Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 18
поиск по сайту правообладателям
Кластерная система химических элементов
Хорошавин Лев Борисович
Докт. техн. наук
Разработана кластерная восемнадцатигрупповая система химических элементов до
N
220, в основу которой положен кластерный принцип строения электронных оболочек элементов с сохранением известной зависимости их свойств от атомной массы. Кластерная система химических элементов позволит изучать изменение свойств элементов не только по периодам и группам в Периодической системе элементов, но и дополнительно по кластерам химических элементов, определять прогнозные свойства новых элементов и создавать новые кластерные материалы и изделия.
Существующая длиннопериодная Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева исследована крайне недостаточно. Хотя и существуют более 500 производных систем от Периодической системы, но все они до сих пор не систематизированы, не проанализированы и недостаточно практически используются [1]. Автором для разработки новых систем химических элементов использовано два фундаментальных положения: 1. Строгой неизменности существующей Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, недопустимости внесения в нее каких-либо изменений, кроме добавления новых элементов. Главная особенность Периодической системы – неизвестность впередистоящих до водорода элементов и последних элементов. Можно предполагать, что до водорода могут стоять элементарные частицы, объединенные в кластеры-изотопические мультиплеты, с массой и зарядом менее 1 с уменьшающимися размерами в данное время до иокточастиц -10-24
м, а в конце – бесконечное количество новых элементов с переходом их количества в новое качество по волновым функциям. Это предположение основано на том, что в данное время известно только около 5% материи, а 95% материи неизвестна до сих пор – в этой темной материи может быть всё, в т.ч. и новые элементы с новой структурой и новой периодичностью. Следовательно, Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева бесконечна в начале системы до водорода и в конце с определенными условиями стабильности новых элементов. 2. Целесообразности разработок новых производных систем элементов для исследования взаимосвязи между свойствами элементов, прогнозирования новых элементов и решения конкретных практических задач. Для этих целей авторами создан ряд новых производных систем химических элементов, в т.ч. и с разделением элементов на нечетные и четные по атомным номерам [2-12]. Два положения о неизменности Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева и целесообразности разработок новых производных систем элементов полностью соответствуют объективным диалектическим законам познания Природного мира. Известна зависимость свойств элементов от их атомной массы и электронной конфигурации в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева по периодам и группам. Предлагается дополнительно
рассматривать изменение свойств элементов по их кластерам (группировкам), основанным на количестве внешних электронов в каждой электронной конфигурации с целью: - определить зависимости изменения свойств элементов в каждом кластере и между ними от четырех квантовых чисел: главного (n), орбитального (l), магнитного (ml
) и спинового (ms
); - рассчитывать прогнозные свойства новых элементов на основе кластеров и электронных ячеек для их экспериментальной проверки; - создать новые кластерные материалы и изделия по микро-, нано- и пикотехнологиям. Постановка задачи в данной работе – определить кластеры химических элементов по количеству внешних электронов в каждой электронной конфигурации s-, p-, d-, f-, g-элементов (орбитальному квантовому числу l) при неизменности порядка их атомных масс и атомных номеров, равных количеству протонов в ядре и, соответственно, электронов в оболочках. Систематизировать кластеры химических элементов, определить электронные ячейки в кластерной системе элементов и изучить свойства ячеек. Ранее авторами статьи установлены кластеры (группировки) химических элементов по структуре их внешних электронных оболочек и количеству в них внешних электронов [13]. Химическое взаимодействие элементов определяется преимущественно внешними электронами элементов, т.е. их количеством и структурой внешних электронных оболочек элементов. Также строение внешних электронных оболочек и связанные с ними большинство химических и физических свойств элементов определяются электромагнитным взаимодействием электронов с ядром – в основном кулоновскими силами и в меньшей степени друг с другом. Количество внешних электронов и структура оболочек изменяются по группам элементов с определенным их чередованием в виде группировок, названных кластерами элементов. Известно, что относительно небольшие группы частиц, объединенных теми или иными силами, относительно слабыми, называются кластерами (кластер, англ. cluster – группировка, скопление, сгусток, связка, пучок, группа атомов или других структурных элементов, агрегаты и др.). Виды кластеров многочисленны: нанокластеры (группировки, агрегаты ионов, атомов, молекул и отдельных частиц), металлические, магнитные, молекулярные, углеродные, водные, кластеры благородных газов и др. Кластеры химических элементов –
это группировки элементов с одинаковой электронной конфигурацией, с одинаковым интервалом изменения количества внешних электронов и границами между ними, определенными постоянным количеством внешних элементов в каждой группировке. Кластерная система химических элементов
(табл.1) основана на их разделении на s, p, d, f, g-элементы и кластеры. Таблица 1. Кластерная система химических элементов Атомная масса – Удельная атомная масса – Распределение внешних электронов - 6,94 3
2,31 Li
литий
2s1
1 -Атомный номер - Название элемента - Количество внешних электронов Количество элементов в одном кластере: 2-ð s-элементы 6-ð p-элементы 10-ð d-элементы 14-ð f-элементы 18-ð g-элементы Ряды
Группы элементов
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
1
1,0 1
1,0 H
водород
1s1
1 4,0 2
2,0 He
гелий
1s2
2 6,94 3
2,31 Li
литий
2s1
1 9,01 4
2,25 Be
бериллий
2s2
2 10,81 5
2,16 B
бор
2s2
2p1
3 12,01 6
2,0 C
углерод
2s2
2p2
4 14,00 7
2,0 N
азот
2s2
2p3
5 15,99 8
1,99 О
кислород
2s2
2p4
6 18,99 9
2,99 F
фтор
2s2
2p5
7 2
39,09 19
2,05 К
калий
4s1
1 40,07 20
2,0 Са
кальций
4s2
2 44,95 21
2,14 Sc
скандий
3d1
4s2
3 47,88 2
2
2,17 Ti
титан
3d2
4s2
4 50,94 23
2,21 V
ванадий
3d3
4s2
5 51,99 24
2,16 Cr
хром
3d4
4s2
6 54,93 25
2,19 Mn
марганец
3d5
4s2
7 55,84 26
2,14 Fe
железо
3d6
4s2
8 58,93 27
2,18 С
o
кобальт
3d7
4s2
9 3
85,47 37
2,31 Rb
рубидий
5s1
1 87,62 38
2,0 Sr
стронций
5s2
2 88,90 39
2,27 Y
иттрий
4d1
5s2
3 91,22 40
2,28 Zr
цирконий
4d2
5s2
4 92,90 41
2,26 Nb
ниобий
4d4
5s1
5 95,94 42
2,28 Mo
молибден
4d5
5s1
6 97,90 43
2,27 Tc
технеций
4d5
5s2
7 101,07 44
2,29 Ru
рутений
4d7
5s1
8 102,9 4
5
2,28 Rh
родий
4d8
5s1
9 4
132,9 55
2,41 Cs
цезий
6s1
1 137,32 56
2,45 Ba
барий
6s2
2 138,95 57
2,43 La
лантан
5d1
6s2
3 140,12 58
2,41 Ce
церий
4f1
5d1
6s2
4 140,9 59
2,38 Pr
празеодим
4f3
6s2
5 144,24 60
2,40 Nd
неодим
4f4
6s2
6 145,0 61
2,45 Pm
прометий
4f5
6s2
7 150,4 62
2,42 Sm
самарий
4f6
6s2
8 151,96 63
2,41 Eu
европий
4f7
6s2
9 5
180,94 73
2,47 Ta
тантал
5d3
6s2
5 183,85 74
2,48 W
вольфрам
5d4
6s2
6 186,2 75
2,48 Re
рений
5d5
6s2
7 190,2 76
2,50 Os
осми
5d6
6s2
8 192,22 77
2,49 Ir
иридий
5d7
6s2
9 195,09 78
2,50 Р
t
платина
5d8
6s2
10 196,96 79
2,50 Au
золото
5d10
6s1
11 200,59 80
2,50 Hg
ртуть
5d10
6s2
12 204,38 81
2,52 Tl
таллий
6s2
6p1
3 6
231,03 91
2,53 Pa
протактиний
5f2
6d1
7s2
5 238,02 92
2,58 U
уран
5f3
6d1
7s2
6 237,04 93
2,54 Np
нептуний
5f4
6d1
7s2
7 244,06 94
2,59 Pu
плутоний
4f1
5d1
6s2
4 243,06 95
2,55 Am
америций
5f7
7s2
9 247,07 96
2,57 Cm
кюрий
5
f
7
6
d1
7
s2
10 247,07 97
2,54 Bk
берклий
5f8
6d1
7s2
11 251,08 98
2,56 Cf
калифорний
5f1
0
7s2
12 252,08 9
9
2,54 Es
эйнштейн
5f1
1
7s2
13 7
266,0 109
2,44 Mt
мейтнерий
6d7
7s2
9 267,14 110
2,42 Ds
дармштадтий
6d8
7s2
10 268,14 111
2,41 -
6d10
7s1
11 269,15 112
2,40 -
6d10
7s2
12 270,15 113
2,39 -
7s2
7p1
3 271,16 11
4
2,37 -
7s2
7p2
4 272,16 11
5
2,36 -
7s2
7p3
4 273,17 11
6
2,35 -
7s2
7p4
5 274,17 117
2,34 -
7s2
7p5
7 8
284,42 127
2,23 - 9 285,25 128
2,22 - 10 286,26 129
2,22 - 11 287,27 130
2,20 - 12 131
- 13 132
- 14 133
- 15 134
- 16 135
- 17 9
145
- 9 146
- 10 147
- 11 148
- 12 149
- 13 150
- 14 151
- 15 152
- 16 153
- 3 10
163
- 3 164
- 4 165
- 5 166
- 6 167
- 7 168
- 8 169
- 1 170
- 2 171
- 3 11
181
- 13 182
- 14 183
- 15 184
- 16 185
- 17 186
- 18 87
- 19 88
- 20 189
- 3 12
199
- 13 200
- 14 201
- 15 202
- 16 203
- 3 204
- 4 205
- 5 206
- 6 207
- 7 13
217
- 7 218
- 8 219
- 1 220
- 2 - - - - - 14
- - - - - - - - - Продолжение таблицы 1
Ряды
Группы элементов
X
XI
XII
XIII
XIV
XV
XVI
XVII
XVIII
1
20,17 1
0
2,01 Ne
неон
2s2
2p6
8 22,99 11
2,09 Na
натрий
3s1
1 6,94 12
2,02 Mg
магний
3s2
2 26,98 13
2,07 Al
алюминий
3s2
3p1 3 28,08 14
2,0 Si
кремний
3s2
2p2
4 30,97 15
2,06 P
фосфор
3s2
3p3
5 32,06 16
2,0 S
сера
3s2
3p4
6 35,45 17
2,08 Cl
хлор
3s2
3p5
7 39,94 18
2,21 Ar
аргон
3s2
3p6
8 2
58,34 28
2,08 Ni
никель
3d8
4s2
10 63,54 2
9
2,19 С
u
медь
3d10
4s1
11 65,39 30
2,17 Zn
цинк
3d10
4s2
12 69,72 31
2,24 Ga
галлий
4s2
4p1
3 72,61 32
2,26 Ge
германий
4s2
4p2
4 74,92 33
2,27 As
мышьяк
4s2
4p3
5 78,96 34
2,32 Se
селен
4s2
4p4
6 79,90 3
5
2,28 Br
бром
4s2
4p5
7 83,8 36
2,32 К
r
криптон
|