Новая версия мироздания. Кто мы такие?

Недавно вечерком сидел дома, вдруг захотелось выйти на балкон. Вышел, начал наблюдать за звездами (я это часто делаю). Потом представил, что в около каждой звезды, которую я вижу, есть планеты, которые крутятся вокруг нее и таких систем бесконечное множество. Вдруг вспомнил школу, урок физики и химии- молекулы, атомы и электроны. Решил немного изучить эти процессы и привести аналогию со Вселенной — микромира с макромиром. В моей версии химия может дать ответы на многие вопросы. Итак, поехали.

Тех, кто изучает химию, интересуют в первую очередь химические реакции, в которых участвуют изучаемые вещества. Итак, химия — это наука о веществах, их свойствах и превращениях — химических реакциях. Что же происходит с веществами во время химических реакций?

Вода плещется в озере, струится в реке или ручейке, она льется из водопроводного крана или ее приносят в ведре из колодца — всюду вода остается сама собой, даже если ее налить в маленькую чашечку или капнуть из пипетки. Более того, когда вода испаряется и превращается в пар, она становится совсем невидимой. Но стоит водяному пару попасть на большую высоту — туда, где в атмосфере холоднее, чем у поверхности земли, — как образуются капельки, которые собираются в облака, а потом падают на землю в виде дождя. Значит, никакое дробление на мелкие и мельчайшие капельки и даже переход в газообразное состояние не заставили воду перестать быть водой. Ничто в мире не теряется, а лишь меняет форму.

Мельчайшие частички вещества, которые еще сохраняют его свойства, химики назвали молекулами.

Молекулы очень малы. Например, если молекулу воды увеличить в 107 раз (или в 10 миллионов раз), то она достигнет размера горошины. Однако малютки-молекулы еще не самые крохотные частицы в мире химии.

Молекулы состоят из атомов. Слово «атом» по-гречески означает «неделимый». Атомы и вправду нельзя раздробить на более мелкие части, по крайней мере, пользуясь только химическими методами. Однако атомы распадаются на более мелкие частицы при физических воздействиях. Это происходит, например, внутри звезд Галактики (таких как Солнце) и в реакторах атомных электростанций.

Электрон, протон, нейтрон

Атомы — мельчайшие частицы вещества. Если увеличить до размеров Земного шара яблоко средней величины, то атомы станут размером всего лишь с яблоко. Несмотря на столь малые размеры, атом состоит из еще более мелких физических частиц. В составе атома есть ядро и электроны, которые вращаются вокруг ядра так быстро, что становятся неразличимыми — образуют «электронное облако», или электронную оболочку атома.

В 1911 году английский ученый Эрнест Резерфорд придумал ядерную (планетарную) модель атома. В центре атома Резерфорд расположил крохотное, но очень плотное ядро, где сосредоточена почти вся масса атома. А электроны вращались вокруг него по определенным орбитам, как планеты вокруг Солнца.

На самом деле взаимодействие есть, да еще какое сильное! Перемещающийся почти со скоростью света электрон под действием ядра меняет направление движения и уже не летит куда-то вдаль, в неведомое космическое пространство, а начинает вращаться вокруг ядра все с той же бешеной скоростью.

У водорода один электрон, и ему в атоме живется привольно. У кислорода электронов восемь, у фосфора еще больше — 15, и им уже, наверное, становится тесновато. А у атома свинца — целых 82 электрона. Как же все они размещаются в атоме? Наверное, там ужасная теснота — как в автобусе или в метро, когда утром все едут на работу. Вдобавок придется учесть, что все электроны имеют одинаковый отрицательный заряд и поэтому со страшной силой друг друга отталкивают. Как удается сохранить в атоме относительный покой и порядок? Оказывается, электроны в ядре располагаются не как попало, а слоями — энергетическими уровнями. Эти уровни, как этажи в доме — первый, второй, третий и так далее. Интересно, неправда ли?

Да еще внутри каждого уровня есть электронные подуровни — s, p, d, f, на которых располагаются атомные орбитали соответственно s, p, d, f-типа. Чем больше номер «этажа» — уровня, тем «выше» (дальше от ядра) находятся электроны этого уровня. На первом уровне может быть один-единственный s-подуровень, на втором подуровней уже два: s и p. На третьем «этаже» три подуровня (s, p и d), на четвертом — четыре (s, p, d, f).

Электронные подуровни, так же, как и энергетические этажи — уровни, различаются по энергии. Они располагаются на разной энергетической «высоте». Энергетическая диаграмма для электронных уровней и подуровней очень похожа на лестницу. Точь в точь.

Однако любая лестница (в том числе и энергетическая) не может вести в никуда… Представим себе, что наша лестница помогает «жителям» (электронам) войти в их «дом». Теперь надо представить себе «квартиры» наших жильцов-электронов. Или хотя бы договориться, как их обозначать. В сущности, согласно квантовой механике, очень трудно предложить какую-либо механическую аналогию (подобие) тому, что в атоме имеет место на самом деле…

Если теперь мы изобразим энергетическую диаграмму атома в целом, то получится очень интересная картинка. Имея чуточку воображения, можно представить себе, что это многоэтажный дом с квартирами — квантовыми ячейками… Теперь нам остается только заселить этот «дом» электронами.

Как это происходит, по каким правилам?

В каком порядке электроны заселяют атомный «дом»?

Чтобы ответить на этот вопрос правильно и точно, надо вспомнить один из главных законов природы. В соответствии с этим законом сами по себе, без принуждения извне идут те процессы, при которых высвобождается энергия.

Например, сама по себе остывает вода в горячем чайнике — выделяется энергия (теплота) в окружающую среду. Сама по себе в грозу ударяет молния, и при этом выделяется электрическая энергия. Сами по себе несут спортсменов со снежной горы лыжи, да при этом еще сильно разгоняются — выделяется кинетическая энергия. Так и в атоме. Сами по себе будут заполняться электронные орбитали — квантовые ячейки, если при этом будет выделяться хоть какая-то энергия.

Земля, которую кидают лопатой сверху в заранее вырытую яму, падает на дно и постепенно заполняет яму доверху. Заполнение ямы от дна до краев, а не наоборот, тоже идет самопроизвольно: ведь нельзя закопать верхнюю половину ямы, не заполнив нижнюю. Значит, это тоже процесс, протекающий с высвобождением энергии. Интересно, неправда ли?

В 1853 году французский исследователь А. Массон решил попробовать пропускать электрические разряды (искры) через стеклянную трубку, из которой откачан воздух. Впоследствии с помощью этого несложного устройства англичанин Вильям Крукс провел множество опытов, и с тех пор такие трубки называют круксовыми (прямой потомок круксовой трубки — всем известный телевизор).

Вращение вертушки с лопастями под действием катодных лучей в трубке Крукса. Этот опыт позволял предположить, что катодные лучи больше похожи не на обычный свет, а на поток микроскопических частиц, имеющих массу. Что же удалось выяснить с помощью круксовых трубок? Они служили источником необычных лучей, которые распространялись отрицательно заряженным электродом — катодом. Эти лучи получили название катодных. Описывая катодные лучи, Крукс отмечал такие их свойства:

— они вызывают свечение некоторых веществ, нанесенных на внутреннюю поверхность трубки;

— они обладают кинетической энергией и способны передавать механическое движение вертушке с лопастями;

— они отклоняются магнитным полем;

— они отрицательно заряжены, потому что движутся по направлению к положительному полюсу трубки.

Очень интересно. Не знаю, как вам, но мне это кое-что напоминает.

Планетарная модель атома Бора-Резерфорда

В 1911 году Эрнест Резерфорд, проделав ряд экспериментов, пришёл к выводу, что атом представляет собой подобие планетной системы, в которой электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре атома тяжёлого положительно заряженного ядра («модель атома Резерфорда»).

Электроны вращаются вокруг ядра по круговым орбитам, при этом на электроны действует центробежная сила, которая в точности уравновешивается электростатическим притяжением электрона к ядру.

Модель Резерфорда объясняла результаты эксперимента с альфа-частицами, но задавала физикам и химикам еще больше вопросов, чем было раньше. Почему при движении заряженного электрона около заряженного ядра не выделяется энергия? Как атомы «прикрепляются» друг к другу? Почему электроны не падают на ядро? Каким образом физические тела, состоящие из атомов, при нагревании испускают свет?

Эти вопросы частично прояснились только после того, как датский физик Н.Бор предложил модель атома, похожую на модель Резерфорда, но с тем отличием, что электроны располагались вокруг ядра на строго определенных, постоянных орбитах. Эта модель напоминает устройство солнечной системы, где электроны вращаются вокруг ядра так же, как планеты вокруг Солнца. Электроны в атоме могут устойчиво существовать только на орбитах, удаленных от ядра на строго определенные расстояния. Эти орбиты были названы стационарными. Вне стационарных орбит электрон существовать не может. Ничего не напоминает?

А это?

В модели Резерфорда электроны тоже двигались по орбитам, но эти орбиты могли быть «спиралевидными». Двигаясь по спирали ближе или дальше к ядру, атом мог излучать или поглощать энергию. Спираль? Интересно.

Бор предложил считать аксиомой тот факт, что только на постоянных, стационарных орбитах электрон может существовать устойчиво, не падая на ядро. Объяснение этого феномена Бор откладывал до лучших времен, предлагая посмотреть, как новая модель объясняет экспериментальные факты.

Постулаты Бора можно сформулировать следующим образом:

1. В атоме существуют орбиты, находясь на которых электрон не излучает энергию. Эти орбиты называются стационарными.

2. Излучение происходит только при перескоке электрона с одной стационарной орбиты на другую.

Теперь обратимся к экспериментальным фактам. При нагревании в водородной лампе электрон атома водорода в результате «накачки» энергией скачком переходит на на более удаленные от ядра уровни. Но возбужденное состояние атома неустойчиво, поэтому неизбежно происходит обратный процесс — «падение» электрона на более близкие к ядру уровни. Каждое такое падение должно сопровождаться выделением определенной порции световой энергии, соответствующей разнице энергий между уровнями.

Атомы являются «пустыми» в реальности наших пяти чувств. «Плотность» — это иллюзия.

Каждый атом на 99,9% своего объема «заполнен» пустотой, а субатомные частицы, перемещающиеся с огромной скоростью в пространстве — не что иное как «пучки» вибрирующей энергии, которая переносит информацию в виде уникальных кодов.

Пару слов о малекулах. Молекула — наименьшая частица химического вещества, обладающая всеми его химическими свойствами.

Молекула состоит из двух или более атомов, характеризуется количеством входящих в неё атомных ядер и электронов, а также определённой структурой. Молекулы, образованные сотнями или тысячами атомов, называются макромолекулами. Особенности строения молекул определяют физические свойства вещества, состоящего из этих молекул.

Вывод

Что получим, если сравним молекулы, атомы и электроны с галактиками, звездами и планетами?

Как мы знаем, галактики — это большие звездные системы, в которых звезды связаны друг с другом силами гравитации (ученые долго бились над вопросом, как же связаны между собой атомы?). Исходя из теории расширяющейся Вселенной, ученые установили, что галактики начали возникать из газопылевых туманностей 10 млрд. лет тому назад.

Наша галактика — Млечный Путь — это спиральная галактика. Она маленькая, так как содержит только около 20 звездных скоплений, собранных вместе. Самая огромная галактика — Дева: в ней приблизительно 1000 скоплений. А спираль Андромеды — одна из ближайших к Млечному Пути галактик. Спираль… Напомнило вот это: В модели Резерфорда электроны тоже двигались по орбитам, но эти орбиты могли быть «спиралевидными». Двигаясь по спирали ближе или дальше к ядру, атом мог излучать или поглощать энергию.

Не много ли совпадений?

Приведем небольшую аналогию. Есть атом, который состоит из ядра и электронов, которые крутятся вокруг атома по строго заданным орбитам. Это ничего вам не напоминает? А мне напоминает звездную систему. Атом – это как наша солнечная система, Солнце – это его ядро, а электроны – это планеты. Поехали дальше. Есть малекула, которая состоит из атомов. Число атомов в малекуле могут быть разнообразной. Ничего не напоминает? Если атом – это солнечная система, то несколько атомов – это галактика.)) Молекула – это как галактика. Из малекул состоит любое вещество. Все мы состоим из малекул.

Итак,

Электроны – это планеты. Например, наша планета Земля.

Атом – это звездная система. Например, наша солнечная система.

Ядро атома – это звезда. Например, наше солнце.

Вокруг ядра атома крутятся электроны, вокруг солнца крутятся планеты.

Малекулы – это галактики. Например, наша галактика Млечный путь. Малекулы состоят из атомов, галактики состоят из звездных систем…

Планеты крутятся вокруг звезд в пустоте, электроны тоже крутятся вокруг ядра будучи в пустоте.

Если всякое вещество состоит из молекул, которые в свою очередь состоят из атомов, то возможно, что галактики, в свою очередь состоящие из звездных систем, являются частью какого-то единого вещества, организма или существа? Представьте что-то огроменное целое, которое состоит из галактик (молекул). Это огромное целое единственное? Может да, а может и нет. А кто такие мы в таком случае? По принципу, указанному в этой статье, мы находимся на электроне (на планете). Электрон очень маленький и даже не полностью изучен. Мы – это то, что находится на электроне, но еще даже не изучено и о нас еще не знают. То целое вещество или существо, который состоит из галактик (молекул), ничего о нас не знает, так же как и мы ничего не знаем о том, что находится в электроне.

Еще один момент. Как мы знаем из физики, если просто щелкнуть по краю какого-то предмета, допустим стакана, то от него отлетят множетсво малекул, атомов. Мы их невидим невооруженным глазом и многие об этом даже не знают. Вы зададитесь вопросом, а какая же связь с галактиками? Связь – это катаклизмы. Когда мы щелкаем по стакану или раняем его, от него отлетают множество атомов. В их микромире происходит катаклизм, то же самое и в макромире, этот отскок атомов, можно сравнить с разрушениями звезд, звездных систем.

Чем не похожи?

Это: