СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Физическая химия НУКЛОННЫЙ “ВЕПОЛЬ” - НОВОЕ СОСТОЯНИЕ МАТЕРИИ И ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ ДЕФЕКТ НУКЛОННОЙ МАССЫ АТОМОВ. ОБЪЯСНЕНИЕ “АНОМАЛЬНЫХ” СВОЙСТВ ВОДЫ И...

НУКЛОННЫЙ “ВЕПОЛЬ” - НОВОЕ СОСТОЯНИЕ МАТЕРИИ И ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ ДЕФЕКТ НУКЛОННОЙ МАССЫ АТОМОВ. ОБЪЯСНЕНИЕ “АНОМАЛЬНЫХ” СВОЙСТВ ВОДЫ И СПЕЦИФИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ.

Часть первая.

Объяснение “аномальных” свойств воды

©Геннадий Ф. Коновалов

Контакт с автором: gkonovalov@hotmail.ru

Данная статья посвящается памяти Макса Планка, лауреата Нобелевской премии

Введение

 Общепринятыми являются традиционные представления о четырех состояниях вещества: твердое, жидкое, газообразное, плазма. Кроме того, для объяснения многих физических явлений используются понятия: вещество и поле, которые, применительно к явлениям в микромире, рассматриваются еще как частицы и волны. Во многих случаях это объясняет экспериментальные факты, но одновременно создает определенные затруднения с объяснением других экспериментальных фактов, например “аномальных” свойств воды и специфических особенностей монокристаллического кремния, используемого в микроэлектронике.

Предположим, что для явлений в микромире возможно иное состояние материи, которое можно определить как единое состояние вещества и поля или, SF-состояние (“Stoff - Feld” или “Вещество-Поле”). Наряду с квазичастицами, можно также предположить о существовании локализованных квазиполей, и соответственно локализованных квазичастиц-полей, или нуклонных “веполей” (ВЕщество-ПОле).Если применять SF-состояние материи для микромира, в частности для нуклонов атомов, то снимается целый ряд ограничений для нуклонов атомов, а именно – число нуклонов в атомах может быть не целочисленным, а дробным. То есть, число протонов и нейтронов в ядрах атомов для нуклонного “веполя” может быть дробным. Тогда, нуклонный “веполь”, который состоит из дробного числа протонов и нейтронов, может обладать другими топологическими и физическими свойствами:

Топологический дефект нуклонной массы определяется наличием нецелочисленного (дробного) числа протонов и нейтронов в ядре атома и рассчитывается по справочным данным для каждого химического элемента периодической системы Менделеева, исходя из Р - числа протонов, N- числа нейтронов, А - атомной массы элемента, и масс нуклонов. Дополнительно были приняты предположения о том, что основная атомная масса элементов сосредоточена в нуклонах, и при изменении фазовых состояний элементов не происходит радиоактивных превращений.

По принятой методологии были рассчитаны топологические дефекты нуклонной массы для всех элементов периодической системы Менделеева. Оказалось, что элементы периодической системы Менделеева разделены на две группы: первая группа – с отрицательным топологическим дефектом нуклонной массы, и вторая группа – с положительным топологическим дефектом нуклонной массы.

Важным обстоятельством является тот факт, что вся группа элементов с отрицательным топологическим дефектом нуклонной массы находится в интервале от Z=1 до Z=20, т.е. от водорода до кальция. Возможно, что это обусловлено расположением электронных уровней в указанных элементах, а также с гибридизацией внутренних электронов с нуклонными “веполями”. Кроме того, в диапазоне от Z=1 до Z=20 расположены химические элементы, которые являются главными компонентами животных и растительных организмов.

В группе с отрицательным значением топологического дефекта нуклонной массы находятся водород, кислород и кремний, а также другие элементы.

Теперь воспользуемся нашим предположениями, расчетами и попытаемся объяснить свойства “аномальной” воды.

 Часть первая. Объяснение “аномальных” свойств воды

 Современное состояние научных представлений о строении веществ, находящихся в жидкой фазе, не всегда дает понятные представления об их структуре и свойствах, в том числе о свойствах воды – важнейшего химического соединения на Земле, которое участвует в биохимических реакциях во всем животном и растительном мире.

Не менее интересным является отсутствие объяснений поразительных свойств монокристаллического кремния – одного из самых распространенных химических элементов, который широко применяется в микроэлектронике.

Несмотря на различия фазовых состояний воды, и монокристаллического кремния, находящихся при нормальных условиях, их объединяет подобие топологических свойств, которые определяют возможности воды и монокристаллического кремния для сохранения и переработки интегрированной информации.

Известна периодическая зависимость гидридов элементов VI группы (подгруппа кислорода) периодической системы Д. И. Менделеева: кислорода, серы, селена, теллура и полония от их температур плавления и кипения, которая представляет воду “аномальной” жидкостью только потому, что на линейном графике в двумерном поле температур, точки температур плавления и кипения для H2O не расположены в начале линейных графиков температур плавления и кипения гидридов элементов, хотя химический элемент кислород находится в начале VI группы периодической системы. Это кажущееся противоречие было основанием для того, чтобы считать воду “аномальной” жидкостью. Считалось очевидным предположение о том, что линейное расположение гидридов химических элементов в YI группе периодической системы: кислород, сера, селен, теллур и полоний должно быть таким же линейным в двумерном поле температур плавления и кипения данных гидридов элементов, и температуры плавления и кипения воды должны были бы быть началом соответствующих линейных графиков температур плавления и кипения для гидридов элементов VI группы, вне зависимости химического соединения от фазового состояния.

Однако не учитывались обстоятельства, что в области рассматриваемых фазовых переходов, гидриды элементов YI группы находятся в различных фазовых состояниях: H2O – стабильная жидкость, H2S – газ, H2Se - газ, H2Te - газ , H2Po – нестабильная жидкость.

Такой подход имеет существенную методологическую ошибку – применение необоснованной тождественности для понятий: “формула” и “структура”. Использование понятия “формула” для представления “структуры” молекулы того или иного химического соединения неправомерно и ошибочно. “Формула” воды H2O представляет модель молекулы в газовой фазе, но эта “формула” воды не может быть применена для представления “структуры” воды, находящейся в жидкой фазе, поскольку воду в жидком состоянии можно определить как полимер.

Подобные методологические упрощения, в частности, необоснованная тождественность понятий “формула” и “структура”, применяемые при рассмотрении свойств химических элементов, а также абстрактные научные понятия: атом, молекула, формула и структура химического элемента и их производные понятия, не всегда позволяют объяснить отдельные закономерности и свойства химических элементов и их соединений.

С другой стороны, такой метафизический подход, как определенный уровень формирования абстрактного понятийного аппарата, широко применяется в химии, физике, биохимии и биофизике. Данный метафизический подход, как одна из многочисленных парадигм XIX века, сыграл важную методологическую роль в развитии всех естественных наук.

Однако, в рамках данной метафизической парадигмы, невозможно объяснить, например, “аномальную” воду.

Рассмотрим известные экспериментальные данные, приведенные в таблице 1.

 

Таблица 1. Температуры кипения и плавления гидридов элементов VI группы

№ п/п

Химическое соединение и фазовое состояние

Т кипения, К

Т плавления, К

D =Т кип. – Т плав.

1

H2S газ

213

187

26

2

H2Se газ

231*

208

23 *

3

H2Te газ

271

224

47

4

H2Po нестабильная

жидкость

308

237

71

5

[H24O24]n ** стабильная

жидкость

373

273

100

*) Расхождение величины D для H2Se, по мнению автора, связано с возможными ошибками при определении Т кип. для H2Se, что будет обсуждено ниже.

**) Предположение автора - описывать структуру воды в виде [H24O24]n - как жидкого полимера,

Периодическая зависимость температур кипения гидридов элементов VI группы от топологических параметров t

В таблице 2 приведены исходные данные для корреляции между температурами кипения и топологическими параметрами t для гидридов элементов VI группы, а также вычисленные расчетные температуры кипения гидридов VI группы по полученной эмпирической зависимости температур кипения от топологических параметров t для гидридов VI группы. Топологический параметр для каждого гидрида YI группы рассчитывался как функция от молекулярного веса и топологического дефекта нуклонной массы гидрида элемента.

По экспериментальным данным из таблицы 2 для температур кипения гидридов элементов VI группы, и по известному математическому методу, были рассчитаны коэффициенты корреляции для установления формулы эмпирической зависимости Tкип от топологических параметров t. Эмпирическая зависимость между Tкип и топологическими параметрами t для гидридов элементов VI группы описывается гиперболической функцией:

Tкип = a * Bt , ( 1 )

где a = 91,3206 и B = 1,12237.

Таблица 2. Корреляция Ткипения гидридов элементов VI группы с топологическими параметрами t

№ п/п

Гидрид элемента

Топологический параметр t

Т1, К

экспериментальная

T2, К

расчетная

D i , %

1

H2S

7,0492

213

197,2

+7,42

2

H2Se

8,780

231

245,1 *

- 6,1

3

H2Te

9,7208

271

275,9

- 1,81

4

H2Po

10,7049

308

312,2

- 1,36

5

[H24O24 ]n

12,0151

373

368,0

+1,34

D средн. = 3,61 %

*- расчетное значение температуры кипения для H2Se = 245,1 К.

В таблице 2: D i={(T1-T2):T1*100%},

D iсредн =(D 1 + D 2+ D 3+ D 4 + D 5) : 5=3,61 %,

что определяет нахождение расчетных температур кипения гидридов VI группы с относительно небольшой погрешностью.

 

Периодическая зависимость температур плавления гидридов элементов VI группы от топологических параметров t

В таблице 3 приведены исходные данные для корреляции между температурами плавления гидридов и топологическими параметрами t для элементов VI группы, а также вычисленные расчетные температуры плавления гидридов VI группы по полученной эмпирической зависимости температур плавления от топологических параметров t для гидридов VI группы.

По экспериментальным данным из таблицы 3 для температур плавления гидридов элементов VI-ой группы, и по известному математическому методу были рассчитаны коэффициенты корреляции для установления формулы эмпирической зависимости Tплав от топологических параметров t.

Оказалось, что эмпирическая зависимость между Tплав и топологическими параметрами также описывается гиперболической функцией:

Tплав = c * Dt , ( 2 )

где c = 109.0196 и D = 1.07744.

 

Таблица 3. Корреляция Тплавления гидридов элементов VI-ой группы с топологическими параметрами t

№ п/п

Гидрид элемента

Топологический параметр t

Т3, К

Экспериментальная

T4, К

Расчетная

D j, %

1

H2S

7,0492

187

184,4

+1,39

2

H2Se

8,780

208

209,9

- 0,91

3

H2Te

9,7208

224

225,1

- 0,49

4

H2Po

10,7049

237

242,3

- 2,24

5

[H24O24 ]n

12,0151

273

267,1

+ 2,16

D средн. = 1,44 %

В таблице 3: D i={(T3-T4):T3*100%},

D jсредн =(D 1 + D 2+ D 3+ D 4 + D 5) : 5=1,44 %,

что определяет нахождение расчетных температур плавления гидридов VI-ой группы с относительно небольшой погрешностью.

Выводы:

  1. Предположено возможное существование в микромире материи в новом состоянии – в виде нуклонного “веполя”, который состоит из дробного числа протонов и нейтронов; “веполь” может иметь неевклидовую кривизну, как с положительным, так и с отрицательным значением, а также переменную топологию; “веполь” может быть локально рассредоточенным, не являясь единым физическим и геометрическим целым; “веполь” может одновременно находиться в физическом пространстве с вероятностью p > 1, из-за своей локально рассредоточенной топологической структуры; “веполь” может иметь топологический дефект нуклонной массы.
  2. Переходным состоянием между двумя состояниями материи: поле и вещество, является состояние материи в виде нуклонного “веполя”, которое в начале XIX века называлось “эфиром”. Энергетический и информационный обмен между полем и веществом происходит с помощью нуклонных “веполей”.
  3. Физический смысл топологического дефекта нуклонной массы атома – это показатель удельной энергии нерадиоактивного поглощения и излучения, которые происходят при осцилляции системы, состоящей из нуклонного “веполя” атома и электронами внутренних электронных оболочки атома, которые переходят на стационарные электронные орбитали, с дробными квантовыми числами, меньшими, чем квантовое число n=1. Также можно предположить, что электронные оболочки для элементов с Z<20 за счет гибридизации с нуклонным “веполем” имеют вид: 1s22s23s24s22p63p6 , т.е. все s-электроны за счет гибридизации с нуклонным “веполем” расположены на первом электронном диффузном s-уровне, и на одной диффузной s-орбитали может находиться восемь s-электронов уровней 1s, 2s, 3s и 4s.
  4. Геометрический смысл топологического дефекта нуклонной массы атома – это различная топологическая кривизна (положительная или отрицательная) нуклонных “веполей”, находящихся в SF-состоянии. Это означает, что геометрические поверхности нуклонов в SF-состоянии имеют положительную кривизну для одной группы элементов, и отрицательную кривизну – для второй группы элементов. Можно предположить, что подобные топологические поверхности имеют некоторые из гиперболических тригонометрических функций. При изменении кривизны топологической поверхности нуклонного “веполя” может происходить поглощение или излучение внутренней энергии атомов, которая имеет нерадиоактивное происхождение.
  5. Все элементы периодической системы Менделеева состоят из двух групп: первая группа имеет положительное значение топологической кривизны нуклонных “веполей”, вторая группа имеет отрицательное значение топологической кривизны нуклонных “веполей”. Во второй группе элементов находится часть химических элементов с 1<Z<20, в том числе водород, кислород, кремний и другие элементы. Элементы с отрицательной топологической кривизной являются главными компонентами органических соединений, обеспечивающих жизнедеятельность животных и растительных организмов.
  6. Нуклонный “веполь” имеет топологический дефект нуклонной массы за счет наличия нецелочисленного (дробного) числа протонов и нейтронов в ядре атома.
  7. Предполагается, что в нуклонном “веполе” атома водорода находится 0,5 протона и дробная часть нейтрона. Возможный топологический элемент структуры воды, как полимера [H24O24]n , может быть представлен плоской структурой с группами H-O-H и двумерными структурами с плоскими шестичленными циклами.
  8. Установлена эмпирическая зависимость между температурами кипения и топологическими параметрами для гидридов VI группы, а также между температурами плавления и топологическими параметрами для гидридов VI группы.
  9. Эмпирическая зависимость между температурами кипения и топологическими параметрами t для гидридов элементов VI группы описывается гиперболической функцией:

    Tкип = a *Bt , где a = 91,3206 и B = 1,12237.

  10. Эмпирическая зависимость между температурами плавления и топологическими параметрами t для гидридов элементов VI группы описывается гиперболической функцией: Tплав = c *Dt , где c = 109.0196 и D = 1.07744.
  11. Применение модели воды, как жидкого полимера в виде [H24O24]n позволяет считать воду нормальной, а не “аномальной” жидкостью, поскольку предположение о линейном расположении гидридов элементов VI группы вне зависимости от их фазового состояния является необоснованным. Вода, как стабильная жидкость, в области фазовых переходов “жидкость – пар” расположена в верхней точке линейных графиков в двумерном поле температур кипения и плавления гидридов элементов VI группы.
  12. Элементы с отрицательными значениями топологической кривизны нуклонных “веполей” являются переносчиками энергии нерадиоактивного происхождения от поля к веществу и от вещества к полю.
  13. Свойства воды, как квантовой жидкости, обладающей “памятью” и свойства монокристаллического кремния, как базового элемента для микроэлектроники обусловлены отрицательными значениями топологической кривизны нуклонных “веполей” воды и кремния.
  14. Возможно прогнозирование и создание новых химических соединений на основе элементов с отрицательными значениями топологической кривизны нуклонных “веполей”, а также с инверсными топологическими средами, с заданными свойствами и параметрами для их применения в микроэлектронике.
Дата публикации: 4 марта 2007
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.