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惰性元素为什么都是气体?

已有 1201 次阅读 2021-12-12 12:36 |个人分类:物理新视点|系统分类:论文交流

                      气态分子形成原理

晏成和

初中化学课,学习了元素周期表,了解了化学元素、知道了化学变化。有的物质发生反应容易、神速;有些物质在一起,则反应很困难、缓慢;甚至根本不能起反应。最不活泼的是周期表右边一列的惰性元素,除了氦气之外,惰性元素都是8个价电子,外电子饱满,不需要与其它元素进行化合、起反应。

奇怪的是:在常温下所有的元素的相态多半是固体、有少量是液体、气体,只有惰性元素全部是气体。当时我想:你惰性就惰性,不跟别人起反应就是了,干嘛非要都是气体?我把这个问题问了老师,老师说,这个目前还不清楚。我想:是不是气体分子距离大、隔得开、不容易跟其它物质起反应,可又想,氧气怎么是那么活泼?这化学的问题确实是挠头,它的共性中总有个别反例,难以寻觅规律。后来把范围缩小,惰性元素全部是气体,确是有规律的共性。

惰性气体是怎么形成的呢?所有惰性原子外围全都是8个价电子呈球面包围、并运转着,原子的外围均匀分布电子、肯定会与相邻原子的外电子相斥、撑开距离,于是,形成比液态分子距离大10倍、体积大近1000倍的分子气体。氦气虽然只有两个价电子,但是这两个电子速率极高缠绕运转着也能呈球面包围,所以氦元素也是气体。外电子饱满(像蛋壳)整体外包围,形成电子相斥、撑开距离,是气体形成的必要条件。

除了惰性气体外,还有氢、氧、氮气,这些两个原子结合起来形成了气体。我们先来看简单的氢气分子,氢气只有两个电子,肯定是这两个电子包围在两个质子之外、形成缠绕式椭球形的高速运转,而不是构成什么化学键。电子的运转形成球状包围、才能形成分子之间电子相斥、形成空间距离很大的氢气。

氧气、氮气的核外电子较多,能够成为分子气体,肯定是有电子包围在两个原子外。作用过程是:原子核内的质子场对周围物质、对电子的引力没有边界,超出原子、向外无限延伸,两个原子相互吸引对方的价电子,形成共有的价电子包围在两个原子核心(原子实,即不包含价电子的原子)之外、呈椭球形运转,如同一个个双黄蛋,外表面电子的运转如同电子蛋壳相斥,方能形成距离很大的气体分子。

同理,多原子气体如:水蒸气、二氧化碳气体也必须是共有的价电子包围在多个原子的核心之外,外表面的电子与相邻分子表面电子相斥,方能形成分子气体。有趣的是,所有气体外表面运转电子相斥的斥力基本相同,造就了不同气体分子的距离基本相同-不管什么气体,单位体积内分子分子的数量基本一致,于是就有了阿伏伽德罗常数,

由此我们可以知道气体形成的原理是:价电子饱满(像蛋壳)整体外包围、或者是价电子速率极高达到整体包围,导致外电子相斥、撑开距离,形成气体。应该关注的是:价电子的整体外包围,导致外电子相斥、撑开距离。是单原子、双原子、多原子分子构成气体的前提,是气体形成的充分必要条件。并且注意,这里揭示了双原子、多原子分子结合方式-价电子的整体外包围,而不是化学教科书上讲述的任何一种化学键。

我们看不到原子之间如何连接、种类繁多的化学键只是猜想。通过惰性气体的存在和对一般气体的推理:氢气两个电子肯定是球面包围运转;氧气、氮气、水蒸气…所有气体,必须是共有价电子球面包围运转。价电子呈球面包围运转是气体存在的先决条件,确立了原子结合过程中,完全依靠价电子的包围运行线路和作用,并不是所谓的化学键。

化学键理论已经建立一百多年,有一类物质就有相对应的化学键,各种原子是由不同的键进行连接,好像是面面俱到。可是任何一种化学键的“偶合”连接都不可能形成价电子的外包围,气体的存在揭露了化学键不是自然真实!科学界面临的抉择是:信任化学键理论、自然界不存在气体、地球没有大气层;要么是认可我们的自然气体、让化学键理论下课。

对气体存在-价电子的包围运转进行逻辑梳理,在非气体物质中原子的连接也是共有的价电子运转在两个原子实的外围,不过包围的运转线路不是椭球形,包围运转线路是带状椭圆、或平面椭圆。由气体到液、固体是物质的相变,我已经在相变文章中初步探讨。

2021/12/10

参考文章:

《结构元-自然奥秘的重大发现》

https://blog.sciencenet.cn/blog-73066-1285467.html




https://m.sciencenet.cn/blog-73066-1316240.html

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