ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Свойства наномира и квантово-механическая модель строения атома из "Введение в междисциплинарное наноматериаловедение " Эти свойства синергетических систем были использованы [17-19] для анализа бифуркационной природы самоуправляемого синтеза атомов. Синергетический анализ структур сложных систем, какой и является Периодическая система элементов, требует определения параметра порядка и управляющего параметра. [c.55] В данном случае в качестве параметра порядка выступает число протонов (атомный номер элемента), а управляющего параметра - масса атома. Д. И. Менделеевым Периодический закон был сформулирован следующим образом Свойства простых тел, а также форма и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов . Закон получил материальное воплощение в периодической системе элементов, в которой через определенные периоды повторяются сходные по свойствам элементы. Несмотря на то, что во времена Д. И. Менделеева строение атома еще не было известно, были предсказаны свойства, еще не открытых элементов. Впоследствии физики показали наличие связи между периодическим законом Менделеева и законом распределения электронов по орбитам элементов. [c.55] При А 40 стабильные ядра содержат больше нейтронов, чем протонов. При Z 82 /РЬ/ ядра атомов неустойчивы. [c.56] Однако раскрытие секрета электронного строения атома не привело к аналитическому описанию закона Д.И.Менделеева, сочетающего монотонное и периодически изменяющиеся свойства элементов. К монотонно изменяющимся свойствам относятся атомный вес и рентгеновские спектры. Монотонность изменения атомного веса элементов обусловлена стабильностью атомных ядер, а рентгеновских спектров - неучастием внутренних электронов в межатомном и межмолекулярном взаимодействиях. Периодичность изменения свойств элементов обусловлена нелинейностью связи между атомным весом и такими свойствами, как атомный объем, оптическими спектрами и другими свойствами. Тот факт, чтО настоящего времени закон Д. И. Менделеева не получи аналитического описания не является случайностью, а есть прямое следствие нелинейной связи между атомным объемом и атомным весом элемента (рис. 2.1). [c.57] Аналитическое описание периодического закона Д. И. Менделеева с использованием принципов синергетики требует введения количественной меры устойчивости симметрии структуры атома. [c.58] Решение задачи устойчивости атома непосредственно связано с принятой моделью его строения [20], Наиболее привлекательной в этой связи явилась ядерная модель, в соответствии с которой вся масса атома сосредоточена в малом ядре. В этом объеме заключен и положительный заряд атома. Вокруг ядра движутся легкие, отрицательно заряженные электроны атом при этом вцелом остается электрически нейтральным. Динамическая устойчивость атома в этой модели обеспечивается равновесием между кудоновской силой притяжения электронов к ядру и центральной силой, возникающей при обращении электрона вокруг ядра. [c.58] Эта модель получила развитие в работах Резерфорда, который применил для описания взаимодействия микрочастиц электрон-протон закона сохранения энергии, законы механики и закона Кулона. [c.58] Реальное вещество состоит из большого числа положительных и отрицательных частиц, связанных кулоновским взаимодействием. Этот вид взаимодействия обеспечивает образование химической связи, металлической когезии, вандервальсовские взаимодействия, сверхпроводимость и др. Известно, что не-кулоновское взаимодействие (ядерные силы, магнитные и др.) не влияют на устойчивость вещества, так как вносят малый вклад в энергию связи атомов и молекул. Поэтому физическую модель вещества в виде совокупности положительных и отрицательно заряженных точечных частиц с чисто кулоновским взаимо-действие л считают универсальной [21]. [c.58] Анализ особенностей структурообразования атомов, изложенный выше, показывает, что Периодическая система Менделеева является упорядоченной синергетической системой элементов, в которой повторяемость свойств с ростом массы обеспечивается периодическими перестройками либо электронной структуры, либо структуры ядра атома, при достижении порога адаптации, отвечающего нарушению симметрии системы. Задача заключается в раскрытии кода этой периодичности. [c.59] Расстояния между линиями в спектре водорода уменьшаются в соответствии с простым законом (2.2). В спектрах большинства других атомов трудно заметить какую-либо закономерность. [c.60] что расстояния между линиями в спектре водорода можно описать не только простым законом Бальмера (2.2), но и еш,е более простым универсальным алгоритмом (2.3), представляющим собой алгоритм обобщенного закона золотой пропорции с введением в него кода обратной связи (т = 2 ), (см. гл. 1). [c.60] Известно, что природные атомы являются наиболее стабильной структурой, время их жизни больше, чем возраст Земли. Тайна их долгожительства до сих пор не раскрыта. Ключ к ее разгадке лежит в периодическом законе Д. И. Менделеева, в соответствии с которым структура и свойства атомов элементов находится в периодической зависимости от массы атома. С точки зрения подходов синергетики периодичность означает, что атом обладает универсальным информационным полем, обеспечивающим системе спонтанную реакцию на возникающую нестабильность с помощью кумулятивной обратной связи, обуславливающей квантовые свойства атома. В кибернетических системах с таким видом обратной связи система реагирует не на состояние в настоящее время, а на то, что с ней происходило раньше (рис. 2.3). [c.60] Вернуться к основной статье