|
|
|
Предположим, что атомы, образующие химическую связь, притягиваются с гравитационной силой обратно пропорциональной квадрату расстояния при величине гравитационной константы 1,7ּ1028. В этом случае атомы находятся в орбитальном движении относительно друг друга, а основные характеристики связи - длина и энергия связаны с массой взаимодействующих атомов уравнением потенциальной энергии динамики орбитального движения. Уравнение имеет вид:
, ( 1 )
где ΔEp – изменение потенциальной энергии при образовании связи, ΔEc – увеличение энергия связи, f – гравитационная постоянная, М1 и М2 – атомные массы взаимодействующих атомов, d – дальтон, атомная единица массы, равная 1,66ּ10-24 г, N – число Авогадро, равное 0,602ּ1024, r1 и r2 – расстояние между атомами до и после образования связи.
Выдвинутую гипотезу можно считать достаточно достоверной, если при подстановке в формулу ( 1 ) экспериментальных (справочных) значений ΔEc,M1,M2,r1 и r2, константа f будет иметь постоянное значение, близкое по порядку к величине f, ранее рассчитанной по спектроскопическим данным.
Оценочный расчёт выполнен на примере трёх кратных ковалентных связей углерода – одинарной, двойной и тройной. Исходные и расчётные данные представлены в таблице. Рассмотрим случай образования двойной связи. При её возникновении длина связи
Вид
связи Энергия
связи,
кДж/
моль Длина
связи,
нм ΔЕр,
кДж/
моль ΔЕс,
кДж/
моль r1,
нм r2,
нм fּ10-28,
см3/гּс2 f*ּ10-28,
см3/гּс2
С – С 343 0,154 - - - 0,154 - -
С = С 615 0,133 544 272 0,154 0,133 0,444 1,69
С ≡ С 812 0,120 394 197 0,133 0,120 0,407 1,66
уменьшается с 0,154 до 0,133 нм. Это сопровождается уменьшением потенциальной энергии на 544 кДж/моль. Часть её ( 50 %) реализуется в виде прироста орбитальной скорости, как это предписывается динамикой орбитального движения при переходе на более низкопотенциальную орбиту. Другая половина – 272 кДж/моль выделяется в виде электромагнитного излучения. Это экспериментально определяемый прирост энергии связи при переходе от одинарной связи к двойной. Подставив эти значения в
формулу ( 1 ), получим величину f = 0,444∙1028.
При образовании тройной связи расстояние между атомами углерода уменьшается с 0,133 до 0,120 нм. Потенциальная энергия при этом падает на 394 кДж/моль, а энергия связи возрастает на197 кДж/моль. Константа f, рассчитанная по этим данным имеет величину 0,407∙1028. Полученные значения f для двойной и тройной связи отличаются от среднего значения в пределах ± 5%. Для оценочного расчёта это удовлетворительное постоянство, что позволяет выразить оптимизм относительно предложенной гипотезы.
Вместе с тем следует отметить, что полученное здесь среднее значение
f = 0,426∙1028 в 4 раза меньше значения, рассчитанного по спектроскопическим данным – 1,73∙1028. Это отклонение, по-видимому, связано с неточным значением величины r2. Судя по прерывистости (линейчатости) спектров, излучение происходит не на всём участке
Δr = r2 – r1, а только на его части (проблема разрешённых орбит!). Если предположить, что излучающий участок составляет 0,25 Δr, то величина константы (см. таблицу) равняется f* = (1,66÷1,69)∙1028 cм3/г∙с2. arkady07@rambler.ru
|