele polare şi îngustă în planul
ecuatorial, gaura centrală a protonului este umflată în zona centrală şi
filiformă de-a lungul axei z. Să mai remarcăm şi faptul că gaura structurii de
energie este complet lipsită atât de masă cât şi de energie, în timp ce gaura
protonului are masă de-a lungul tuburilor filiforme.
Structura
de energie a protonului este constituită, în limitele
corpului de masă al protonului, din energiile giroscopice produse de rotaţia sa
giroscopică.
În subcapitolul 2.2 din [1],
energia giroscopică eg a elementului de masă m este exprimată prin
relaţia (2.2.3), pe care o reproducem:
eg = mw2(rz)2/2. (1)
Conform acestei relaţii, în
structura de masă a protonului, rigidă şi fixă, faţă de axa z, pe toată durata
mişcării giroscopice, energia giroscopică a fiecărui element de masă este fixă
şi strict determinată de distanţa faţă de axa z de rotaţie giroscopică.
De asemenea, conform relaţiei
(2.2.31) din subcapitolul 2.2 din [1], (Fc = 2eg/rz,
unde Fc este forţa centrifugă) şi energia giroscopică din
interstiţiile dintre electroni este fixă şi strict determinată de distanţa faţă
de axa z de rotaţie giroscopică.
Modificarea energiei
giroscopice din interiorul protonului se poate produce numai simultan, pe
ansamblul protonului, prin vectori sau componente vectoriale paralele cu axa z
şi provenite din exteriorul protonului, conform teoremei 2.3.1 din subcapitolul
2.3 din [1].
Prin urmare, constatăm că, în
spaţiul ocupat de proton, structura de energie este produsă de mişcarea
giroscopică a acestuia, în fiecare punct al spaţiului ocupat de proton fiind
strict determinată de viteza unghiulară de rotaţie giroscopică şi de distanţa
faţă de axa de rotaţie giroscopică.
Gaura centrală, sfera plus
braţele filiforme, nu influenţează nici dispunerea şi nici mărimea energiei
giroscopice, în spaţiul protonului. Dar cu totul altfel stau lucrurile în
spaţiul înconjurător protonului, unde nu mai sânt elemente de masă cu poziţii
fixe faţă de axa z, ci se află doar energia câmpului universal de energie. În
acest spaţiu înconjurător, energia este organizată în continuarea energiei
giroscopice din spaţiul ocupat de proton, dar după principiul cumulativ
determinat de gaura centrală de energie.
În capitolul 5, paragraful 5.3 din
[1], s-a demonstrat că energia giroscopică a elementului de energie e al structurii de energie este funcţia
scalară a unghiului polar j, relaţia (5.31), adică
eg(e) = ej =
2pne, (2)
unde n este numărul de rotaţii pe
secundă executate de proton în jurul propriei axe, iar e este elementul de energie. (A se vedea şi postarea "Mişcarea de rotaţie" tot pe acest blog).
Relaţia (2) arată că, după
formarea sa, proces care a cauzat pierdere de energie din partea electronilor
componenţi, datorită ciocnirilor plastice, protonul strânge în jurul său din
energia câmpului de energie ocupat de plasmă, până la răcirea completă a
plasmei şi transformarea ei în atomi.
Să observăm însă că structura
de energie analizată în capitolul 5 din [1] capta energie, din mediul
înconjurător, prin toată lărgimea pâlniei formată de gaura centrală în formă de
clepsidră, iar protonul captează energie doar prin capetele tuburilor filiforme
dispuse de-a lungul axei de rotaţie giroscopică.
În câmpul rotitor de energie
din jurul protonului, acţionează forţele centrifugă şi de atracţie proprii
structurii sale de energie.
Forţa centrifugă, care acţionează asupra elementului de
energie e, este potenţialul vectorial
al gradientului energiei giroscopice şi este exprimată prin relaţia (5.57) din
[1],
Fce
= 2pne(z + 1)(xi + yj)/(x2 + y2) = 2pne(z +
1)rz/(rz)2, (3)
cu următoarele proprietăţi:
-
depinde de toate cele trei
coordonate x, y, z,
-
este o funcţie cumulativă, cu
constanta ciclică 2pe,
-
are valori maxime în zonele
polare şi valoare minimă la ecuator.
Forţa de atracţie a structurii
de energie asupra elementului de energie e
este exprimată prin relaţia (5.76) din [1],
Fae
= – 2pne(z + 1)(xi + yj + zk)/(x2 +
y2) = – 2pne(z + 1)r/(rz)2, (4)
cu următoarele proprietăţi:
-
depinde de toate cele trei
coordonate x, y, z,
-
este o funcţie cumulativă, cu
constanta ciclică 2pe,
-
are valori maxime în zonele
polare şi valoare minimă la ecuator.
Pe baza relaţiei 2p = wT, unde 2p este măsura în radiani a unei rotaţii complete, iar T este durata
rotaţiei, relaţiile forţelor centrifugă şi de atracţie se transcriu în funcţie
de viteza unghiulară de rotaţie a protonului w, astfel:
Fce
= wTne(z + 1)(xi + yj)/(x2 + y2) = wTne(z +
1)rz/(rz)2, (5)
Fae
= – wTne(z + 1)(xi + yj + zk)/(x2 +
y2) = – wTne(z + 1)r/(rz)2, (6)
Mărimile care acţionează în câmpul
rotitor din jurul protonului, energia giroscopică a elementului de energie e, relaţia (2), forţele centrifugă şi de
atracţie, relaţiile (3) şi (4) sau (5) şi (6), sânt mărimi cumulative.
Caracterul cumulativ se manifestă prin aceea că, în cursul fiecărei rotaţii,
mărimile câştigă sau pierd energia egală constantei ciclice 2pe, după
cum energia din spaţiul înconjurător elementului de energie considerat este mai
mare sau mai mică decât energia acestuia.
Aspectul cumulativ al mărimilor
ce caracterizează câmpul rotitor din jurul protonului este factorul de evoluţie
a protonului.
În capitolul 5, paragraful
5.6.5 din [1], este determinat potenţialul forţei de atracţie a structurii de
energie, relaţia (5.141):
U(r) = 2pnez + 2pne(z3/3 + z2/2)/(rz)2 . (7)
Aşa cum se vede şi din relaţia
(7), în plane paralele cu ecuatorul, planul (x, y), liniile echipotenţiale sânt
cercuri concentrice în jurul axei z.
De asemenea, conform relaţiei
(7), şi potenţialul forţei de atracţie a structurii de energie este o funcţie
cumulativă şi îi sânt proprii toate aspectele ce decurg din această
proprietate.
2 Neutronul
În capitolul 7 din [1],
subparagrafele 7.5.4 şi 7.6.2, este demonstrată formarea şi evoluţia structurilor liniare, axiale sau fus, prin ciocnire elastică în plasma
fierbinte.
Dacă la condiţiile ciocnirii
particulelor P1 şi P2 din figura 1 schimbăm doar punctele
de contact din planele ecuatoriale la poli, adică particulele se apropie una de
alta de-a lungul axelor de rotaţie şi se ciocnesc la poli, polul nord al uneia
cu polul sud al alteia, se obţine o structură giroscopică unitară de formă
liniară, axială sau fus, cu mare stabilitate.
Structura liniară (axială) se
lungeşte axial, prin captarea de noi particule, în aceleaşi condiţii de
ciocnire, şi se şi îngroaşă, prin captarea laterală de particule cu aceiaşi
parametrii ai mişcărilor giroscopice, dar cu viteza liniară de deplasare
perpendiculară pe axa de rotaţie giroscopică. Prin ciocniri succesive,
structura liniară, axială sau fus se transformă într-un ciorchine de particule
de formă aproximativ sferică, turtită uşor la poli şi uşor alungită la ecuator.
Creşterea structurii liniare,
axiale sau fus se opreşte când forţa centrifugă depăşeşte forţa de atracţie şi
formează astfel o particulă complexă şi de mare stabilitate, cu mişcare
giroscopică unitară, care poartă numele de neutron, una dintre componentele de
bază ale nucleelor atomice.
Spre deosebire de proton, neutronul are în centrul său un
electron şi centrul neutronului coincide cu centrul electronului central. Prin
urmare, nu are în centrul său nici gaură de masă şi nici de energie.
În rest, structura neutronului nu diferă de structura
protonului. În stratul ecuatorial şi în straturile paralele cu acesta, fiecare
electron este centrul unui mozaic exagonal, fiind în contact, prin tangenţă, cu
şase electroni vecini, cu excepţia electronilor marginali ai neutronului. Forma
sferică a electronilor produce interstiţii, găuri, de aceeaşi formă ca şi în
cazul protonului.
Datorită mişcării giroscopice, spaţiul ocupat de neutron
este presărat de zone cu energia giroscopică constantă, indiferent dacă sânt
ocupate de masa electronilor sau de interstiţiile dintre ei, ca şi în cazul
protonului.
Structura de energie a neutronului este structura unui
corp material giroscopic cu structura rigidă dar cu masa discontinuă, cu găuri
de masă distribuite în tot corpul.
Structurile de masă şi de energie ale neutronului se
manifestă în spaţiul din jurul său doar prin forţele de atracţie produse de
masa sa şi de energia sa giroscopică.
Prin urmare, neutronul nu are, în jurul său, un câmp
rotitor de energie, aşa cum are protonul, deci şi manifestările sale în
exterior, în afara spaţiului său, sânt diferite de manifestările protonului.
3 Atomul
3.1 Atomul de
hidrogen
Să ne imaginăm că, în câmpul rotitor din jurul
protonului, pătrunde un electron. Mişcarea şi comportarea electronului în
câmpul rotitor de energie al protonului sânt identice cu mişcarea şi
comportarea corpului material pătruns într-o structură de energie, analizate în
subcapitolul 6.1, paragraful 6.1.2 din [1]. Forma traiectoriei stabile şi
condiţiile de stabilitate sânt analizate în paragraful 6.1.3. Conform
concluziilor 6.1.1) ... 6.1.4), mişcarea electronului pătruns în câmpul rotitor
de energie al protonului este caracterizată de următoarele aspecte:
-
În funcţie de viteza liniară cu
care electronul pătrunde în câmpul rotitor de energie al protonului şi de
unghiurile sub care se face pătrunderea, electronul este fie expulzat în afara
zonei de influenţă a protonului, fie este înglobat în câmpul rotitor de energie
al protonului.
-
Dacă electronul este expulzat
în afara zonei de influenţă a protonului, traiectoria sa în câmpul rotitor de
energie al protonului este o curbă strâmbă.
-
Electronul înglobat în câmpul
rotitor de energie al protonului, după parcurgerea unei traiectorii mai mult
sau mai puţin sinuoase, în funcţie de parametrii cu care a pătruns în câmp,
ajunge să se înscrie pe o traiectorie circulară în jurul axei z de rotaţie
giroscopică a protonului.
Pentru electronul înglobat în câmpul rotitor de energie
al protonului, stabilitatea mişcării pe traiectoria circulară în jurul axei z,
conform concluziilor 6.1.4) ... 6.1.7) din [1], este caracterizată de
aspectele:
-
Dacă traiectoria circulară în
jurul axei z corespunde unei linii echipotenţiale a potenţialului forţei de
atracţie a energiei protonului, conform relaţiei (7), atunci electronul are o
mişcare stabilă, înscrisă durabil în câmpul rotitor de energie al protonului.
S-a format astfel un atom de hidrogen.
-
Mişcarea electronului, pe
traiectoria stabilă, este o mişcare giroscopică fără precesie, după cum s-a
demonstrat în subcapitolul 2.3 din [1], cu parametrii strict determinaţi de
mărimea electronului şi de poziţia traiectoriei stabile în cadrul câmpului
rotitor de energie.
-
Constantele ciclice, proprii
mişcării giroscopice a câmpului rotitor de energie, se aplică şi energiei
electronului, ca energie integrată în câmpul rotitor, şi produc acele
„diferenţe nesemnificative”, de care s-a vorbit în subcapitolul 6.1 din [1],
diferenţe care determină evoluţia electronului, în cadrul evoluţiei generale a
câmpului rotitor de energie. Datorită constantelor ciclice, mişcarea
electronului nu este strict circulară, ci are forma spiralei lui Arhimede, cu
pasul constant.
-
Simultan cu mişcarea cvasicirculară în jurul axei
protonului, electronul, sub influenţa componentei verticale a forţei de
atracţie a energiei protonului, care nu este compensată, execută şi o mişcare
treptată spre planul ecuatorial al protonului.
Conform aspectelor de mai sus, condiţia de stabilitate a
traiectoriei electronului în jurul protonului este ca forţa centrifugă produsă
de mişcarea circulară a energiei acestuia să fie compensată de componenta
orizontală a forţei de atracţie dintre energiile electronului şi protonului.
Cum ambele forţe sânt cumulative, este vorba de o stabilitate dinamică,
determinată de nivelul de energie din mediul înconjurător.
Câmpul rotitor de energie din jurul protonului este un câmp de energie slabă şi nu poate
asigura energia cumulativă decât pentru mişcarea circulară, în jurul
protonului, a unui singur electron.
Dacă un al doilea electron pătrunde în câmpul rotitor de
energie din jurul protonului, treptat acesta cade spre proton, deoarece câmpul
rotitor nu îi asigură creşterea cumulativă a energiei de rotaţie în jurul
protonului. La ciocnirea de protonul aflat în mişcare de rotaţie giroscopică,
al doilea electron va fi aruncat şi expulzat în afara câmpului rotitor al
protonului.
Astfel, atomul de hidrogen are un singur electron,
indiferent de ploaia de electroni din jur.
Privitor la atomul de hidrogen, desprindem concluziile:
1) Atomul de hidrogen este cea mai simplă structură atomică, formată dintr-un
proton şi un electron.
2) Câmpul rotitor de energie din jurul protonului este un câmp de energie
slabă şi nu poate asigura energia
cumulativă decât pentru mişcarea circulară, în jurul protonului, a unui singur
electron.
3.2 Nucleul
În capitolul 7 din [1], am analizat multe tipuri de
ciocniri între particulele din plasma fierbinte. Din mulţimea ciocnirilor care
se produc în plasma fierbinte, rezultă, în urma unor succesiuni de ciocniri
plastice, protoni şi neutroni. Este firesc ca şi între aceştia să se producă
ciocniri de diferite tipuri. Nu ne propunem să analizăm toate tipurile de
ciocniri posibile dintre protoni şi neutroni, ci ne propunem să determinăm cum
se pot obţine structuri stabile de protoni şi neutroni, cu alte cuvinte, cum se
formează nucleele atomice.
Să admitem că se ciocnesc un proton şi un neutron. Să
analizăm în ce condiţii ciocnirea poate fi plastică.
Pornim de la faptul că ambele particule sânt complexe, au
puternice mişcări giroscopice, dar, având structuri diferite, una are un câmp
rotitor de energie în jurul său, cealaltă nu are.
O astfel de ciocnire plstică a fost analizată în
paragraful 7.5.2.1 din capitolul 7 din [1] şi a fost prezentată şi în
paragraful 1 şi în figura 1 din prezentul articol. Din ciocnirea plastică a
două particule aproximativ identice, ca structură a masei, cu viteze unghiulare
de rotaţie giroscopică aproximativ egale şi paralele, produsă în planele
ecuatoriale ale particulelor, a rezultat un corp stabil, cu mişcare giroscopică
unică şi în formă de elice sau sfârlează, cum a fost numit acolo.
Dacă ciocnirea dintre proton şi neutron se produce în
planele lor ecuatoriale şi ambele particule au vitezele unghiulare de rotaţie
giroscopică aproximativ egale şi paralele, atunci ciocnirea este plastică,
protonul şi neutronul formând o structură comună cu mişcare giroscopică, dar
care nu este de formă sfârlează sau elice, ca în figura 1, ci neutronul se
ataşează protonului, care îşi menţine neschimbate axa de rotaţie giroscopică şi
câmpul rotitor de energie din jurul său, ca în figura 3.
Figura 3.
Nucleul de deuteriu, rezultat din ciocnirea plastică proton – neutron.
Printr-o asemenea ciocnire, se formează primul nucleu
compus dintr-un proton şi un neutron, iar prin captarea unui electron în jurul
său, se obţine un atom de deuteriu, izotopul greu al hidrogenului. Cum câmpul
rotitor de energie al deuteriului nu diferă de cel al hidrogenului, nici acesta
nu poate avea mai mult de un electron. Totodată, este evident că stabilitatea
noului nucleu nu este prea mare, neutronul putându-se relativ uşor desprinde de
proton.
Prin ciocnirea, în aceleaşi condiţii, a nucleului de
deuteriu cu încă un neutron, se formează nucleul de tritiu, compus din doi
neutroni care flanchează protonul central.
O ciocnire a nucleului de tritiu cu un alt neutron nu mai
este plastică, deoarece trei neutroni şi un proton nu pot forma o structură
stabilă, al treilea neutron find expulzat.
Dar nucleul de tritiu se poate ciocni plastic cu un alt
proton, ca în figura 4.
Figura 4.
Nucleul de heliu, compus din doi protoni şi doi neutroni.
a) Secţiune în
planul (x, z). b) Secţiune în planul (x, y).
Imediat după impact, cei doi neutroni prind ca într-un
cleşte protonul nou venit şi cele patru particule, doi protoni şi doi neutroni,
se prind într-o horă giroscopică, formând o structură unitară ca în figura 3:
cei doi protoni stau faţă în faţă, cu cei doi neutroni de o parte şi de alta.
Instantaneu, în momentul impactului, odată cu
reconfigurarea, axele de rotaţie giroscopică ale celor doi protoni sar brusc în
centrul structurii şi se contopesc într-o nouă axă de rotaţie giroscopică,
paralelă cu vechile axe. Întreaga structură continuă mişcarea giroscopică în
acelaşi sens.
Cum particulele sânt aproximativ sferice, protonii –
sfere uşor alungite de-a lungul axei z, iar neutronii – sfere uşor alungite în
planul ecuatorial, în centrul structurii se formează o gaură centrală.
În planul ecuatorial al noii structuri, gaura lipsită de
energie are forma circulară, conturul ei fiind cercul înscris între cele patru
arce cuprinse între punctele de contact.
Cele două câmpuri rotitoare de
energie ale protonilor se contopesc, în momentul impactului, într-un singur
câmp rotitor, de energie dublă, capabil să capteze şi să menţină în captivitate
doi electroni.
Structura nou creată, formată
din doi protoni şi doi neutroni, este extrem de stabilă şi constituie nucleul
atomului de heliu. Împreună cu cei doi electroni ce pot fi captaţi, formează
atomul de heliu şi el foarte stabil.
Tocmai că este o structură
foarte stabilă, nucleul atomului de heliu este structura de bază în procesul de
formare a mulţimii de nuclee ale diferitelor elemente existente pe Pământ şi în
cosmos.
Din evoluţia nucleului de
hidrogen la nucleul de heliu, desprindem concluziile:
1) Nucleul de hidrogen, care este format dintr-un singur proton, prin captarea
succesivă a câte unui neutron, se transformă în nucleele izotopilor de hidrogen
numiţi deuteriu şi tritiu.
2) Nucleul de tritiu, format dintr-un proton flancat de doi neutroni, prin
captarea unui alt proton, se transformă în nucleul de heliu şi devine o
structură extrem de stabilă, ca în figura 3, structură care stă la baza
formării nucleelor tuturor celorlalte elemente.
3.3 Formarea
atomilor
Pe baza nucleului de heliu,
structură extrem de stabilă, se formează toate nucleele celorlalte elemente,
prin captări succesive de neutroni şi de protoni. Procedeul este evident la
transformarea nucleului de heliu în nucleu de litiu.
Prin captarea succesivă a doi
neutroni, nucleul de heliu se transformă, succesiv, în nucleul a doi izotopi ai
heliului. Nucleul celui de al doilea izotop, prin captarea unui proton, se
transformă în nucleul de litiu, cel de al treilea element al tabloului lui
Mendeleev, după hidrogen şi heliu. Prin captarea a trei electroni în jurul său,
nucleul de litiu devine atomul de litiu.
La rândul său, nucleul de
litiu, prin captarea succesivă a unui neutron şi apoi a unui proton, devine,
succesiv, nucleul unui izotop al litiului şi, apoi, nucleul de beriliu care,
prin captarea a patru electroni, devine atomul de beriliu, al patrulea element
al tabloului lui Mendeleev.
În mod similar, nucleul de
beriliu, prin captarea succesivă a unui neutron şi a unui proton, devine,
succesiv, nucleul unui izotop al beriliului şi, apoi, nucleul de bor care, prin
captarea a cinci electroni, devine atomul de bor, al cincilea element al
tabloului lui Mendeleev.
Nucleul de bor, prin captarea
unui proton, devine direct nucleul de carbon, care este capabil să capteze şase
electroni şi să devină atomul de carbon, al şaselea element.
Nucleul de carbon, prin
captarea succesivă a unui neutron şi apoi a unui proton, devine nucleul de
azot, care este capabil să capteze şapte electroni şi să devină atomul de azot,
al şaptelea element.
La rândul său, nucleul de azot,
prin captarea succesivă a unui neutron şi apoi a unui proton, devine nucleul de
oxigen, care este capabil să capteze opt electroni şi să devină atomul de
oxigen, care ocupă poziţia a opta în tabloul lui Mendeleev.
Şi evoluţia continuă în acelaşi
mod, după o schemă cât se poate de simplă.
În procesul de răcire a plasmei
fierbinţi, formată numai din electroni cu mişcări giroscopice foarte mari, se
formează, mai întâi, protoni şi neutroni, ca rezultat al unor succesiuni de
ciocniri plastice între electroni. Datorită câmpului rotitor de energie din
jurul lor, majoritatea protonilor captează câte un electron şi devin atomi de
hidrogen.
Apoi, prin ciocniri plastice
între protoni şi neutroni, inclusiv protonii din atomii de hidrogen, se crează
izotopi ai hidrogenului. La ciocnirea plastică a acestor izotopi cu protoni, se
crează nuclele de heliu care, fiind formate din doi protoni şi doi neutroni,
sânt foarte stabile şi prin captarea a doi electroni devin atomi de heliu.
În continuare, pe baza
nucleului de heliu, nucleu de mare stabilitate, se formează nucleele celorlalte
elemente, prin ciocniri plastice succesive cu neutroni şi protoni.
Câmpul rotitor de energie din
jurul nucleului fiind câmpul cumulat al protonilor ce intră în componenţa
nucleului, permite nucleului să capteze în jurul său un număr de electroni egal
cu numărul protonilor, deoarece cîmpul rotitor de energie al unui proton nu
poate asigura evoluţia cumulativă, în cadrul atomului, decât pentru un singur
electron.
Electronii captaţi de nucleu se
rotesc, în jurul acestuia, pe traiectorii circulare corespunzătoare liniilor
echipotenţiale ale potenţialului forţei de atracţie, conform relaţiei (7). Cum
potenţialul este cumulativ şi traiectoriile circulare ale electronilor sânt
cumulative, evoluţia electronilor, în cadrul atomului, fiind cumulativă. Pe
aceasta se bazează afirmaţia de mai sus, potrivit căreia cîmpul rotitor de
energie al unui proton nu poate asigura evoluţia cumulativă, în cadrul
atomului, decât pentru un singur electron.
Am vorbit până acum doar despre
electroni captaţi de nucleu şi care se rotesc în jurul acestuia.
E cazul să remarcăm însă că
nucleele cu un număr mare de protoni au câmpul rotitor de energie suficient de
mare ca să poată capta în jurul lor chiar nuclee mici, împreună cu electronii
ce rotesc în jurul lor. Adică, există atomi uşori care se rotesc ca sateliţi ai
unor nuclee grele, în cadrul unor atomi grei. Această situaţie nu trebuie să
surprindă, deoarece atât analiza din subcapitolul 6.2, paragrafele 6.2.4 şi
6.2.6.4 din [1], cât şi sistemul planetar al Soarelui dovedesc cu prisosinţă
acest lucru. În sistemul nostru planetar sânt planete care au propriul sistem
planetar. Aşa se întâmplă şi cu elementele grele, în jurul nucleelor cărora
roiesc atât electroni cât şi atomi simpli sau nuclee ale acestora.
Astfel, schema aparent simplă
de care s-a vorbit mai sus, care e chiar simplă pentru elementele uşoare, se
complică pe măsură ce se trece de la un element greu la altul şi mai greu,
datorită mulţimii de variante posibile.
Comparând procesul de formare a
nucleelor cu procesul de formare a protonului, analizat în capitolul 7 din [1],
observăm că între ele sânt şi asemănări şi deosebiri. Printre asemănări
remarcăm:
-
au la bază o structură
fundamentală, cu gaură de energie centrală şi cu stabilitate deosebită;
-
se formează prin ciocniri
plastice între particule cu mişcări giroscopice aproximativ identice şi cu
axele de rotaţie paralele.
Dintre deosebiri, remarcăm:
-
structurile fundamentale au
forme diferite: triunghiulară la proton, pătrată la nucleu;
-
participă la proces particule
identice la proton (numai electroni), iar la nucleu participă particule
diferite (protoni şi neutroni);
-
protonul devine o structură
stabilă numai la atingerea formei finale, iar nucleul devine o structură
stabilă, cu proprietăţi bine definite, după fiecare captare a unui nou proton.
În fine, privitor la formarea
atomilor, desprindem concluziile:
3) Formarea atomilor se produce pe baza nucleului de heliu, prin asimilare
succesivă de neutroni şi protoni, care se aranjează în structuri bine
determinate, periodice, corespunzătoare poziţiilor din tabloul lui Mendeleev.
Asimilarea se produce prin ciocniri plastice, deci fără explozie şi cu pierdere
de energie.
4) Numărul de electroni care se rotesc în jurul nucleului este corespunzător
numărului de protoni din nucleu. În jurul nucleelor complexe ale elementelor
mai grele, se pot roti şi atomi ai elementelor uşoare.
4 Molecula în cele trei stări de agregare
Vom analiza modul cum se formează o moleculă compusă din
doi atomi identici. Dar, înainte de a lămuri cum se pot forma molecule din
atomi, care sânt nişte titireze giroscopice, să observăm că, sub influenţa
forţelor de atracţie reciprocă dintre masele şi energiile lor, atomii capătă şi
mişcări liniare de valori şi direcţii diferite, ceea ce duce, inevitabil, la
ciocniri între aceştia, iar moleculele se pot forma numai prin ciocnirea lor
plastică.
Ciocnirea a două particule cu mişcări giroscopice proprii
a fost analizată în subparagraful 7.5.2.1 „Ciocnirea elastică şi plastică sau ricoşeul
sau sfârleaza” din [1] şi, în urma analizei, conform concluziei 7.10), a
rezultat că „În plasma fierbinte, orice ciocnire a două particule cu axele de rotaţie giroscopică
paralele este o ciocnire elastică sau ricoşeu, cu excepţia ciocnirii particulelor
identice şi cu mişcări giroscopice identice şi de acelaşi sens, care sânt
ciocniri plastic”. Totodată, s-a arătat că din ciocnirile plastice, rezultă
structuri stabile, cu mişcare giroscopică unică, de forma unei sfâleze sau
elice, ca în figura 1, în care:
-
centrul mişcării devine punctul de impact, ca
centru al noii structuri;
-
axele de rotaţie giroscopică şi axele de rotaţie
de precesie se deplasează brusc şi se suprapun având centrul comun în punctul
de impact care devine centrul noii mişcări giroscopice unice.
Aşadar, molecula se formează prin ciocnirea plastică de
tip sfârlează a doi atomi şi, ca rezultat al ciocnirii, ambii atomi capătă o
mişcare giroscopică unică şi cu centrul la jumătatea distanţei dintre nuclee,
asemenea unei sfârleze cu două pale circulare. Mişcarea giroscopică unică şi
forţele de atracţie dintre masele şi energiile atomilor îi încorsetează într-o
structură unică şi stabilă numită moleculă.
Pentru a determina liniile echipotanţiale ale
structurii unice a moleculei, să ne reamintim că electronii captaţi de nucleu
se rotesc, în jurul acestuia, pe traiectorii circulare corespunzătoare liniilor
echipotenţiale ale potenţialului forţei de atracţie, conform relaţiei (7).Fie atomul A1, în care electronul E1 se roteşte, în jurul nucleului, la distanţa rz1 faţă de axa de rotaţie a atomului.
Conform relaţiei (7),
potenţialul liniei echipotenţiale pe care se roteşte electronul E1
este exprimat prin relaţia
U(r1) = 2pnez + 2pne)(z3/3 + z2/2)/(rz1)2 . (8)
Dacă admitem că electronul E1
se roteşte într-un plan paralel cu planul ecuatorial al atomului A1,
adică admitem că z = const., ceea ce corespunde liniilor echipotenţiale din
jurul nucleului atomului A1, care sânt cercuri concentrice în jurul
axei z, obţinem simplificarea relaţiei (8), astfel:
U(rz1, z = const.) =
2pnecz1 +
2pnecz2/(rz1)2,
(9)
în care
cz1 = z; cz2 = (z3/3 + z2/2). (10)
În vecinătatea atomului A1,
se află atomul A2, ca în figura 5, în care dreapta d trece prin
centrele celor doi atomi. Să admitem că electronul E1 se află şi
într-un plan paralel cu planul ecuatorial al atomului A2, la aceeaşi
cotă z şi la distanţa rz2 de axa de rotaţie giroscopică a atomului A2.
Figura
5. Mişcarea unui electron în jurul a două nuclee atomice.
Potenţialul forţei de atracţie a atomului A2
în punctul în care se află electronul E1 este
U(rz2, z = const.) =
2pnecz1 +
2pnecz2/(rz2)2,
(11)
Potenţialul forţelor de
atracţie ale ambilor atomi A1 şi A2, în punctul în care
se află electronul E1, este dat de suma potenţialelor create de
fiecare forţă de atracţie în parte, adică
U(E1, z = const.) = 2pnecz1 + 2pnecz2
[1/(rz1)2+ 1/(rz2)2]. (12)
Condiţia ca electronul E1
să se deplaseze de-a lungul unei linii echipotenţiale comună ambilor atomi este
ca potenţialul să fie constant de-a lungul traiectoriei electronului, adică
U(E1, z = const.) = const., (13)
ceea ce implică
2pnecz1 +
2pnecz2 [1/(rz1)2+
1/(rz2)2] = const. (14)
La rândul ei, condiţia (14)
implică condiţiile
2pnecz1 = const., (15)
2pnecz2
[1/(rz1)2+ 1/(rz2)2] = const. (16)
Din prima condiţie (15),
rezultă
cz1 = const.,
adică z = const., (17)
Din a doua condiţie (16),
rezultă
2pnecz2
[1/(rz1)2+ 1/(rz2)2] = 2pnecz2
[(rz1)2+ (rz2)2]/ (rz1)2(rz2)2
= const. (18)
care conduce la condiţia
rz1rz2 = const. (19)
O asemenea condiţie am mai
întâlnit în subcapitolul 6.2, la analiza sistemului planetar, unde s-a demonstrat
că pentru condiţia (19) se descriu curbe de tipul ovalelor lui Cassini,
prezentate în figura 6.2.2 din [1].
In subcapitolul 6.2 din [1], s-a
arătat că dacă se introduce notaţia
rz1rz2 = b2, (20)
tipul de oval pe care evoluează electronul este
determinat de raportul dintre parametrii a2 şi b2, a
fiind semidistanţa dintre centrele nucleelor atomilor A1 şi A2,
ca în figura 4.
O asemenea condiţie a fost întâlnită în
subcapitolul 6.2 din [1], la analiza sistemului planetar, unde s-a demonstrat
că pentru condiţia (20) se descriu curbe de tipul ovalelor lui Cassini. (A se
vedea postarea „Steua dublă Soarele – Dacia” de pe prezentul blog. Cum în
subcapitolul 6.2 condiţia identică cu (20) se referea la potenţialul forţelor
de atracţie ale maselor, rezultă, în mod evident, că forţelor de atracţie ale
energiilor atomilor A1 şi A2 şi electronului E şi
forţelor de atracţie ale maselor acestora le corespund aceleaşi linii
echipotenţiale.
Primul tip de reprezentare, sub
forma unui oval care împresoară ambele focare A1 şi A2,
curba 1 pe figura 6, se obţine pentru condiţia
a2 <
b2. (21)
Al doilea tip de reprezentare,
sub formă de fundă, numită “lemniscata
lui Bernoulli”, curba 2 pe figura 6, se obţine pentru condiţia
a = b. (22)
În fine, al treilea tip de
reprezentare, sub forma a două ovale separate, câte un oval în jurul fiecărui
focar A1 şi A2, curbele 3 pe figura 6, se obţine pentru
condiţia
a2 >
b2. (23)
Pe baza relaţiei 2p = wT şi a relaţiei (4.30) din [1], care stabileşte că
temperatura particulei materiale este direct proporţională cu pătratul
vitezelor unghiulare de rotaţie giroscopică şi de precesie, se observă, cu
uşurinţă, că ambii parametri a şi b depind de temperatura atomilor A1
şi A2. Prin această dependenţă, este uşor şi firesc ca cele trei
stări de agregare ale moleculei formată de atomii A1 şi A2
să fie corelate cu cele trei tipuri de reprezentare a ovalelor lui Cassini, ca
în figura 6.
La temperatură mică, distanţa
dintre atomi, 2a, se micşorează şi traiectoria electronului înconjoară ambii
atomi, ca ovalul de tipul 1 din figura 6, corespunzător stării solide.
Prin creşterea temperaturii, se
măreşte distanţa dintre atomi, creşte a, şi traiectoria electronului ia forma
lemniscatei lui Bernoulli, ovalul 2 din figura 6, corespunzător stării lichide.
Traiectoria în formă de fundă (lemniscată) în cazul lichidelor este cauza
compresibilităţii scăzute a acestora.
Figura
6. Reprezentarea stărilor de agregare prin ovelele lui Cassini, în planul
(x,y).
1 – starea solidă; 2 – starea lichidă; 3 –
starea gazoasă.
Prin creşterea în continuare a
temperaturii, se măreşte şi mai mult distanţa dintre atomi, creşte şi mai mult
a, şi traiectoria electronului înconjoară un singur atom, ovalul de tipul 3 din
figura 6, corespunzător stării gazoase.
La fiecare trecere dintr-o
stare de agregare în alta, temperatura rămâne constantă, a = const., dar se
manifestă aşa numita căldură latentă, care constă în primirea sau cedarea de
energie (căldură) necesară executării saltului de la o formă a traiectoriei la
alta.
Toate aceste aspecte confirmă
caracterul cumulativ al traiectoriilor.
Cum potenţialul este cumulativ,
rezultă că şi traiectoriile ovale ale electronilor, care urmează linii
echipotenţiale, să fie de asemenea cumulative. Prin urmare, evoluţia
electronilor, în cadrul moleculei, este cumulativă.
Privind la figura 8.4, trebuie să ne imaginăm că
traiectoriile descrise sânt în interiorul celor două pale ale sfârlezei
(elicei) formată prin unirea structurilor de energie ale celor doi atomi A1
şi A2, sfârlează ce se roteşte în jurul axei z, dispusă
perpendicular pe planul (x, y), în centrul moleculei, punctul 0. În funcţie de
energia acumulată în structura de energie în formă de sfârlează, traiectoriile
orbitale ale electronilor se îngustează sau se lărgesc.
Mişcarea orbitală a electronilor în cadrul
moleculei diferă însă de mişcarea orbitală în cazul atomului singular. Dacă în
atomul singular, orbitele electronilor sânt de formă circulară şi cu viteza
orbitală constantă, în cadrul moleculei, traiectoriile electronilor sânt ovale
Cassini iar vitezele orbitale nu mai sânt constante: o jumătate de perioadă
viteza este încetinită, iar cealaltă jumătate de perioadă este accelerată.
Perioadele de rotaţie orbitală însă sânt constante.
De asemenea, trebuie avut în vedere că, după cum
s-a demonstrat în subcapitolul 6.2, în paragraful 6.2.6 „Parametrii mişcării
orbitale pe traiectorii de tipul ovalelor Cassini” din [1], în cadrul
moleculelor, mişcarea giroscopică a electronilor este o mişcare giroscopică cu
precesie, cu unghiul de nutaţie propriu fiecărei orbite şi crescător cu
îndepărtarea orbitei de nuclee. (A se vedea postarea „Steaua dublă Soarele –
Dacia” de pe prezentul blog).
A fost analizată, mai sus,
mişcarea unui electron în cadrul moleculei formată din doi atomi identici. În
mod similar, se ordonează mişcarea tuturor electronilor celor doi atomi ai
moleculei, în funcţie de valoarea parametrului b, care este proprie fiecărei
traiectorii, şi de raportul parametrului b faţă de parametrul a, care este
acelaşi pentru toate traiectoriile electronilor moleculei.
Molecula poate să conţină mai
mulţi atomi, identici sau diferiţi, care formează, între ei, diverse sisteme de
legătură. Un sistem de legătură poate fi format din doi sau mai mulţi atomi. La
baza tuturor sistemelor de legătură stă necesitatea mişcării electronilor, din
cadrul sistemului, pe traiectorii care să corespundă unor linii echipotenţiale
ale atomilor ce formează sistemul. Astfel, oricât de complicată ar fi molecula,
analiza legăturilor intramoleculare are la bază analiza expusă mai sus.
De asemenea, trebuie menţionat
faptul că starea de agragare a moleculei este determinată de traiectoria
electronilor care sânt cei mai depărtaţi de nucleu.
Cum articolul şi-a propus doar
expunerea principiilor generale, se încheie cu concluziile:
1) Molecula este o structură stabilă şi reprezintă unitatea de bază pentru
toate elementele naturale, cu excepţia gazelor rare care sânt monoatomice.
2) Traiectoriile electronilor unei structuri atomice din interiorul moleculei
sânt de-a lungul unor linii echipotenţiale şi au forma ovalelor lui Cassini.
3) La trecerea moleculei prin cele trei stări de agregare, datorită
modificării continue a temperaturii, traiectoriile electronilor periferici ai
unei structuri atomice din interiorul moleculei iau, pe rând, toate cele trei
forme ale ovalelor lui Cassini, figura 6. Căldurile latente specifice
trecerilor de la o stare de agregare la alta reprezintă energiile suplimentare necesare asigurării
saltului de la o formă de traiectorie la alta.
4) Legătura chimică dintr-o moleculă complexă constă în formarea unei
structuri de energie unică, globală, ce cuprinde toate structurile de energie
ale părţilor componente (atomi şi molecule).
5 Câteva remarci de final
Din
parcurgerea paragrafelor de mai sus, se desprind câteva remarci.
Prima
remarcă este aceea că modelul atomic şi molecular expus mai sus a fost formulat
numai pe baza celor demonstrate şi stabilite în studiul „Structură şi evoluţie”
al autorului, care se bazează pe următoarele legi şi principii:
-
mişcarea giroscopică, forma fundamentală de mişcare din
Univers;
-
legea forţei de atracţie dintre mase, legea lui Newton;
-
legea forţei centrifuge, formulată şi demonstrată de
autor;
-
legea forţei de atracţie a energiei, care acţionează în
cadrul structurii de energie, formulată şi demonstrată de autor;
-
principiul corelaţiei energetice, propriu mişcării
giroscopice, formulat şi demonstrat de autor.
În
toată expunerea de mai sus, nu s-a apelat la nici un alt model existent şi nici
la alte noţiuni în afara acestor legi şi principii.
A
doua remarcă este aceea că modelul atomic şi molecular expus mai sus corespunde
realităţii fizice în care trăim, cuprinzând într-un tot coerent multitudinea
fenomenelor ce ne înconjoară şi deschizând noi perspective pentru procedee mai
eficiente şi mai puţin nocive, dintre care amintim două:
-
Una dintre aceste perspective este transformarea
elementelor. Goana alchimiştilor după aur nu este un vis irealizabil, numai că
metoda chimică folosită de ei a fost neadecvată. Transformarea elementelor însă
este perfect posibilă, după cum natura însăşi ne dovedeşte. Această transformare
poate fi făcută şi de om şi unele idei se desprind din expunerea de mai sus.
-
O altă perspectivă este optimizarea reacţiilor chimice, atât
ca procedee tehnologice cât şi ca proprietăţi prestabilite ale produselor
obţinute.
O
altă remarcă ar fi aceea că se înlătură incertitudinile introduse de mecanica
cuantică, prin folosirea funcţiei de undă, cu interpretare probabilistică, în
descrierea stării sistemelor atomice şi particulelor subatomice. În mod greşit,
mecanica cuantică aplică relaţiile de nedeterminare (de imprecizie sau de
incertitudine), formulate de Heisenberg, mişcării particulelor în atomi şi
molecule. Relaţiile de nedeterminare sânt de natură subiectivă, fiind proprii
metodelor şi mijloacelor de cercetare, şi este greşită transferarea nedeterminării
subiective asupra realităţii fizice obiective.
În
capitolul 7, paragraful 7.3.2 din [1], s-a calculat că, la temperatura de 13oK,
nucleul atomului de hidrogen, împreună cu electronul care orbitează în jurul
său, execută o rotaţie giroscopică de 24 miliarde de radiani pe secundă, adică
circa 4 miliarde de rotaţii pe secundă. Este evident că la asemenea rotaţie
este imposibilă localizarea electronului la un anumit moment, dar este perfect
posibilă determinarea parametrilor mişcării sale orbitale, ceea ce
caracterizează pe deplin atât starea electronului cât şi a atomului în
ansamblu, în mod real şi nu probabilistic.
Bibliografia
1 CONSTANTIN TEODORESCU: Structură şi evoluţie. Editura MATRIX ROM. Bucureşti
2016.
Ediţia a 5 – a revizuită şi
adăugită.
Se află la Biblioteca Naţională
a României (cod 978-606-25-0114-3), la Biblioteca Centrală Universitară „Carol
I”, la Biblioteca Centrală a Universităţii Politehnica Bucureşti şi la biblioteca Colegiului Naţional "Matei Basarab" din Bucureşti.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu