Модель идеального атома позволяет решить целый ряд противоречий современной атомной физики, и открыть новые пути исследования строения вещества.
В качестве идеального атома предлагается рассматривать атом водорода в газообразном состоянии с плотностью 0,09 кг/куб. м. При этом модель идеального атома исходит из предположения, что атом во всех случаях, не зависимо от структуры атомного ядра и условий взаимодействия атомов в молекуле, всегда занимает один и тот же объём, то есть имеет постоянный диаметр.
Ниже приводятся физические параметры атомарных газов:
р1 – плотность газа (кг/куб. м);
k1 – отношение наблюдаемой плотности к плотности водорода;
N1 – число нуклонов по таблице Менделеева;
N2 – число нуклонов по модели идеального атома;
р2 - плотность по идеальному газу (кг/куб. м);
k2 – отношение наблюдаемой плотности к плотности идеального атома;
*(К) - отклонение числа нуклонов модели идеального атома от таблицы Менделеева в (К) раз.
Наименование газа / р1 / k1 / N1 / N2 / р2 / k2 /
Водород / 0,08988 / 1,000 / 1 / 1/ 0,09 / 0,9987 /
Гелий / 0,1785 / 1,986 / 4 / 2 / 0,18 / 0,9917 / *(2)
Неон / 0,900 / 10,000 / 20 / 10 / 0,90 / 1,0000 / *(2)
Азот / 1,2506 / 13,914 / 14 / 14 / 1,26 / 0,9925 /
Кислород / 1,429 / 15,899 / 16 / 16 / 1,44 / 0,9924/
Фтор / 1,696 / 18,870 / 19 / 19 / 1,71 / 0,9918 /
Аргон / 1,7837 / 19,845 / 40 / 20 / 1,80 / 0,9909 / *(2)
Хлор / 3,214 / 35,759 / 36 / 36 / 3,24 / 0,9920 /
Криптон / 3,7495 / 41,717 / 84 / 42 / 3,78 / 0,9919 / *(2)
Ксенон / 5,8971 / 65,611 / 131 / 66 / 5,94 / 0,9928 / *(1,98)
Радон / 9,910 / 110,26 / 222 / 111 / 9,99 / 0,9920 / *(2)
По приведённым данным нетрудно видеть, что модель идеального атома довольно хорошо предсказывает наблюдаемую плотность рассмотренных атомарных газов. Для пяти газов (водород, азот, кислород, фтор, хлор) предсказанная структура атомных ядер полностью совпадает с принятой для этих атомов сегодня. Для шести газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон) отклонение кратно двум, что указывает на то, что для них ядерный состав определялся по двухатомной молекуле. Иначе трудно представить механизм, по которому объём атома для этих газов должен увеличится в два раза по отношению к другим газам. В то же время, если использовать модель идеального газа, то среднее отклонение объёма атома в наблюдаемых газах составляет всего 0,9921.
Это наблюдаемое отклонение можно объяснить присутствием в реальных газах такого безядерного атома как «солнций», имеющего в своём составе только позитрон и электрон. [1]
Исключением в этом случае является неон, в составе которого «солнций» не наблюдается. Причину этой аномалии ещё предстоит выяснить.
Модель идеального атома позволяет также выделить различные связи атомов внутри молекулы.
Так, например, атомы молекул окиси углерода СО и окиси азота NO взаимодействуют между собой как в атомарных газах:
Наименование газа / р1 / р2 / k2 /
Окись углерода / 1,25 / 1,26 / 0,9921 /
Окись азота / 1,34 / 1,35 / 0,9926 /
В тоже время в карбониле сульфида COS, и некоторых других газах, атомы отдаляются друг от друга, что в значительной мере снижает их наблюдаемую плотность по отношению к идеальной:
Карбонил сульфида / 1,073 / 1,530 / 0,701 /
Фосген / 1,392 / 1,920 / 0,725 /
Сульфил фторид хлорид / 1,623 / 1,98 / 0,820 /
Но, такое молекулярное строение является скорее исключением. В основном в молекулярных газах наблюдается, так называемая, ковалентная связь с перекрытием электронных оболочек атомов, что наблюдается в виде увеличения их плотности:
Водяной пар / 0,5974 / 0,54 / 1,106 /
Двуокись углерода / 1,977 / 1,32 / 1,498 /
Аммиак / 0,771 / 0,3825 / 2,016 /
Этан / 1,357 / 0,3375 / 4,021 /
Арсин / 3,502 / 0,5625 / 6,226 /
изо-Бутан / 2,668 / 0,3729 / 7,155 /
По приведённым данным видно, что в молекулах наблюдается три основных вида связи:
- атомарная, или нейтральная, когда атомы удерживаются в молекуле по границам своих оболочек;
- дистанционная, или связь отталкивания, когда атомы удерживаются в молекуле на некотором расстоянии от их электронных оболочек;
- ковалентная, или связь сжатия, когда атомы соединяются в связь за счёт взаимного проникновения в электронные оболочки соседних атомов.
Из этих трёх видов молекулярных связей, которые можно наблюдать благодаря модели идеального атома, науке известна лишь одна – ковалентная.
Причём нетрудно видеть, что одни и те же атомы в разных комбинациях могут образовывать совершенно разные связи, как по виду, так и по уровню взаимодействия. Выяснив механизм этого разнообразия, можно будет моделировать вещества со свойствами, которые ещё неизвестны современной науке.
[1] «Солнций» отличается от известного «позитрония» стабильностью, так же как атом водорода отличается от нейтрона.