Переходы от одной связности к двойной через безизлучательные скачки

Считается установленным, что только по одному из валентных электронов от каждого атома так и остаются «холостыми», то есть неспаренными, а по одному из двух других готовы образовать хи- мическую связь. Тогда на образование своей двухатомной моле- кулы каждый атом кислорода затрачивает, действительно, лишь один «холостой» электрон, то есть использует лишь одну связь из двух возможных, являясь двухвалентным. Получается, что на осно- ве квантово-механических представлений «в молекуле кислорода не может быть ни двойной, ни одинарной связи». Тогда какая же она, эта связь? «Единого мнения на этот счёт у учёных до сих пор нет, и многие детали строения молекулы кислорода ещё не пол- ностью выяснены» [30, с. 119]. Попробуем выяснить, что же может дать в этом вопросе представление о дипольной структуре атомов вообще и молекулы кислорода в частности?

Прочность связи в процессе взаимодействия эфира с молеку- лой характеризуется не только энергией, но и мощностью, а зна- чит – частотой пульсации валентных диполей молекулы. Молярная энергия, требуемая для разрыва химических связей моля кислоро-

да – распада О2 на атомы, составляет 493 кДж/моль или 117,9 ккал/ моль.

4. От космических глубин – к атому                                                            109

Соответственно энергия разрыва одной молекулы на 2 атома составляет Wр = 5,11 эВ. Необходимая частота пульсации, обеспечи- вающая связь молекулы О2 с эфиром, то есть её целостность вплоть до ионизации, определяется энергией ионизации Wион = 12,077 эВ и постоянной Планка h:

 

о2        ион 2

ω  = W о /h = 12,077 эВ/4,1359.10^–15 эВ.с = 2,92.10¹⁵ с^–1. (1)

о

Она оказывается меньше соответствующей частоты пульсации диполей ω = 3,292.10¹⁵ с^–1, обеспечивающей целостность атома кислорода [13].

Молекула оказывается менее прочной дипольной конструкци- ей, чем атом, так как молекулярная связь ослабляет первозданную прочность, полученную дипольной структурой в звезде при син- тезе.

Необходимая частота пульсации ωсоед, обеспечивающая проч- ность соединения атомов О в молекулу, вплоть до его разрыва, определяется энергией разрыва одной молекулы и постоянной

Планка:

 

соед        р

ω  = W / h = 5,11 эВ/ 4,1359.10^–15 эВ.с = 1,235.10¹⁵ с^–1.  (2)

 

Вторая величина (2)оказывается в 2,36 раз меньше первой (1). Такая частота пульсации характеризует двойную связь. В ней долж- ны участвовать со стороны каждого атома по два диполя, пульсиру- ющих в разных фазах. Но откуда могла взяться двойная связь? Ведь парамагнетизм молекулы О2 требует, чтобы только по одному из ва- лентных диполей каждого из двух атомов участвовали в образова- нии молекулы, а два других валентных пульсирующих диполя по од- ному от каждого атома должны остаться свободными пульсаторами. Молекула О2, казалось бы, должна скрепляться одиночной связью по одному из 2-х остальных «холостых» диполей от каждого атома. Похоже, что тезис о том, что только неспаренный электрон даёт хи- мическую связь, не работает в случае с молекулой кислорода.

Уникальность молекулы О2 связана с особенностями её ди- польной структуры, анализ которой показывает, что двойная связь

110                          М. Г. Виноградова. Ростки истины на пути познания

образуется за счёт соседнего с валентным наружного диполя, но более глубоко погружённого в атом (рис. 4.7). С увеличением числа реагирующих диполей нагрузка на них снижается, то есть умень- шается коэффициент резервной упругости колебаний-пульсаций дипольной структуры и ослабляется запас прочности. И наоборот, усиление прочности в дипольной структуре как раз связано с уве- личением нагрузки на пульсирующие диполи при выходе из строя одного из них, то есть при ионизации атома. Это достигается учаще- нием пульсации оставшихся взаимодействовать с эфиром диполей. Например, при ионизации атома гелия и отрыва одного электрона оставшийся второй валентный диполь начинает «работать за дво- их». Но при этом частота пульсации возрастает более, чем в 2 раза: с 5,94 до 13,16. 10¹⁵ 1/ с, то есть в 2,213 раза [6].

соед

В свою очередь переход от одиночной связи к двойной сопро- вождается соответствующим изменением частоты пульсации свя- зующих диполей – она снижается (работает менее сжатая «пружи- на» по сравнению с более сжатой). Фактическая частота пульсации диполей, осуществляющих связь атомов кислорода в молекуле, как уже было показано, составляет ω = 1,235.10¹⁵ с^–1. Это весьма зна- чительное, в 2, 36 раза, снижение интенсивности взаимодействия с эфиром химической связи по сравнению с общей связностью ωо2  =

2

2,92.10¹⁵ с^–1, поддерживающей целостность всей молекулы О  дву-

мя валентными диполями. Но теперь их четыре, и они пульсируют со сниженной частотой ωсоед = 1,235.10¹⁵ с^–1 и в разных фазах с раз- ницей в половину периода колебания.

Молекула О2 гипотетически может скрепляться одной парой пульсирующих диполей с усиленной «за двоих» частотой пульса- ции 2,92.10¹⁵ с^–1, но наиболее вероятно – двумя парами соседних

диполей, пульсирующих с частотой 1,23.10¹⁵ с^–1 в разных фазах. Пе- реходы от одного состояния молекулы (1) к другому (2), если они существуют, могут трактоваться как безизлучательные переходы. До сих пор рациональная физическая картина таких переходов от- сутствовала.

Получается, что если по отдельности у молекулы О2 не мо- гут быть ни одинарная, ни двойная форма связи, то попеременно мерцающими могут быть и одинарная, и двойная связь. При без-

4. От космических глубин – к атому                                                            111

излучательных переходах амплитуда смещения электрона в дипо- ле не меняется, а изменяется частота пульсации диполей по вза- имодействию с эфиром. В случае обычных переходов от  одного

энергетического состояния молекулы к другому при излучении или

поглощении фотонов при постоянной частоте пульсации диполя

меняется амплитуда смещения электрона, то есть размах колеба- ний. Поскольку безизлучательные переходы спектрально не прояв- ляются, то они визуально не обнаружимы и могут происходить, не

будучи замеченными.

Характер внутримолекулярной связи с эфиром и энергетиче- ская прочность связи атомов кислорода в его молекуле не совсем

обычные и, видимо, сохраняются в дипольной структуре молекулы

пероксида водорода Н – О – О – Н, включающей фрагмент моле- кулы О2  (рис. 4.7). И не сохраняются в уголковой форме молекулы

воды, повторяющей конфигурацию атома О (рис. 4.5). Глубоко за-

прятанные в самом атоме кислорода особенности его связей с эфи- ром в разных молекулах не были понятны без привлечения предла- гаемого метода анализа дипольной структуры атомного вещества,

полученной атомом при синтезе в звезде [13, 45].