В конкретном веществе, в зависимости :
- во-первых от величины внешней тепловой энергии и величины других видов энергии воздействующих на данное вещество
- во-вторых от соотношения общей величины энергии сосредоточенной в структурных и электромагнитных потоков энергии его энергетической структуры последняя соединяет в нём атомы друг с другом либо в виде молекул, либо в виде кристаллических решёток определённой конфигурации и приобретает тем самым определённое агрегатное состояние : либо колеблющееся (газовое), либо вибрирующее (жидкое), либо устойчивое (твёрдое) состояние.
Если величина внешней тепловой энергии воздействующей на вещество, энергетическая структура которого состоит только лишь из структурных потоков энергии, превосходит общую величину тепловой энергии сосредоточенной в них, то те из её структурных потоков, которые образуют собой межмолекулярные энергетические связи, расширяются в своих размерах. В результате этого молекулы в таком веществе и его энергетическая структура приобретают колеблющееся состояние, которое и принято называть газовым состоянием. Если же величина тепловой энергии сосредоточенной в тех структурных потоков энергии, которые образуют собой межмолекулярные энергетические связи в энергетической структуре газа, начинает убывать из них, то это вызывает сокращение данных структурных потоков энергии, что ведёт сначала к превращению «колеблющегося» состояния молекул в вибрирующее состояние (т. е. в жидкое состояние ), а затем к превращению вибрирующего состояния молекул в устойчивое состояние (т. е. в твёрдое состояние).
Если энергетическая структура вещества состоит из структурных и электромагнитных потоков энергии и воздействие внешних видов энергии на данное вещество не вызывает в них изменений, а величина энергии первых превосходит величину энергии вторых, то при одних и тех же внешних видов энергии постоянно воздействующих на данное вещество, его агрегатное состояние определяется состоянием структурных потоков энергии его энергетической структуры. И наоборот, если величина энергии вторых превосходит величину энергии первых, то при одних и тех же внешних видов энергии постоянно воздействующих на данное вещество, его агрегатное состояние определяется состоянием электромагнитных потоков его энергетической структуры.
Чтобы выше изложенное не было голословным, мы должны доказать : во-первых, что современное понимание основных типов «химических связей» не соответствует действительности, и во-вторых, что эти типы связей на самом деле представляют собой различные типы энергетических связей.
1. Ковалентная связь.
А. / Общепринятое понимание этой связи: «Обменный механизм образования ковалентной связи. Пусть имеются два отдельных, изолированных атомов водорода Н1 и Н2. При сближении этих атомов силы электростатического взаимодействия - силы притяжения электрона атома Н1 к ядру атома Н2 и электрона атома Н2 к ядру атома Н1 – будут возрастать : атомы начнут притягиваться друг к другу.
Одновременно будут возрастать и силы отталкивания между одноимённо заряженными ядрами атомов и между электронами этих атомов. Это приведёт к тому, что атомы смогут сблизиться между собой настолько, что силы притяжения будут полностью уравновешены силами отталкивания. Расчёт этого расстояния (длины ковалентной связи) показывает, что атомы сблизятся настолько, что электронные оболочки, участвующие в образовании связи, начнут перекрываться между собой. Это приводит к тому, что электрон, двигавшийся ранее в поле притяжения только одного ядра, получит возможность перемещаться и в поле притяжения другого ядра. В какой-то момент времени то вокруг одного, то вокруг другого атома будет возникать заполненная оболочка благородного газа ( такой процесс может происходить только с электронами, обладающими противоположно направленными проекциями спина). При этом возникает общая пара электронов, одновременно принадлежащая обоим атомам. Область перекрытия между электронными оболочками имеет повышенную электронную плотность, которая уменьшает отталкивание между ядрами и способствует образованию ковалентной связи.
Таким образом, связь, осуществляемая за счёт образования электронных пар, в одинаковой мере принадлежащих обоим атомам, называется ковалентной. » («Начала Химии». Издательство «Экзамен». Москва. 2003 стр. 83-84 )
Рассмотрим, но в обратном порядке, все те положения, которые определяют собой «обменный механизм образования ковалентной связи».
Первое положение: ковалентная связь – это есть образование электронных пар, в одинаковой мере принадлежащих обоим атомам, в результате образования области перекрытия между электронными оболочками этих атомов. Ковалентная связь образуется только в том случае, когда спины их внешних электронов антипараллельны (т. е. когда их электроны вращаются вокруг своей собственной оси в противоположных направлениях).
Наличие молекулы водорода говорит о том, что между двумя атомами водорода существует постоянная связь. Следовательно, исходя из понимания ковалентной связи между двумя атомами водорода, между ними должна постоянно существовать «область перекрытия между их электронными оболочками. Но как такая «область перекрытия» реально может существовать, да ещё и постоянно, если:
- во-первых современная физическая и химическая наука утверждает, что «каждый электрон вращается вокруг своего ядра со скоростью света», и что «электрон в атоме не движется по определённым траекториям, а может находиться в любой части околоядерного пространства... ». Оба этих факта опровергают собой существование вообще какой-либо «области перекрытия между электронными оболочками» двух атомов водорода и наличие между ними «электронных пар, в одинаковой мере принадлежащих обоим атомам».
- во-вторых опять-таки современная наука трактует понятие «электронная оболочка (орбиталь)» как «пространство вокруг ядра, в котором вероятность нахождения электрона достаточно велика». Спрашивается как одно «пространство» может перекрываться другим «пространством», да ещё образовывать между собой «область перекрытия» ? Это из области фантазии, но не реальности.
- в-третьих предположить, что в молекуле водорода движение электронов вокруг своих ядер и пересекаются друг с другом, то это означает, что рано или поздно они должны будут столкнуться друг с другом и атомы в результате этого разлетятся в разные стороны.
Второе положение: образование молекул с ковалентной связью осуществляется в результате взаимодействия электростатических сил принадлежащих каждому из атомов, которое выражается сначала в притягивании атомов друг к другу, а затем в удержании их друг возле друга.
Электростатическими силами атома водорода являются электрические заряды протона и электрона, которыми он обладает. Протон имеет положительный заряд, а электрон – отрицательный. Их заряды равны между собой. Протон находится в центре атома, а электрон вращается вокруг него. «Размеры всех атомов ~ 10-10 м. А размер ядра на 5 порядков меньше, всего ~ 10-15 м. Наглядно это можно представить 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. Москва. 2005 стр. 656)
Из этих фактов следует, что электрон находящийся в атоме водорода на таком огромном расстоянии от своего ядра (протона), при одинаковой величине их зарядов, всегда и неизменно будет быстрее вступать во взаимодействие с электроном другого атома, чем с ядром этого другого атома. Поэтому, если между двумя атомами водорода и возникает электростатическое взаимодействие, то оно проявляется в возникновении между ними электростатических сил отталкивания, но никак электростатических сил притяжения.
Б. / Энергетическое понимание этой связи: Атом водорода обладает одной атомной силой, а поэтому обладает и одной втягивающей силой. В результате этого через него может проходить только лишь один структурный поток энергии и через свой один электрон он может притягиваться только лишь к одному электромагнитному потоку энергии.
Исходя из этого, и энергетического понимания связей между атома- ми, образование молекулы водорода заключается в последовательном и постоянном прохождении одного и того же структурного потока энергии через втягивающие силы двух атомов водорода и образовании тем самым собой замкнутой энергетической связи между ними. Для того, чтобы произошёл такой процесс два атома водорода должны принять перевёрнутое положение по отношению друг к другу, так как только лишь в этом случае «выход» структурного потока энергии из втягивающей силы одного атома водорода будет всегда находиться рядом с «входом» в втягивающую силу другого атома водорода. В результате этого направленное движение структурного потока энергии превращается во вращательное его движение через оба атома водорода образуя собой из них единую систему – молекулу. Такое понимание связи между двумя атомами водорода как раз и объясняет почему электроны в каждом из них вращаются вокруг своей оси в противоположных направлениях – потому, что в молекуле водорода её ато- мы находятся в перевёрнутом положении по отношению друг к другу.
Как это мы уже говорили выше энергетическая структура газа состоит только лишь из структурных потоков энергии, которые образуют собой во-первых короткие и сильные молекулярные энергетические связи между атомами и во-вторых очень длинные, и вследствие этого очень слабые межмолекулярные энергетические связи между молекулами. При понижении температуры окружающей среды газа водорода, тепловая энергия, сосредоточенная в структурных потоках энергии образующих собой межмолекулярные энергетические связи между молекулами водорода, начинает перемещаться в окружающую среду. В результате этого они начинают сокращаться, что ведёт сначала к превращению «колеблющегося» (газового) состояния молекул водорода в вибрирующее состояние (т. е. в жидкое ), а затем к превращению вибрирующего состояния молекул водорода в устойчивое состояние (т. е. в твёрдое ).
2. Ионная связь.
А. / Общепринятое понимание этой связи: «Ионная связь осуществляется электростатическим взаимодействием атомов при переходе электрона одного из них к другому, т. е при образовании положительного и отрицательного иона. » («Физический Энциклопедический Словарь». стр. 431 )
«Атом, потерявший электрон, делается положительно заряженным ионом – катионом. Атом, который приобрёл электрон, становится отрицательно заряженным ионом – анионом. В анионе больше электронов, чем протонов»
Так, например, «Электрон атома натрия притягивается атомом хлора. В результате натрий становится катионом с 11 протонами и только с 10 электронами. Хлор становится анионом с 17 протонами и 18 электронами.... символ Nа + показывает, что натрий потерял один электрон, а Cl - что хлор приобрёл один электрон. » ( «Смеси и Соединения». Москва. РОСМЭН. 2002 г. стр. 20 )
«Таким образом, весь кристалл поваренной соли представляет собой как бы одну огромную макромолекулу, состоящую из огромного числа ионов ( Na+ Cl- )n ».
(«Начала Химии». Издательство «Экзамен». Москва. 2003 г. стр. 98 )
Рассмотрим, исходя из выше изложенного, те положения, которые определяют собой ионную связь между атомами.
Первое положение: ионная связь осуществляется электростатическим взаимодействием атомов при переходе электрона одного из них к другому.
Электрон и протон обладают одинаковой величиной заряда и в любом атоме они находятся друг от друга на огромном расстоянии по отношению к их размерам. Вследствие этого между атомом хлора и атомом натрия в первую очередь может возникнуть электростатическое взаимодействие между их электронами, поскольку сближение этих атомов друг с другом будет означать в первую очередь сближение друг с другом их электронов. А взаимодействие одноимённых зарядов заканчивается отталкиванием их друг от друга. Поэтому при электростатическом взаимодействии электронов хлора с электронами натрия не может происходить переход электрона натрия к электрону хлора.
Второе положение : атом, потерявший электрон, делается положительно заряженным ионом – катионом. Атом, который приобрёл электрон, становится отрицательно заряженным ионом – анионом. В анионе больше электронов, чем протонов.
Согласно атомно-молекулярной теории « Атомы при химических реакциях не изменяются. »
(«Начала Химии». Издательство «Экзамен». Москва. 2003 г. стр. 19 )
Раз атомы при химических реакциях не изменяются, то следовательно, не изменяется и их внутренняя энергия. Потеря же или приобретение атомом электрона означает изменение его внутренней энергии.
Отсюда вытекает, что при химических реакциях либо атомы не могут ни терять электроны, ни приобретать их, либо они изменяются.
Потеря или же приобретение атомом электрона не может превращать его в положительный или же отрицательный атом, т. е. в положительную или же отрицательную электростатическую силу, так как атом как таковой – это есть прежде всего атомная энергия в виде атомных сил сосредоточенная в его объёме, а не протоны и электроны, которые удерживают её в этом объёме. А энергия не может обладать положительным или же отрицательным зарядом.
Б. / Энергетическое понимание этой связи : Поваренная соль (NaCl) состоит из химического элемента натрия, который в своём естественном виде находится в твёрдом агрегатном состоянии и относится к металлам I группы, и из химического элемента хлора, который в своём естественном виде находится в газовом агрегатном состоянии. Это говорит во-первых о том, что энергетическая структура химического элемента натрия состоит из электромагнитных и структурных потоков энергии, где первые доминируют над вторыми. Поэтому в этом химическом элементе атомы натрия прежде всего взаимодействуют через отрицательные электрические заряды своих электронов с электромагнитными потоками энергии его энергетической структуры и вследствие этого притягиваясь к ним размещаются вокруг и вдоль их «поверхности» и уж затем соединяются друг с другом через структурные потоки энергии. Во-вторых о том, что энергетическая структура химического элемента хлора состоит только лишь из структурных потоков энергии, одна часть которых образует собой молекулярные энергетические связи между атомами хлора, а другая часть образует собой межмолекулярные энергетические связи между молекулами хлора.
В результате химической реакции между этими двумя химическими элементами происходит вхождение колеблющейся энергетической структуры химического элемента хлора в устойчивую энергетическую структуру химического элемента натрия и соединение их друг с другом. Это соединение выражается во-первых в притяжении отрицательных электростатических сил атомов хлора к электромагнитным потокам энергии энергетической структуры химического элемента натрия и как следствие этого, во-вторых в превращении молекулярных энергетических связей между молекулами хлора в структурные по- токи энергии проходящие через атомы хлора и атомы натрия, и в-третьих в высвобождении во внешнюю среду определённой части межмолекулярных энергетических связей между молекулами атомов хлора.
3. Металлическая связь.
А. / Общепринятое понимание этой связи : «Металлы объединяют свойства, имеющие общий характер и отличающиеся от свойств других веществ. Такими свойствами являются сравнительно высокие температуры плавления, способность к отражению света, высокая тепло- и электропроводность. Эти особенности обязаны существованию в металлах особого вида связи – металлической связи.
Металлическая связь – связь между положительными ионами в кристаллах металлов, осуществляемая за счёт притяжения электронов, свободно перемещающихся по кристаллу. В соответствии с положением в периодической системе атомы металлов имеют небольшое число валентных электронов.
Эти электроны достаточно слабо связаны со своими ядрами и могут легко отрываться от них. В результате в кристаллической решётке металла появляются положительно заряженные ионы и свободные злектроны.
Поэтому в кристаллической решётке металлов существует большая свобода перемещения электронов; одни из атомов будут терять свои электроны, а образующиеся ионы могут принимать эти электроны из «электронного газа». Как следствие, металл представляет собой ряд положительных ионов, локализованных в определённых положениях кристаллической решётки, и большое количество электронов, сравнительно свободно перемещающихся в поле положительных центров. В этом состоит важное отличие металлических связей от ковалентных, которые имеют строгую направленность в пространстве. В случае металлов невозможно говорить о направленности связей, так как валентные электроны распределены по кристаллу равномерно. Именно этим и объясняется, например, пластичность металлов, т. е. возможность смещения ионов и атомов в любом направлении без нарушения связи.
Металлическая связь отличается от ковалентной также и по прочности : её энергия в 3-4 раза меньше энергии ковалентной связи. »
(«Начала Химии». Издательство «Экзамен». Москва. 2003 г. стр. 101- 102 )
Рассмотрим, исходя из выше изложенного, те положения, которые определяют собой металлическую связь между атомами.
Первое положение : Металлическая связь – это связь между положительными ионами в кристаллах металла, осуществляемая за счёт притяжения электронов свободно перемещающихся по кристаллу. Кристалл любого металла – это есть прежде всего определённый объём пространства, в котором атомы металла находятся по отношению друг к другу в определённом положение. Спрашивается каким образом свободно перемещающиеся электроны в этом объёме пространства могут притягивать к себе атомы? Ведь как это мы уже отмечали ранее, протон и электрон имеют одинаковую величину электрического заряда, и по отношению к их размерам, один от другого в атоме расположены на громадном расстоянии. Вследствие этого электроны любого атома всегда и неизменно первыми взаимодействуют как с электронами другого атома, так и со свободными электронами. И такое взаимодействие между ними ведёт к образованию сил отталкивания между ними, но никак сил притяжения. Поэтому свободно перемещающиеся электроны по объёму кристалла не могут притягивать к себе атомы металла.
Второе положение : В соответствии с положением в периодической системе атомы металлов имеют небольшое число валентных электронов. Эти электроны достаточно слабо связаны со своими ядрами и могут легко отрываться от них. В результате в кристаллической решётке металла появляются положительно заряженные ионы и свободные электроны.
Из того, что валентные электроны «достаточно слабо связаны со своими ядрами» вовсе не вытекает, что они «могут легко отрываться от них». Чтобы валентный электрон атома металла «оторвался» от своего ядра, для этого необходимо, чтобы какая-то внешняя сила воздействуя на этот электрон совершила над ним работу по его отрыву от ядра атома. Поскольку металл, как химический элемент, состоит из атомов одного и того же вида, то следовательно, протоны ядер атомов металла не могут быть теми внешними силами, которые отрывают валентные электроны друг у друга, так как силы притяжения валентных электронов к своему ядру в каждом из атомов металла равны друг другу – силы притяжения валентных электронов к ядру своего атома
10-09-2015, 23:27