Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: VI Международной научно-практической конференции ««Проба пера» ЕСТЕСТВЕННЫЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 09 апреля 2013 г.)

Наука: Химия

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Проголосовать за статью
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

ОЦЕНКА  СТРУКТУРНОЙ  ОРГАНИЗАЦИИ  ПЕРИОДИЧЕСКОЙ  СИСТЕМЫ  ХИМИЧЕСКИХ  ЭЛЕМЕНТОВ  (ПС)  МЕТОДАМИ  СТИ

Алматова  Зарина

Жаулыбай  Жандос

класс  11,  многопрофильная  специализированная  школа  №  27  г.  Актобе

Агишева  Алмагуль  Абилкаировна

научный  руководитель,  канд.  хим.  наук,  старший  преподаватель,  Актюбинский  государственный  педагогический  институт,  Казахстан

 

Объектом  познания  синергетической  теории  информации  (СТИ)  являются  информационно-количественные  аспекты  отражения  дискретных  системных  образований.  Согласно  информационному  закону  отражения  СТИ  информация,  отражаемая  системой  через  совокупность  своих  частей,  разделяется  на  отраженную  и  неотраженную  части,  первая  из  которых  —  аддитивная  негэнтропия  отражения  (Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev_STI/Image900.gif)  —  характеризует  структуру  системы  со  стороны  ее  упорядоченности,  а  вторая,  энтропия  отражения  (S),  является  показателем  структурного  хаоса.  При  этом  в  любой  системе  A  с  фиксированным  числом  элементов  m(A)  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev_STI/Image901.gif—  при  структурных  преобразованиях  без  изменения  числа  элементов  системы  сумма  порядка  и  хаоса  сохраняется  [1]. 

В  качестве  обобщенной  характеристики  структурной  организации  системных  образований  используют  R-функцию:  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev_STI/Image892.gif.  Для  произвольной  системы  А  с  числом  элементов  m(A),  разделенной  по  какому-либо  признаку  на  N  частей  B1,  B2,  ...  ,  Bс  числом  элементов  в  каждой  части  соответственно  равным  m(B1),  m(B2),  ...  ,  m(BNОписание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev_STI/Image893.gif.  Тогда  формулы  аддитивной  негэнтропии  и  энтропии  отражения  имеют  вид:

 

Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev_STI/Image894.gifОписание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev_STI/Image895.gif

И 

Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g1/Image1263.gif

 

...Значения  R-функции  показывают,  что  и  в  какой  мере  преобладает  в  структурной  организации  системы:  хаос  или  порядок.  Если  ,  то  в  структурной  организации  системы  преобладает  порядок,  когда    —  хаос.  Если  ,  то  хаос  и  порядок  уравновешивают  друг  друга,  структурная  организация  системы  является  равновесной. 

Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Pic5.gif

Рисунок  1.  График  R-функции  электронных  систем  атомов  химических  элементов  в  плоскости  орбитального  квантового  числа

 

Электронные  системы  атомов  химических  элементов  состоят  из  конечного  множества  электронов,  число  которых  равно  порядковому  номеру  элементов  (Z)  в  ПС.  Рассматривая  эти  системы  в  плоскости  какого-либо  квантового  числа,  можно  с  помощью  R-функции  оценивать  соответствующую,  например,  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1279.gifструктурную  организацию  систем.

Если  в  качестве  системных  объектов  взять  совокупности  электронов  с  одинаковым  значением  l,  то  есть,  spdf  совокупности  и  обозначить  количество  электронов  в  них  через  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1278.gif,  то  для  атома  криптона,Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1280.gif  Подставляя  в  формулу  R-функции  с  учетомОписание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1285.gif,  получаем  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1281.gifОписание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1282.gifОписание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1283.gifОписание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1284.gifИ  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1286.gif.

Расчет  значений  R-функции  в  плоскости  орбитального  квантового  числа  для  электронных  систем  химических  элементов  (рисунок  1)  выявил  периодический  характер  зависимости  R-функции  от  порядкового  номера  элемента,  которую  можно  разделить  на  четыре  основных  периода  (Т-периода),  границы  которых  проходят  по  максимумам  R-функции  у  химических  элементов  с  Z  =  2,  18,  54,  118.  Количество  элементов  в  периодах  (m(TN),  где  N  —  номер  Т-периода)  равно: 

 

Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1288.gif

 

В  СТИ  эти  периоды  названы  орбитально-волновыми  периодами  структурной  организации  электронных  систем  атомов  химических  элементов  (Т-периодами),  которые  соответствуют  подобным  периодам  (р-периодам)  казахстанских  химиков  [2,  3,  4].

В  структурной  организации  электронных  систем  химических  элементов,  рассматриваемых  в  плоскости  орбитального  квантового  числа,  присутствует  вторичная  периодичность.  Каждый  орбитально-волновой  период  делится  на  два  полупериода  с  одинаковым  количеством  элементов:  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1290.gifПри  этом  каждый  орбитально-волновой  период  охватывает  два  химических  периода  (Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1293.gif  —  номер  периода)  с  одинаковым  числом  элементов  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1294.gif,  то  есть:

 

Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1295.gif

Соответственно,  все  орбитальные  полупериоды  в  точности  совпадают  с  химическими  периодами  и  равны  с  ними  по  числу  элементов.  Орбитальные  полупериоды  (химические  периоды)  обозначаются  символом  tn.

Количество  элементов  в  химическом  периоде  зависит  от  того,  к  какому  периоду  структурной  организации  он  принадлежит. 

Количество  элементов  в  химических  периодах:  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1296.gifПрименяя  последнюю  формулу  к  семи  известным  химическим  периодам  периодической  системы  Д.И.  Менделеева,  получаем  числовой  ряд:  2,  8,  8,  18,  18,  32,  32,  члены  которого  в  точности  соответствуют  количеству  их  элементов.  При  этом  первый  орбитальный  период  по  своей  сущности  является  орбитально-волновым  полупериодом.

Во  всех  орбитальных  периодах  структурной  организации  электронных  систем  атомов  химических  элементов  орбитальное  квантовое  число  принимает  ряд  значений,  максимальное  из  которых  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1301.gif  выражается  формулой:  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1302.gif,  а  общее  число  этих  значений  равно,  соответственно,  номеру  периода  N.  При  этом  в  каждом  орбитальном  полупериоде  наблюдаются  все  N  значений  орбитального  квантового  числа,  а  соответствующее  число  spdэлектронов  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1303.gifв  атомах  их  элементов  (как  и  число  самих  spdf  элементов)  достигает  величины: 

 

Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1304.gif

 

В  орбитальных  полупериодах  число  электронов  с  данным  значением  орбитального  квантового  числа  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1305.gif  связано  с  номером  орбитального  периода,  в  котором  они  впервые  появились,  зависимостью:  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1306.gif

Заменяя  N  на  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1307.gif,  получаем  общую  формулу  числа  электронов  при  данном  значении  орбитального  квантового  числа,  хорошо  известную  из  курса  теории  строения  атома:  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1308.gif

Число  элементов  в  орбитальном  полупериоде  конкретизируется  в  виде  формОписание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1310.gifулы:    из  которой  в  отношении  числа  элементов  орбитально-волновых  периодов  (как  и  в  отношении  числа  образующих  их  электронов)  следует:  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1311.gif.

В  химических  периодах  максимальное  значение  орбитального  квантового  числа  у  электронов  атомов  их  элементов  подчиняется  условию:

 

Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1312.gif

 

то  есть  орбитальное  квантовое  число  в  химических  периодах  принимает  ряд  значений  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1313.gif.  Можно  констатировать,  что  информационно-синергетическая  теория  ПС  подтвердила  некоторые  несоответствия  традиционной  ПС,  ранее  указанные  в  работах  наших  соотечествеников  [2,  3,  4].

Так,  согласно  теории  Нурлыбаева  И.Н.  предлагается  ввести  понятие  подобных  периодов  (рn-периодов),  где  р1-период  включает  первый  химический  период,  р2-период  объединяет  второй  и  третий  химические  периоды,  р3-период  —  четвертый  и  пятый  химические  периоды,  р4-период  —  шестой  и  седьмой  химические  периоды.  Им  же  предлагается  математическое  выражение  периодического  закона  в  виде  Z  =  2pn2,  аналогичное  выражению  Описание: http://vbvvbv.narod.ru/Mendeleev170/g2/Image1296.gif,  выведенному  согласно  аппарату  СТИ.  По  Нурлыбаеву  И.Н.,  количество  элементов  в  химических  периодах  ПС  Д.И.  Менделеева  равно  удвоенному  квадрату  номера  подобного  периода,  к  которому  они  принадлежат.  Таким  образом,  химическая  наука  находится  на  пути  переосмысления  сущности  периодического  закона,  в  частности,  возможного  изменения  базового  понятия  главного  квантового  числа.

 

Список  литературы:

1.Вяткин  В.Б.  Структурная  организация  электронных  систем  атомов  химических  элементов  в  свете  синергетической  теории  информации  //  Ergo.  Проблемы  методологии  междисциплинарных  исследований  и  комплексного  обеспечения  научно-исследовательской  деятельности.  Вып.  4.  Екатеринбург:  УрО  РАН,  2005.

2.Нурлыбаев  И.Н.  О  формулировке  периодического  закона//Вестник  КазНУ.  Сер.  химическая,  №  4.  —  2004  —  С.  583.

3.Нурлыбаев  И.Н.,  Семкина  К.Ю.  О  формулировке  периодического  закона  и  подобии  периодов  периодической  системы  Д.И.  Менделеева  //  XIX  Менделеевс.  съезд  по  общей  и  прикл.  химии.  Тезисы  докл.  —  Волгоград.  —  2011.  —  том  4.  —  С.  561.

4.Нұрлыбаев  И.Н.,  Иманғалиева  Б.С.  Д.И.  Менделеевтің  периодтық  заңының  тұжырымдамасын  қорыту  //  Вестник  КазНУ.  Сер.  химическая,  №  4  (64).  —  2011  г  —  С.  176.

Проголосовать за статью
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.