Модель ковалентной и водородной связи, Крушева

[AAK]

Модель ковалентной и водородной связи, Крушева.

Наблюдения (условия).
1. Из реальных наблюдений известно, что образование химических связей и изменение фазовых состояний сопровождается приращением количества тепловой энергии. Приращение энергии может быть как положительным (выделение), так и отрицательным (поглощение). Практически все процессы химических связей и фазовых переходов можно считать обратимыми, при этом в прямом и обратном процессах выделяется-поглощается строго одно и тоже количество тепла, но с противоположными знаками. Есть химические соединения и фазовые состояния которые могут существовать только в строго ограниченных интервалах температуры и давления. И есть аллотропные химические соединения которые независимо могут существовать в широких пределах температур и давлений и иметь множество собственных агрегатных и фазовых состояний.
2. Силы связей между атомами в молекулах, а также между молекулами, имеют дисперсию в широких пределах. Различают -- ковалентную, ионную, водородную, металлическую и другие связи.

НАДО:
Для объяснения механизмов формирования связей и механизмов приращения количества тепловой энергии требуется работоспособная модель механизмов формирования связей.

РЕШЕНИЕ:
Решение данной задачи является очень трудным вопросом, так как требует решения-объяснения очень многих сопутствующих вопросов:
1. ЧТО такое температура? Как она формируется?
2. ЧТО такое количество тепловой энергии? КАК оно формируется?
3. Каков механизм связей? КАК он образуется? Почему сила связи может быть разная?
4. Почему при соединении веществ находящихся при криогенных температурах выделяется тепловая энергия?
5. Ответ на выше перечисленные вопросы (1-4) невозможно найти без решения вопроса о внутренней структуре молекул, атомов и нуклонов.

Таким образом решение вопроса механизмов связей выливается в очень обширную проблему.

Что бы ответить на поставленные вопросы лично я около восьми лет веду исследования. Кое-что удалось понять. Кое-что опубликовано. Но, многое, из того что удалось понять не опубликовано. Сил нет на писанину. (Ищу соавторов, кто помог бы оформить и опубликовать статьи в соавторстве.)
Постараюсь здесь постепенно ответить на поставленные вопросы.

[AAK]

1. ЧТО такое температура? Как она формируется?
2. ЧТО такое количество тепловой энергии? КАК оно формируется?

К этим вопросам нужно добавить еще вопрос: ПОЧЕМУ температура падает при адиабатическом разрежении?
Это взаимосвязанные вопросы.
В соответствии с Законом Стефана — Больцмана любое тело с температурой выше 0К излучает тепловую энергию пропорционально четвертой степени температуры:
S=aT⁴
Отсюда следует, что температура определяется интенсивностью электромагнитного излучения.

По теории Бора, излучение-поглощение сопровождается переходом электронов на различные энергетические уровни атомов. Следовательно, в атомах количество связанной тепловой энергии прямо пропорционально энергии электронов.
Основных механизмов излучения всего два. Первый это вынужденное излучение, когда излучение происходит в результате удара внешнего фотона (данный вид излучения формирует лазерное и мазерное излучение). Второй вид излучения -- в результате неупругого удара между атомами.
В адиабатических процессах, при снижении давления происходит снижение интенсивности излученияи снижение температуры вплоть до нуля. Это свидетельствует, что, В атомах, без внешнего воздействия, электроны на ЛЮБЫХ энергетических уровнях (даже на самых верхних)  могут находиться неопределенно долго.
ВАЖНО: Чтобы электрон перешел с одного энергетического уровня на другой Электрон должен получить внешнее воздействие. Без внешнего воздействия электрон не может перейти с одного энергетического уровня на другой.
Следовательно, температура формируется в результате НЕУПРУГИХ ударов между атомами. При снижении давления снижается интенсивность неупругих ударов между атомами, следовательно, снижается интенсивность излучения и температура. Температура является вторичным фактором от энергии электронов в атоме и давления:
T=T(Q, p)
Из этого следует, что температура ОДНОАТОМНЫХ газов стремится к нулю если независимо количество связанной тепловой энергии Q или давление P стремятся к нулю.

Вывод:
1.Температура определяется интенсивностью излучения, следовательно, интенсивностью неупругих ударов в атомах.
2. Для одноатомных газов, количество связанной в атомах тепловой энергии прямо пропорционально энергии электронов в атомах.

У кого какие вопросы? Кто согласен, кто не согласен?

[Макс ВА]

ПОЧЕМУ температура падает при адиабатическом разрежении?

бред.
потому что она падает.
 
это экспериментальный факт -  вопрос глупый...

[Странник]

бред.
потому что она падает.
 
это экспериментальный факт -  вопрос глупый...

Давайте подождем, пока докладчик выскажется полностью, а не будем перебивать его выкриками с мест.
Могу удостоверить, что пока докладчик не сказал ничего, чтобы противоречило современной физике. Но, он еще не добрался до сути заявленной темы.
Ждем продолжения.

[Макс ВА]

докладчик не сказал ничего, чтобы противоречило современной физике

а я и говорю - что наука должна объяснять факты.

[AAK]

3. Каков механизм связей? КАК он образуется? 

В первом приближении, Начну с модели молекулы водорода.
http://jurnal.org/articles/2012/phis1.html
Уравнение Шредингера для молекулы водорода удалось решить Heitler W. и London F [1]. Ими определено, что энергия связи между атомами в молекуле водорода зависит от расстояний между ядрами атомов E=E(R), характер связи между атомами существенно зависит от параллельной или противоположной ориентации магнитных моментов атомов, образование молекулы водорода возможно только при противоположных направлениях магнитных моментах атомов.
Наличие в атоме водорода магнитного момента позволяет сделать предположение о наличии в атоме водорода ориентированного эквивалентного кругового тока электрона. Следовательно, в плоскости эквивалентного кругового тока электрона, в результате движения электрона, должно формироваться переменное электрическое поле и атом водорода должен представлять электрический осциллятор с переменным электрическим полем. Наличие в атоме водорода переменного электрического поля, позволяет предположить, что ковалентные связи между двумя атомами водорода формируются в результате электрических резонансных взаимодействий между атомами, как резонансными электрическими осцилляторами, рис.1.

Рис. 1. Электродинамические взаимодействия между атомами в молекуле водорода
i1 и i2 – эквивалентные круговые токи электронов; Pm1 и Pm2 – магнитные моменты эквивалентных круговых токов электронов; 11, 21 и 12, 22 – точки взаимных резонансных расположений электронов; F1 и F2 – силы кулоновского притяжения между электроном одного атома и ядром второго атома.

При нахождении электрона первого атома в точке 11, его отрицательное электрическое поле экранируется от второго атома положительным электрическим полем ядра первого атома. Следовательно, в момент нахождения электрона первого атома в точке 11, на электрон второго атома действует Кулоновская сила f2 притягивающая электрон второго атома к ядру первого атома, и электрон второго атома может находиться в точке 21 на минимальном расстоянии от ядра первого атома. Соответственно, при нахождении электрона второго атома в точке 22, его отрицательное электрическое поле экранируется положительным полем ядра второго атома от первого атома. Следовательно, в момент нахождения электрона второго атома в точке 22, его отрицательное электрическое поле экранируется положительным полем ядра второго атома от первого атома. Следовательно, в момент нахождения электрона второго атома в точке 22 на электрон первого атома действует кулоновская сила f1 притягивающая электрон первого атома к ядру второго атома, и электрон первого атома может находиться в точке 12, на минимальном расстоянии от ядра второго атома. Резонансное кулоновское притягивание электрона каждого атома к ядру второго атома формирует связь между атомами. Следовательно, для формирования устойчивой связи между атомами необходимо, чтобы взаимные переменные электрические поля атомов совпадали по частоте и находились в противофазе, что возможно при одинаковых энергиях электронов на энергетических уровнях в обоих атомах.
Наличие в атоме водорода магнитного момента, формируемого эквивалентным круговым током электрона, свидетельствует, что в атоме водорода должны быть и линии магнитной индукции. Следовательно, в молекуле водорода эквивалентные круговые токи каждого электрона i1 и i2 должны ориентироваться в соответствии с направлениями линий магнитной индукции эквивалентных круговых токов электронов друг относительно друга, что приводит к переворачиванию магнитных моментов Pm1 и Pm2 в противоположные стороны по отношению друг к другу.
Является важным, что в молекуле водорода ориентация магнитных моментов эквивалентных круговых токов обоих электронов в соответствии с направлениями линий магнитной индукции эквивалентных круговых токов обоих электронов стабилизирует эквивалентные круговые токи обоих электронов в одной плоскости и в противоположных направлениях движения. Это объясняет стабильность магнитного момента молекулы водорода.

Вывод
  механизм формирования ковалентной связи между атомами в молекуле водорода объясняется взаимодействием между атомами, как резонансными электрическими осцилляторами, что сопровождается резонансным кулоновским притягиванием электрона каждого атома к ядру второго атома. В молекуле водорода ориентация магнитных моментов атомов в противоположных направлениях вызвана ориентацией эквивалентных круговых токов обоих электронов в соответствии с линиями магнитной индукции друг друга.

Какие вопросы? Кому, что не понятно?

[Странник]

Не понятно только одно, причем здесь ковалентная связь?
Дело в том, что ковалентная связь имеет одно очень характерное свойство - пространственное направление связи, поэтому кристаллы имеют кристаллическую структуру, а не просто комок слипшихся атомов и молекул. Попробуйте пририсовать еще несколько атомов сбоку от центрального атома и расскажите, будут ли притяжение атомов различаться от угла от оси Х? Для ковалентной связи эта зависимость строго выполняется, атомы притягиваются только под определенными углами, а не как попало.
Описанная модель вполне работоспособна и не вызывает возражений, но только под названиями: "ионной", "водородной" или "вандерваальсовой". Для них пространственное расположение притягивающих центров фиолетово, по научному "индифферентно".

[AAK]

Не понятно только одно, причем здесь ковалентная связь?
Дело в том, что ковалентная связь имеет одно очень характерное свойство - пространственное направление связи, поэтому кристаллы имеют кристаллическую структуру, а не просто комок слипшихся атомов и молекул. Попробуйте пририсовать еще несколько атомов сбоку от центрального атома и расскажите, будут ли притяжение атомов различаться от угла от оси Х? Для ковалентной связи эта зависимость строго выполняется, атомы притягиваются только под определенными углами, а не как попало.
Описанная модель вполне работоспособна и не вызывает возражений, но только под названиями: "ионной", "водородной" или "вандерваальсовой". Для них пространственное расположение притягивающих центров фиолетово, по научному "индифферентно".

Спасибо за вопросы. А то уже думал, что никому не интересно.
Вопросы хорошие.  Чуть позже,  рассмотрю. Сейчас занят.
Это, пока, модель в ПЕРВОМ приближении и только для самого простого атома -- водорода, с моделью атома Бора.
У меня атом водорода намного сложнее атома Бора.

[Макс ВА]

У меня атом водорода намного сложнее атома Бора

круто - но никому не нужно...

[Странник]

круто - но никому не нужно...

Не согласен. Нужно, но не всем. Не нужно только тем, у кого "и так все есть", и кого "и так хорошо кормят".
Остальным нужно.

[Макс ВА]

спорить не буду...
мне вот ни к чему даже боровское объяснение.
мне  достаточно электрики...

[Странник]

спорить не буду...
мне вот ни к чему даже боровское объяснение.
мне  достаточно электрики...

А спорить вообще глупо. Я, хотя сам, часто этим занимаюсь, в глубине души понимаю, что занимаюсь глупостями.
Вообще для человека главное - ощущения понимания. И если человек убежден, что он понимает правильно, то его не переубедишь. А только разозлишь, пытаясь доказать, что он не прав.
Поэтому, если человек убежден в своей правоте, лучше оставить его в покое. Я горжусь тем, что иногда мне это удается. Не спорить, а махнуть рукой и пройти мимо.

[AAK]

Описанная модель вполне работоспособна и не вызывает возражений,

Очень хорошо, что сам механизм РЕЗОНАНСНОЙ электродинамической связи понятен и не вызывает возражений.
Повторю -- пока рассматривалась модель связи только в первом приближении. Она имеет еще очень много недостатков. Которые будут сняты в этой теме чуть позже, но для этого вопрос нужно рассматривать намного глубже, на уровне внутренней структуры атомов и нуклонов.

Не понятно только одно, причем здесь ковалентная связь?

Дело в том, что рассмотренная резонансная электродинамическая модель связи является универсальной и на её основе можно рассматривать механизмы всех остальных связей -- ядерных, ковалентных, водородных, ионных, металлических и т.д.
 

но только под названиями: "ионной", "водородной" или "вандерваальсовой". Для них пространственное расположение притягивающих центров фиолетово, по научному "индифферентно".

Не согласен. Дело в том, что абсолютно все связи от ядерных, до ионных имеют строгую пространственную ориентацию. Разница типов связи только в силе связи.
Примеры:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0
Каждая молекула воды образует до четырёх водородных связей — две из них образует атом кислорода и две атомы водорода[9].

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D0%BD%D1%83%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BA%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0
ДНК обладает довольно сложной структурой. Нуклеотиды соединены между собой ковалентно в длинные полинуклеотидные цепи. Эти цепи в подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, обладающих одноцепочечными ДНК-геномами) попарно объединяются при помощи водородных связей во вторичную структуру, получившую название двойной спирали



Твёрдый водород —  кристаллы гексагональной сингонии.

Как видим, не только ковалентные связи между сложными атомами, но и водородные связи между молекулами имеют строгую пространственную ориентацию. Для объяснения этого явления нужно рассматривать внутреннюю структуру атомов и нуклонов.

Анализ электродинамической структуры атомов свидетельствует, что в сложных атомах электроны вращаются не хаотично вокруг атома, а каждый электрон связан с отдельным протоном и электроны имеют строго ориентированные орбитали вытянутые от центра атома.  Атом представляет ядерных кристалл со строго упорядоченными и ориентированными относительно друг друга нуклонами, имеющими, (аналогично атому углерода) четырехвалентные строго ориентированные связи.

В моей модели, каждый нуклон (аналогично атому углерода) является четырехвалентным и является сложным электродинамическим осциллятором, состоящим из двух кварков и двух антикварков. Каждый нуклон имеет два внешних электрона и два внешних позитрона. Каждый отдельный внешний электрон связан с одельным кварком и каждый отдельный позитрон связан с отдельным антикварком:
http://www.jurnal.org/articles/2011/phis4.html

Атом водорода представляет протон-электрон пару и отличается от любого нуклона (в том числе от нейтрона) только тем, что один из внешних электронов находится на атомарных энергетических уровнях. То есть, в атоме водорода электрон вращается не вокруг протона, а вращается относительно отдельного кварка и имеет орбиталь вытянутую от центра протона. Такая модель орбитали электрона полностью согласуется с моделью орбиты электрона Зоммерфельда.

Модель нуклонов со строго ориентированными в пространстве орбиталями электронов и позитронов позволяет объяснить кристаллическую структуру ядер атомов.
Модель атомов с кристаллической строго упорядоченной структурой нуклонов в ядре атомов и строго ориентированными орбиталями электронов вытянутыми от центра атомов позволяет объяснить строго ориентированные структуры атомов в молекулах, а также строго ориентированные связи между молекулами.

В модели резонансной электродинамической связи не обязательно что бы частота вращения электронов взаимодействующих атомов совпадала. Главное, что бы были резонансы, когда атомы взаимодействуют друг с другом.  Чем выше частота резонансных взаимодействий, и меньше расстояния между атомами, тем сила связи выше.
Большая сила Ядерных связей объясняется  высокой частотой межнуклонного взаимодействия и малым расстоянием между нуклонами.
С увеличением энергии электронов, электроны переходят на более высокие энергетические уровни. Это приводит к увеличению расстояния между атомами и снижению частоты взаимодействия между атомами, что приводит к снижению связей между атомами.

[Странник]

Хрен её знает, может и правда.
Но, у меня всего адин вопрос.
Почему, круглые атомы водорода прикрепляются к совершенно круглому атому кислорода, только под углом 114^о ?

[Макс ВА]

Хрен её знает, может и правда.
Но, у меня всего адин вопрос.
Почему, круглые атомы водорода прикрепляются к совершенно круглому атому кислорода, только под углом 114^о ?

извините - но вопрос то не "логичен"...
Н2О...
то есть не атом кислорода...к атому водорода.
а два атома водорода!
то есть - надо уточнить вопрос!!!