Согласно теории химической связи, наибольшей устойчивостью обладают внешние оболочки из двух или восьми электронов (электронные группировки благородных газов). Это и служит причиной того, что благородные газы при обычных условиях не вступают в химические реакции с другими элементами.
Атомы же, имеющие на внешней оболочке менее восьми (или иногда двух) электронов, стремятся приобрести структуру благородных газов. Такая закономерность позволила сформулировать положение, которое является основным при рассмотрении условий образования молекулы: при образовании молекулы атомы стремятся приобрести устойчивую восьмиэлектронную (октет) или двухэлектронную (дублет) оболочки.
Образование устойчивой электронной конфигурации может происходить несколькими способами и приводить к молекулам (и веществам) различного строения, поэтому различают несколько типов химической связи. Таковы: ионная, ковалентная, металлическая, водородная и Вандер-ваальсова связи.
5. Вещество – это любая совокупность атомов и молекул, находящаяся в определённом состоянии.
Элемент – вещество, состоящее только из одного вида атомов, которое не может быть разделено на более простые вещества посредством химических реакций. Некоторые элементы могут существовать в различных физических формах, если их атомы обладают способностью соединяться различными способами. Разные формы таких соединений называются аллотропами. Алмаз и графит – это аллотропы углерода.
В алмазах каждый атом углерода крепко связан с четырьмя другими атомами. Поэтому алмазы обладают такой высокой прочностью.
В графите каждый атом углерода соединяется с другими атомами углерода. Атомы соединяется как бы слоями, их связи очень слабые, поэтому графит имеет такую слоистую структуру.
Третий аллотроп углерода – букминстерфуллерин. Эта структура состоит из 60 атомов, образующих внутри соединения полую сферу. Другие элементы периодической системы также имеют свои аллотропы. Например, фосфор, олово, сера и другие. 6. Существует немногим более 100 химических элементов, однако, они образуют, по крайней мере, 2 млн. соединений. Соединения состоят из атомов двух или более элементов, связанных между собой и образующих новые вещества.
Независимо от количества вещества его составляющие элементы всегда находятся в одной и той же пропорции.
Соединения имеют две отличительные черты: - они не могут быть разделены физическими способами, такими, как фильтрация или сепарирование, потому что они соединены химической связью; - они имеют иные свойства, нежели составляющие их элементы.
7. Во время химической реакции атомы в веществе, называемые реактантами, перегруппируются и образуют новые вещества, называемые продуктами.
Во время химической реакции всегда происходит поглощение либо выделение энергии. Разрыв химических связей поглощает энергию, а образование связей способствует её выделению. Обычно это тепловая энергия, хотя некоторые реакции поглощают или испускают световую энергию.
8. Подавляющее число твёрдых веществ имеют кристаллическую структуру. В кристаллических веществах частицы, из которых построены кристаллы, размещены в пространстве в определённом порядке и образуют пространственную кристаллическую решётку. Кристаллическая решётка построена из повторяющихся одинаковых структурных единиц, индивидуальных для каждого кристалла. Такая структурная единица называется элементарной ячейкой. Простейшая элементарная ячейка содержит восемь узлов в вершинах куба. Поскольку к каждой «вершине-узлу» примыкают восемь простейших ячеек, то на каждую простейшую ячейку приходится один атом. Однако элементарную ячейку можно построить и так, чтобы она содержала дополнительные узлы, расположенные внутри объёма куба или на его гранях, - такие решётки называются сложными. Всего существует 14 типов кристаллических решёток.
9. В зависимости от условий одно и то же вещество может находиться в различных состояниях : в твёрдом, жидком или газообразном ( например, вода, лёд, водяной пар). Эти состояния называются агрегатными. Молекулы одного и того же вещества в твёрдом, жидком или газообразном состоянии одни и те же, ничем не отличаются друг от друга, меняется только их взаимное расположение.
10. 1) Из чего состоят вещества ? 2) Почему вещества бывают разными, и почему одни вещества могут превращаться в другие ? На полное решение этих сложных вопросов наука потратила больше 2000 лет. Результатом стала атомно-молекулярная теория, основные положения которой можно сформулировать следующим образом :
1. ) Все вещества состоят из молекул. Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
2. ) Молекулы состоят из атомов. Атом – наименьшая частица элемента в химических соединениях.
Разным элементам соответствуют разные атомы.
3. ) Молекулы и атомы находятся в непрерывном движении.
4. ) При химических реакциях молекулы одних веществ превращаются в молекулы других веществ.
Атомы при химических реакциях не изменяются.
Выше изложенные научные факты о молекулах говорят :
Первое : о том, что в каждой молекуле сосредоточены не только атомы одного или же нескольких видов, но и определённое количество молекулярной энергии, которая сосредоточена не в атомах находящихся в данной молекуле, а в её внутреннем пространстве. Наличие молекулярной энергии в каждой из молекул вытекает из следующих научных фактов :
1. «Во время химической реакции всегда происходит поглащение либо выделение энергии. Разрыв химических связей поглащает энергию, а образование связей – способствует её выделению. Обычно это тепловая энергия, хотя некоторые реакции поглащают или испускают световую энергию. » ( «Смеси и Соединения. » Москва. РОСМЭН. 2002 г. стр. 26 )
2. «Атомы в молекулах соединены друг с другом в определённой последовательности и определённым образом распределены в пространстве. Связи между атомами имеют различную прочность ; она оценивается величиной энергии, которую необходимо затратить для разрыва этих связей.» («Физика». Справочник школьника. Компания «Ключ-С». Москва. 1995 г. стр. 218 )
Поскольку согласно атомно-молекулярной теории «атомы при химических реакциях не изменяются», то вследствие этого не изменяется и их внутренняя энергия, а значит атомы веществ, между которыми происходит химическая реакция, не поглощают и не выделяют энергию. Следовательно, её может поглощать или же выделять только лишь то, «что соединяет атомы друг с другом в молекуле в определённой последовательности и определённым образом распределяет в пространстве», т. е. только лишь то, что находится во внутреннем пространстве молекулы.
Второе: о том, что в каждой молекуле сосредоточены силы определённого содержания, свойств и величины, которые соединяют в ней атомы друг с другом в определённой последовательности и определённым образом распределяют их в молекулярном пространстве.
Спрашивается, что представляют собой эти силы ? На этот вопрос современная химическая наука даёт следующий ответ:
«Лишь немногие химические элементы (благородные газы) в обычных условиях находятся в состоянии одноатомного газа. Атомы остальных элементов, наоборот, в индивидуальном виде не существуют, так как могут взаимодействовать между собой или с атомами других элементов, образуя при этом более или менее сложные частицы. Среди частиц, образуемых совокупностью атомов, обычно выделяют молекулы, молекулярные ионы и свободные радикалы. Следовательно, существует причина, по которой атомы «связываются» друг с другом. Эта причина получила название «химическая связь», она обусловлена тем, что между атомами действуют электростатические силы, т. е. силы взаимодействия электрических зарядов, носителями которых являются электроны и ядра атомов.
Доказано, что в образовании химической связи между атомами главную роль играют электроны, расположенные на внешней оболочке и следовательно, связанные с ядром наименее прочно, так называемые валентные электроны. »
( «Начала Химии». Издательство «Экзамен». Москва. 2003 г. стр. 80 ) Отсюда вытекает, что силами, которые соединяют в молекуле атомы друг сдругом в определённой последовательности и определённым образом распределяют их в молекулярном пространстве, представляют собой электростатические силы, т. е. силы взаимодействия электрических зарядов, носителями которых являются электроны и ядра атомов. Современная физическая наука излагает понятие «электростатические силы» так :
«Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическими или кулоновским. Соответственно поле неподвижных зарядов называют также электростатическим. » ( «Физика». Москва. 1995 г. стр. 123 )
«Силовые линии напряжённости электростатического поля не замкнуты : они начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных (или уходят на бесконечность)» («Физический энциклопедический словарь. Москва. «Советская энциклопедия» стр. 895 )
Но электрические заряды электронов в атомах не являются неподвижными, так как электроны вращаются вокруг ядра атома со скоростью света, а значит с такой же скоростью вращается и его электрический заряд. К тому же : «Размеры всех атомов ~ 10-10 м. А размер ядра на 5 порядков меньше, всего ~ 10-15 м.
Наглядно это можно представить себе так : если атом увеличить до размеров 20-этажного дома, то ядро атома будет выглядеть как миллиметровая пылинка в центральной комнате этого дома. »
(«Вещество и Энергия». РОСМЭН. ТД «Издательство Мир Книги». Москва. 2005 г. стр. 656 )
Следовательно, расстояние между ядром одного атома и внешними электронами любого другого атома ещё на несколько порядков больше чем внутри атома. При таких огромных расстояниях между положительным зарядом ядра одного атома с отрицательными зарядами внешних электронов другого атома, да ещё вращающихся вокруг него со скоростью света, врядли возможно взаимодействие. Но если даже и допустить, что такое взаимодействие между ними всё-таки возможно, то оно возможно только лишь при соблюдении следующих условий :
а. / скорость движения свободных атомов навстречу друг другу должна быть такой, чтобы хватило времени для возникновения взаимодействия между их разноимёнными зарядами
б. / при этом они должны пройти относительно друг друга на расстоянии, которое обеспечило бы возникновение взаимодействия между их разноимёнными зарядами.
Наличие таких условий в глобальном орбитальном потоке атомов для двух или же нескольких свободных атомов ещё можно допустить, но для того количества свободных атомов, из которого в дальнейшем образовались планеты, их спутники и т. д. наличие таких условий просто не реально.
Поэтому электростатические силы атомов не могли быть теми силами, которые создали из свободных атомов различные типы и виды молекул и химических соединений в виде планет, их спутников, астероидов и комет. Объясняется это ещё и тем, что процесс образования из свободных атомов различных типов и видов молекул и химических соединений и процесс химической реакции между исходными веществами – это принципиально два различных между собой процесса. Первый – это прежде всего создание «химических связей» между свободными атомами, тогда как второй – это прежде всего изменение «химических связей» между атомами исходных веществ. Спрашивается, что представляли собой силы, которые соединили между собой атомы находившиеся в свободном состоянии в глобальных орбитальных потоках энергии и в результате этого создали молекулы, химические элементы и соединения, планеты, их спутники, астероиды и кометы ? Поскольку бесспорным является то, что молекулы и химические соединения создавались в таком огромном по своим масштабам объёме космического пространства как наша Солнечная система, то сосредоточить энергию и атомы одного или же различных видов и в определённом их количестве как в молекулярных объёмах пространства, так и в таких огромных по своим масштабам объёмах космического пространства как планетарные, возможно только лишь одним физическим способом – в результате их сжатия силами определённого содержания, свойств и величины. Каким-либо другим способом сделать подобное в космическом пространстве не возможно. Следовательно, силы создавшие из глобальных орбитальных потоков атомов планеты, их спутники, астероиды и кометы представляли собой прежде всего силы сжатия. Назовём эти силы – агрегатными силами, а энергию которой они обладали – агрегатной энергией – это тепловые, электромагнитные и электронные потоки излучаемые Солнцем.
С физической точки зрения суть процесса образования атомов заключалась в сжатии атомными силами огромных по своим масштабам количеств элементарных частиц определённых видов в элементарной плазме, в результате чего происходило их сосредоточение в ядерном объёме космического пространства и соединение атомных энергетических конфигураций, из которых состояли атомные силы, с определёнными видами данных элементарных частиц в определённом их количестве. Суть же процесса образования молекул, химических элементов и химических соединений заключалась в сжатии глобальными агрегатными силами огромных по своим масштабам количеств атомов разнообразных видов сосредоточенных в каждом из орбитальных потоков атомов вращавшихся вокруг атомной плазмы, которое выражалось в их постоянном давлении на атомы на всём протяжении их орбитального пути. В результате этого происходило поглощение агрегатными силами атомов и накручивание их друг на друга и образование тем самым из них «агрегатных комов», в которых агрегатные силы состоящие из различных видов энергетических структур сжимаясь вокруг поглощённых атомов соединялись с ними образуя собой вещества определённого вида. Соединение атомов с конкретной энергетической структурой для каждого конкретного атома выражалось в превращении различных видов энергетических потоков, из которых состоит данная энергетическая структура, в энергию связи между ними. Основными таковыми видами потоков энергии являлись тепловые и электромагнитные потоки энергии излучаемые Солнцем.
Для самой же энергетической структуры соединение с атомами выражалось в её «овеществлении» в определённом
объёме космического пространства.
Таким образом, следовательно, для любого вещества функциональное назначение её энергетической структуры для атомов входящих в его состав состоит в установлении энергетической связи между ни- ми в определённом объёме космического пространства, а функциональное назначение атомов входящих в состав данного вещества для его энергетической структуры состоит в её «овеществлении» в том же объёме космического пространства. 
Эту свою функцию каждый конкретный атом выполнял и выполняет по отношению к тепловым потокам энергии конкретной энергетической структуры через свои втягивающие силы, которые втягивая в себя эти тепловые потоки энергии соединялись тем самым через них между собой, а они в результате этого образовывали собой энергетическую связь между атомами. Количество втягивающих сил, которыми может обладать каждый атом, определяется количеством атомных сил, которыми он обладает. Спиралевидное вращение атомной силы вокруг центра атома образует пустоты между витками её спирали. В результате этого с противоположной стороны атомной силы по ходу её вращения образуются вытянутые спиралевидные силовые линии, вращающиеся вдоль оси вращения атомной силы и каждый последующий виток, которых оказывался меньше предыдущего, образовывая тем самым «втягивающую воронку», в которой и возникает втягивающая сила определённой величины, способная втягивать в себя тепловую энергию на большом расстоянии от атома. При соприкосновении втягивающей силы атома с тепловой энергией, первая начинала втягивать в себя вторую, и последняя начинала перемещаться по её силовы линиям с большой скоростью. В результате этого из узкой части «силовой воронки» выходил тепловой поток энергии определённого диаметра и длины. Назовём такой тепловой поток энергии – структурным. Поскольку атомные силы, силы, которыми обладает атом, имеют различную величину, то вследствие этого они создают и различные по своей величине втягивающие силы. Втягивающие силы имеющие большую величину соответственно первыми взаимодействовали с структурными потоками энергии энергетической структуры и поэтому именно они в первую очередь соединялись с ними.
Если в определённом объёме пространства атом находится в свободном состоянии, то функцию его движущей силы в этом пространстве выполняют : - либо его наружные втягивающие силы создаваемые его «наружными» атомными силами, при условии, что в этом же объёме пространства находятся только лишь тепловые потоки энергии. В таком объёме атом двигается на встречу движению структурного потока энергии или же сосредоточению структурных потоков энергии - либо отрицательные электростатические силы его внешних электронов, когда вокруг атома не существует тепловой энергии, но существует электромагнитная энергия, или же последняя доминирует над первой.
Атомы, соединённые друг с другом через один и тот же структурный поток энергии в замкнутую систему образуют молекулу. Структурный поток энергии, вращающийся через две молекулы и соединяющий их тем самым собой в замкнутую систему образует собой межмолекулярную энергетическую связь. Одна и та же молекула может иметь несколько межмолекулярных энергетических связей. По отношению к электромагнитным потокам энергии своё функциональное назначение атомы выполняли и выполняют через свои электроны, т. е. через свои электростатические силы. Атомы, которые обладают большим количеством атомных сил, соответственно обладают и большим количеством электронов а следовательно, обладают и большой величиной электростатических сил, которая как правило превосходит общую величину внешних её втягивающих сил. В результате этого такие атомы в первую очередь взаимодействовали с электромагнитными потоками энергетической структуры и уж во вторую очередь с её структурными потоками энергии. Поэтому в этом случае первое взаимодействие определяло порядок и последовательность соединения атомов друг с другом через их структурные потоки энергии. В результате этого атомы в таком объёме пространства выстраивались в параллельные друг другу цепочки по горизонтальным и вертикальным его плоскостям, или же по плоскостям пересекающихся друг с другом под определённым острым или же тупом углом, образуя тем самым собой одну и туже «геометрическую фигуру», атомы которой соединялись в ней друг с другом и атомами других таких же геометрических фигур через структурные потоки энергии. В результате этого образовывались кристаллические решётки определённой конфигурации.
Таким образом из выше изложенного вытекает следующий вывод : любое вещество – это есть «овеществлённая» энергетическая структура определённого вида в определённом объёме пространства состоящая : - либо только лишь из структурных потоков энергии проходящих через внешние втягивающие силы атомов одного или же нескольких видов и образующих собой структурную энергетическую связь между ними - либо из структурных и электромагнитных потоков энергии проходящих соответственно через втягивающие и электростатические силы атомов одного или же нескольких видов и образующих собой структурную и электромагнитную
10-09-2015, 23:27