Полярная модель атома
Предлагается новая модель атома, которая органично вытекает из Таблицы Менделеева
Главная
1 период
2 период
3 период
4 период
5 период
6 период
7 период
Подведем итоги

Атомы элементов 4 и 5 периодов Таблицы Менделеева

В схеме атомных ядер визуальным отличием протона от нейтрона будут стрелки, показывающие их разное осевое вращение.

Напомним, что в Таблице порядковый номер элемента указывает число дейтронов, являющихся основой атомного ядра данного элемента. Если ядро атома какого-либо элемента пополняется дейтроном (синтезом протона и нейтрона), то возникает новый элемент. Именно дейтрон, способен превратить один элемент в другой качественно новый элемент. А это означает, что ядра атомов соседних элементов отличаются друг от друга на один дейтрон.

Исходя из цветовой символики, строительство атомов элементов 4-ого периода начинается так же, как элементов 2-ого и 3-его периодов – у двух первых элементов (К и Са) происходит удлинение дейтронами остова ядра.

Атом калия – К; 1s2, 2s2, 2р6,3s2, 3р6,4s1

Порядковый номер калия (К) «19». Значит, у всех изотопов калия основой атомного ядра являются девятнадцать дейтронов:

Кядро = 19 Dядро

Красный цвет, усвоенный в Таблице первому элементу 4 периода – калию (К), означает, что в его атоме произойдет надстройка остова ядра дейтроном: семь s-дейтронов будут составлять остов ядра, 12 дейтронов р-ветви ядра.

Значит, как только к ядру атома предыдущего элемента – Ar с порядковым номером «18» присоединится дейтрон, возникнет ядро нового элемента – калия (Кядро):

Кядро = Arядро + Dядро

Девятнадцати дейтроном ядра будут соответствовать девятнадцать электронов.

Атом калия (К):  К = 19 D или  К = Ar + D

В связи с односторонним удлинением остова ядра изотоп 38Kядро =19 Dядро окажется не стабильным. Стабильные изотопы 39K и 41K (на схеме не показаны) возникнут с помощью дополнительных нейтронов:

39Кядро = 19 Dядро + n
41Кядро = 19 Dядро + 3n

Атом кальция – Са; 1s2, 2s2, 2р6,3s2, 3р6,4s2

Порядковый номер кальция (Са) «20». Значит, у всех изотопов кальция основой атомного ядра являются двадцать дейтронов:

Саядро = 20 Dядро

Красный цвет, усвоенный в Таблице кальцию (Са) означает, что в его атоме произойдет надстройка остова ядра дейтроном, но с другой стороны, чем у калия (К). У Са остов ядра будет состоять из 8-и s-дейтронов, и 12 дейтронов будут составлять р-ветви ядра.

Значит, как только к ядру атома предыдущего элемента – К с порядковым номером «19» присоединится дейтрон, возникнет ядро нового элемента – кальция (Саядро):

Саядро = Кядро + Dядро

Двадцати дейтроном ядра будут соответствовать двадцать электронов.Атом кальция (Са):

Са = 20 D или  Са = К + D

Двустороннее удлинение остова ядра – свидетельство симметрии, а значит, стабильности атома. Действительно, изотоп 40Саядро =20 Dядро – стабильный. Кроме того, стабильными являются изотопы:

42Саядро = 40Саядро + 2n
43Саядро = 40Саядро + 3n
44Саядро = 40Саядро + 4n
46Саядро = 40Саядро + 6n

Удлинение остова ядра s-дейтронами у атомов калия (К) и кальция (Са) означает, что на остове ядра появляется место для третьего уровня р-ветвей.

Но вместо того, чтобы приступить к их немедленному строительству, дейтроны начинают строить совершенно новые d-ветви. Этому способствует «посадочная площадка», которая возникла в результате наличия у ядер калия (К) и кальция (Са) двух уровней р-ветвей.

Элементы Периодической системы, у которых дейтроны формирует отходящие от р-ветвей новые d-ветви, и соответствующие им d-электроны условно названы d-элементами и символически обозначены синим цветом.

Цветовая символика Таблицы подсказывает, что дейтроны будут строить d-ветви у атомов десяти элементов 4 периода – начиная со скандия (Sc) и заканчивая цинком (Zn).

Строительство в ядре дейтронных d-ветвей происходит последовательно. Сначала d-ветвь возникает с одной стороны остова ядра (на схеме – нижняя часть ядра). В результате появляется элемент с нечетным числом дейтронов в ядре (нечетным порядковым номером). Затем d-ветвь возникает с другой стороны остова ядра (на схеме – верхняя часть ядра). В результате появляется элемент с четным числом дейтронов в ядре (четным порядковым номером).

Далее последовательное присоединение дейтронных d-ветвей (на схеме атомов: «низ– верх») повторяется:\

У атома скандия (Sc) (порядковый номер «21») одна дейтронная d-ветвь и один d-электрон.

У атома титана (Ti) (порядковый номер «22») две дейтронные d-ветви и два d-электрона.

У атома ванадия (V) (порядковый номер «23») три дейтронных d-ветви и три d-электрона.

У атома хрома (Cr) (порядковый номер «24») четыре дейтронные d-ветви и четыре d-электрона.

У атома марганца (Mn) (порядковый номер «25») пять дейтронных d-ветвей и пять d-электронов.

У атома железа (Fe) железа (Fe) (порядковый номер «26») шесть дейтронных d-ветвей и шесть d-электронов.

У атома собальта (Со) (порядковый номер «27») семь дейтронных d-ветвей и семь d-электронов.

У атома никеля (Ni) (порядковый номер «28») восемь дейтронных d-ветвей и восемь d-электронов.

У атома меди (Cu) (порядковый номер «29») девять дейтронных d-ветвей и девять d-электронов.

У атома цинка (Zn) (порядковый номер «30») десять дейтронных d-ветвей и десять d-электронов

Так как в атомах элементов 4 периода происходит строительство 1-го уровеня d-ветвей, то им будет свойственна относительная свобода – перемещение (в пределах 180о) по орбите вокруг р-ветвей. Напомним, что подобная свобода наблюдалась у атомов элементов 2 периода при формировании 1-го уровеня р-ветвей (сравним схему атомов кислорода (О) – 2 период и никеля (Ni) – 4 период).

После того, как у атома цинка (Zn) будут сформированы десять d-ветвей, у шести следующих атомов (от галлия (Ga) до криптона (Kr)) начнется строительство третьего уровня р-ветвей и третьего уровня р-электронов.

Газ криптон (Kr) – последний элемент 4 периода. Его атом – асимметрично-симметричная конструкция, в которой формирование s-, р-, и d-ветвей полностью завершено…

Наличие у атома криптона (Kr) 3-его уровня р-ветвей – это отличная «посадочная площадка» для 2-го уровня d-ветвей, которые начнут формироваться у атомов 5 периода.

Атомы элементов 5 периода Таблицы Менделеева

Исходя из цветовой символики и количества элементов, строительство атомов элементов 5-ого периода осуществляется по той же схеме, что и элементов 4-ого периода. У двух первых элементов – рубидия (Rb) и стронция (Sr) происходит поочередное удлинение s-дейтронами остова ядра, а на 5 уровне появляются s-электроны.

Цветовая символика Таблицы подсказывает, что у атомов следующих десяти элементов – от иттрия (Y) до кадмия (Cd) происходит формирование d-ветвей, точнее, 2-го уровня d-ветвей и соответствующих им d-электронов.

Естественно, что 2-ой уровень d-ветвей будет строиться в соответствии со схемой 1-го уровня d-ветвей, сформированной у элемента 4 периода – атома цинка (Zn).

Полностью 2-й уровень d-ветвей (десять d-ветвей) будет сформирован у атома кадмия (Cd).

А далее, у атомов шести элементов 5 периода (от индия (In) до ксенона (Хе)) так же последовательно (на схеме атомов «низ– верх») происходит строительство 4-го уровня р-ветвей и 4-ого уровня р-электронов.

Составим для элементов 4 и 5 периодов таблицу, которая позволяет сделать вывод: количество стабильных изотопов элемента зависит от того, четным или нечетным числом является его порядковый номер (четное или нечетное число дейтронов в его ядре).

Так, у элементов с нечетным порядковым номером (нечетным числом дейтронов в ядре) стабильных изотопов один (редко два). У элементов с четным порядковым номером (четным числом дейтронов в ядре) стабильных изотопов четыре, пять и больше.

Обратим внимание, из всех элементов 4 и 5 периодов только изотоп 20Са возник без дополнительных нейтронов. У всех остальных элементов, независимо от того четное или нечетное число дейтронов в их ядрах (четный или нечетный порядковый номер элементов) стабильные изотопы возникают только при участии дополнительных нейтронов.

Это объясняется тем, что с появлением у ядра d-ветвей увеличивается его асимметрия. Интересно, что у элемента 5 периода – технеция (Тс) (порядковый номер «43») стабильные изотопы отсутствуют вовсе. Очевидно, ядро этого элемента так разбалансировано дейтронными d-ветвями, что дополнительные нейтроны не в состоянии его стабилизировать.

При формировании у атомных ядер третьего уровня р-ветвей (4 период) и четвертого уровня р-ветвей (5 период) асимметрия ядер увеличится. А это значит, что для обеспечения их стабильности потребуется больше дополнительных нейтронов. То есть, чем сложнее ядро, тем больше дополнительных нейтронов будет обеспечивать его стабильность. Причем, дополнительные нейтроны (сколько бы их ни было в ядре) монолитность дейтронов, составляющих основу ядра, не нарушают.

Следовательно порядковый номер элемента указывает не только число дейтронов в его ядре, но и прогнозирует возможное количество стабильных изотопов данного элемента.

© А. Селас. Май 2015 – Декабрь 2017