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有关“量子”的系列论述(11)各元素、同位素,原子的,核及其各电子,按相应各层(能级)的分布状况和规律。
本系列第10集,已给出:在通常温度、压强,状态下,各元素、同位素,原子,时空矢量的,时轴分量,都可忽略,按3维空矢量,采用“克”为单位,3位有效数字,各元素、同位素,原子,的核和核外电子,的结合能(=静止质量),以及核外电子,的数量。
各原子,作为一个封闭系统,即:其内的各微观量子,与其外的
任何相互作用,都(因彼此距离充分远)可忽略,(当彼此距离足够近时)外力对它的作用,也只是相当于,只作用于其质量中心。
电子,与其外的任何相互作用,都彼此距离充分远,可忽略,的条件下,按相应各层(能级)的分布状况,有关特性和规律。
各元素、同位素,原子内,只有核及其各电子,2种量子,对其
静态的位置,及其分布,对于正交系,平直坐标,应,分别,如下处理:
各量子相对坐标系中心,的3维位置矢量:
r(3)[1线矢]={rj[j基矢],j=1到3求和},其模长:
r(3)={rj^2,j=1到3求和}^(1/2)。
核与电,2个量子,各自的静止质量(=结合能,注意:不同的
原子,其核有不同的数值),分别是:
m核、m电,核,距原子质量中心=r核;电,距原子质量中心=r电,且有:r核:r电=m电:m核。
1. 核和核外仅有1个电子,例如氢,的情况
2个量子,核与电,都与原子质量中心在同一直线,分别处于其2端。
核与电的距离,r(核,电),及其分别与原子质量中心距离,r核、r电,都是1维的矢量。
核与电,分别与原子质量中心距离,r核、r电,有:
r核:r电=0,909(-27):1.01。即得到,在此条件下,氢的,r核:r电(=原子外缘距中心)约=0,909(-27):1.01,即约为,10^(-28):1,
一般原子半径,约为,10^(-8)厘米,因而,在此条件下,氢的核,距,原子质量中心,约为,10^(-36)厘米。
核与电子的距离,即约为该原子的半径,电子处于原子的最外层(K,s层)。
核与电的距离也就约为,10^(-8)厘米。分别以,10^(-36)厘米:10^(-8)厘米,的半径,在正交于核与电的距离矢量的相应平面,围绕原子质量中心,各作相应的圆曲线的轨迹运动。
并可由,相应的,核和电子,的动能(mv^2/2)数值,按其绝对温度,T=(mv^2/2)^(1/2),求得,各量子,向其质量中心直线,伸缩的速度:dr(核与电子)/dt、或,沿其圆轨迹(核与电子半径)的速度,d圆周长(核与电子)/dt。
2. 核和核外有2个电子,例如He3,及氢同位素,氘,的情况
核与2个电子,这3个量子与原子质量中心,都在同一平面上,
核与2个电子的距离,r(核,电1)、r(核,电2),以及2个电子间的距离,r(电1电2),都是2维矢量,分别表达为:
r(核,电1)[1线矢]
={r(核,电1)x[x基矢]+r(核,电1)y[y基矢]}其模长:
r(核,电1)={r(核,电1)x^2+r(核,电1)y^2}^(1/2),
r(核,电2)[1线矢]
={r(核,电2)x[x基矢]+r(核,电2)y[y基矢]},其模长:
r(核,电2)={r(核,电2)x^2+r(核,电2)y^2}^(1/2),
={r(电1,电2)x[x基矢]+r(电1,电2)y[y基矢]},其模长:
r(电1,电2)={r(电1,电2)x^2+r(电1,电2)y^2}^(1/2),
核与2个电子,分别与原子质量中心距离,都是1维的矢量,分别表达为:r核[1线矢]、r电1[1线矢]、r电2[1线矢],其模长,分别表达为:r核、r电1、r电2,
3个量子(核,电1,电2),各静止质量(=结合能,注意:不同的原子,其核有不同的数值),分别是:
m核、m电1、m电2,分别与其质量中心,同处于相应平面上,的等腰3角形的3个顶点,距原子质量中心,有:
对于He3,及氢同位素,氘,核,距原子质量中心距离:电子距原子质量中心,约=0,909(-27):4.00,2者之比之比,约为:10^(-28),
一般原子半径,约为,10^(-8)厘米,因而,在此条件下,He3,及氢同位素,氘,的,核,距原子量中心距离,约为,10^(-37)厘米,
其2个电子就都处于该原子的最外层(K,s层)。
即可求得以与各相应量子距离矢量为z轴,以半长轴,a1、a2、a3,的椭球面上各相应椭圆曲线的轨迹运动。
也可由,相应的,核和电子,的动能(mv^2/2)数值,按其绝对温度,T=(mv^2/2)^(1/2),求得,各量子,向其质量中心直线,伸缩的速度:dr(各量子)/dt、或,沿其各量子轨迹的平均速度:da1/dt、da2/dt、da3/dt)。
3. 核和核外有3个电子,例如Li7,及氢同位素,氚、He4,的情况
4个量子(核,电1,电2,电3) 各静止质量(=结合能,注意:
不同的原子,其核有不同的数值),分别是:m核、m电1、m电2、m电3,分别处于:(核,电1,电2,与其质量中心,同在1个平面上,距其质量中心,r核,r电1=r电2,为底,的等腰3角形,各顶点);(电1,电2,电3,平面上,距其质量中心, r电1=r电2,为底,的等边3角形,各顶点),
有:
r电3:(r电1=r电2)=(m电1=m电2):m电3,
成为:(r电1=r电2)为最外层(K,s层),即:相应原子的半径,有电1、电2,2个量子;
按已知数据,即可在3位有效数字精度内,由各量子距2个3角形,质量中心距离的比值,按几何学关系,求得,2个3角形,各边长,最外层、第2层半径的数值。
在此3维空间,核,电矢量形成:{a核[z基矢]+a电1[x基矢]+a电2[y基矢]},a核:(a电1=a电2)=m核:(m电1=m电2),的切于xy平面,的2个球面,(K,s层球面,的2个电子,电1、电2)、(L,s层球面,的1个电子,电3),分别的相对位置,的橄榄型。
也可由,相应的,核和电子,的动能(mv^2/2)数值,按其绝对温度,T=(mv^2/2)^(1/2),求得,各量子,向其质量中心直线,伸缩的速度:dr(各量子)/dt、或,沿其轨迹的平均速度:(da核/dt、da电1/dt、da电2/dt)、(da电3/dt、da电1/dt、da电2/dt)。
4. 核和核外有4个电子,的情况
5量子(核,电1,电2,电3,电4),各静止质量(=结合能,注意:不同的原子,其核有不同的数值),
分别是:m核、m电1、m电2、m电3、m电4。
核,电1,电2,与核,电3,电4分别与其质量中心,分别同处于各自相应平面上,的等腰3角形的3个顶点,距原子质量中心,有:
r核:(r电1=r电2)=m核:(m电1=m电2),(电1、电2)2个量子在最外层(K,s层),
r核:(r电3=r电4)=m核:(m电3=m电4),(电3、电4)2个量子在第2层(L,s层),
按已知数据,即可在3位有效数字精度内,由各量子距2个3角形质量中心距离的比值,按几何学关系,求得,2个3角形,各边长,最外层、第2层半径的数值,和分别在,最外层、第2层的的各2个电子,的相对位置。
在此3维空间,核,电矢量形成:{a核[z基矢]+a电1[x基矢]+a电2[y基矢]},a核:(a电1=a电2)=m核:(m电1=m电2),的切于xy平面,的2个球面,(K层球面,的2个电子,电1、电2)、(L层球面,的2个电子,电3、电4),分别的相对位置,的橄榄型。
也可由,相应的,核和电子,的动能(mv^2/2)数值,求得,各量子,向其质量中心直线,伸缩的速度:dr(各量子)/dt、或,沿其轨迹的平均速度:da1/dt、da2/dt、da3/dt)。
5. 核和核外依次,有,5、6、7、8、9、10,个电子,的情况
其K,s层、L,s层、都仍然与核外有4个电子的类似地,各有2个电子;
从第5个电子开始就按几何学关系,类似地,形成L,p层,并在此层,逐次、逐个地分布于,相应于(电1、电2、电3)各电子的位置,即:电5对应于电1;电6、电7对应于电2、电3;电8、电9、电10,对应于x轴另端,的电1、电2、电3,即:在L,p层的各相应位置共分布如上的6个电子。
当取相应的各3个量子,a1:a2:a3=r1:r2:r3,即为:椭球面上各相应椭圆曲线的轨迹运动。
并可由,相应各量子的动能(mv^2/2)数值,按其绝对温度,T=(mv^2/2)^(1/2),求得,各量子,向其质量中心直线,伸缩的速度:dr(各量子)/dt、或,沿其轨迹的平均速度:da1/dt、da2/dt、da3/dt)。6. 以下各层,的情况
全符合各相应光谱分析的结果,以下各层,按相应类似的几何学关系,也依次得到,符合各相应光谱分析的如下规律:
当M,s层出现时,该层,如L,p层一样地,有1个电子,并逐次增加1个电子,直到成为,有6个电子。而前面的各层都保持其相应的电子数不变:L,p层有6个电子,L,s层、K,s层,都有2个电子。
从第13个电子开始就按几何学关系,类似地,形成在M,p层,
当M,p层出现时,该层,如L,p层一样地,有1个电子,并逐次增加1个电子,直到成为,有6个电子。而前面的各层都保持其相应的电子数不变:L,p层有6个电子,L,s层、K,s层,都有2个电子。
从第19个电子开始就按几何学关系,类似地,因其核的中子数发生减少,而跳过顺序的M,d层,而形成在N,s层,有与L,s层、K,s层,类似的电子分布规律,又因在原子有24个电子时,其核的中子数不顺序增加,而把应有的2个电子中的1个,给与了后来出现的M,d层,
从第21个电子开始就按几何学关系,类似地,因其核的中子数发生减少,而跳回顺序的M,d层,有与L,p层,类似的电子分布规律,又因在原子有24个电子时,其核的中子数不顺序增加,使本应有4个电子,因接受了先前出现的N,s层,送来的1个电子,而成为5个电子。
而且,在该层(M,d层),相应x、y,轴,的4个位置继续逐次增加1个电子直到成为,有10个电子。
如此类似地,随着原子中核外电子数的增加,顺序出现O,s层、N,p层、N,d层、N,f层。
而N,f层,又类似地,相应x、y,轴,的4个位置继续逐次增加1个电子直到到成为,有14个电子。
如此类似地,随着原子中核外电子数的增加,顺序出现P,s层、O,p层、O,d层、O,f层,…,直到按光谱分析类推到的原子核外有110个电子的情况,完全相符。
给出了各种原子的电子逐层分布,及其运动规律的力学原理。
类似地,还可分析多个原子的封闭系统(即各种分子化学结构)的相应情况。
还可处理带电量子、弹性力或热辐射条件下,分别产生光子、声子或热辐射子,的相应情况。
当,时轴,分量,不可忽略时,还可类似地按4位时空矢算,类似地分析得到,各基本量子,的分布规律。
有重要的基础理论、实际运用,的意义、作用。
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(未完待续)
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