Периодичность количества протонов в ядре и электронных орбит в атоме химических элементов таблицы Менделеева.

Периодичность количества протонов в ядре и электронных орбит в атоме химических элементов  таблицы  Менделеева.

                                                                        В.В. Бутуханов   

         До Д.И. Менделеева, никто не смог обнаружить универсальной закономерности в существовании многообразия химических элементов. Он,  приняв атомную массу за главную характеристику атома любого химического элемента (эталон для химических элементов), расположил их в порядке возрастания с порядковыми номерами 1,2,3 и т.д., установил, что 11-й, 21-й, 31-й и т.д. химический элемент имеют схожие свойства,  повторяются, например, литий-натрий, натрий калий. Это позволило ему сформулировать закон «свойства элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомной массы элементов».

 В настоящее время принято считать эталоном для ХЭ другая характеристика - количество протонов или величина положительного заряда ядра химического элемента.

    Атом водорода имеет один протон, атом гелия- два протона, атом лития – три протона и т.д. В таблице Менделеева,  последовательность ХЭ пронумерована, формируя  числовой ряд:    1,2,3,4,  ... 126. Количество протонов в   ХЭ образуют аналогичный числовой ряд (простое совпадение): 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 и т.д. Этот числовой ряд имеет следующие свойства:

1. В числовом ряду количество протонов  является целой величиной.

2. В числовом ряду, начиная со второго члена, числовая последовательность количества протонов, является арифметической прогрессией (АП), что подтверждается формулой а_n=а_n+1+а_(n-1)/2.     Формула АП  а_n+1=а_n+d, где d - разность d=a_n+1-a_n,  n – порядковый номер   числового ряда количества протонов, (n-1)- числовая последовательность количества арифметических действий: сложений,  для увеличивающейся и вычитаний, для убывающейся АП.

3. Числовая последовательность АП для протонов обладает периодичностью. Через каждые десять арифметических действий     (n - 1),  количество протонов первого члена числового ряда увеличивается на 10, через следующие  десять – на двадцать и т.д. На это обратил внимание Д.И.Менделеев установив, что свойства ХЭ повторяются через каждые десять.

С учетом этих свойств, числовая последовательность из количества протонов  в ядре атомов ХЭ, представлена в таблице 1. Горизонтальный ряд (n) - порядковый номер ХЭ, (ХЭ)_- название ХЭ, (КП) - количество  протонов в ядре ХЭ; вертикальный ряд (I, II, III, …, XIII)  порядковый номер  периодов из десяти членов числового ряда.  Числовой ряд периодов это 1,10,20,30,…,128. Числовая последовательность этого ряда, начиная со второго ее члена,  тоже является АП с d=10. 

Таблица 1. Периодичность количества протонов в ядре атома химических элементов таблицы Менделеева в числовой последовательности арифметической прогрессии.

        n        1        2       3         4         5         6          7         8          9         10 

   I         ХЭ       H       He     Li       Be      B         C          N         O          F         Ne

             КП       1        2        3         4         5         6          7         8          9         10  

              n        11      12      13      14        15       16       17       18         19       20

II           ХЭ      Na      Mg    Al       Si        F         S         Cl         Ar          K        Ca

              КП      11      12      13       14       15       16        17       18        19        20

              n        21      22      23       24       25       26       27       28         29       30

III         ХЭ       Sc      Ti       V        Cr       Mn     Fe        Co        Ni         Cu       Zn

             КП       21      22      23        24       25      26        27       28         29       30

              n    31      32       33       34       35       36        37       38        39        40

IV          ХЭ     Ga     Ge      As       Se       Br       Kr         Rb        Sr         Y        Zr

              КП     31      32       33       34       35       36        37        38        39       40

              n     41      42       43       44       45        46        47       48        49       50

V           ХЭ     Nb     Mo      Tc      Ru      Rh        Rd        Ag        Cd         In       Sn

              КП     41      42       43       44       45        46        47       48        49        50

              n    51     52       53        54       55       56        57       58         59       60     

VI        ХЭ     Sb     Te        I         Xe       Cs       Ba        La         Ce        Pr        Ne

              КП     51      52       53        54       55       56        57       58        59        60   

              n    61     62        63       64       65       66        67       68         69        70     

VII       ХЭ     Pm    Sm       En       Gd      Tb      Dv        Ho        Er         Tm       Yb

              КП     61      62        63       64       65       66        67       68         69       70     

               n   71      72        73       74       75       76        77       78         79       80     

VIII      ХЭ     Ln     Hf        Ta         W        Re      Os        Ir        Pt          Au      Hg

              КП     71      72        73       74       75       76        77       78        79       80     

               n     81       82        83       84       85       86        87       88        89       90     

IX        ХЭ    TI       Pb        Bi       Po       At         Rn         Fr        Ra       Ac      Th    

              КП    81       82        83       84        85       86        87       88        89      90         

               n   91       92        93       94        95       96       97       98        99      100     

X          ХЭ    Pa       U         Np      Pu       Am     Cm     Bk       Cf        Es      Fm

               КП    91       92        93       94        95       96       97       98        99      100     

               n    101      102      103     104     105     106     107     108      109    110     

XI         ХЭ      Md      No        Lr        Rf       Db       Sg       Bh      Hs         Mt     Ds

              КП     101      102      103     104     105     106     107     108      109    110  

               n   111      112      113     114     115     116     117     118      119     120    

XII       ХЭ     Rg       Cn       Uut     Uuq    Uup    Uuh    Uus     Uuo      Uue    Ubn

              КП     111     112      113     114     115     116     117     118        119    120    

              n   121     122      123     124     125      126     127     128       129     130    

XIII      ХЭ     Ubu    Ubb      Ubt     Ubq     Ubp      Ubn 

             КП     121     122      123     124     125     126      127     128       129     130    

На основании этих фактов, числовая последовательность количества протонов в ядре атомов химических элементов таблицы Менделеева, является арифметической прогрессией. Определена периодичность этой арифметической прогрессии (d=10). Свойства химических элементов  связаны  периодичностью арифметической прогрессии количества протонов (величины заряда) ядра атома (порядкового номера).    

Числовую последовательность количества протонов ХЭ в  таблице 1 можно представить числовым рядом: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. В этом ряду, начиная со второго члена, числовая последовательность количества протонов, является геометрической прогрессией (ГП), что доказывается формулой а _n² = а_n-1 x а _n+1..   Формула ГП -  а_n=1 = а _n-1 х d, где d=a_n+1 /a_n,  n- числовой ряд количества протонов,  (n-1)- числовая последовательность, которая  состоит из количества арифметических действий (умножения, или деления) и равно семи (8-1), то есть соответствует числу периодов распределения ХЭ в таблице Менделеева. Исходя из этого,  первый период (одна электронная орбита) состоит из одного ХЭ (Н ), второй период (две электронные орбиты) состоит из двух ХЭ, третий период (три электронные орбиты)- из следующих четырех ХЭ и  т.д.. Седьмой период (семь электронных орбит) состоит из 64-ти  ХЭ, таблица 2.

Таблица 2. Периодичность электронных орбит химических элементов таблицы Менделеева в числовой последовательности геометрической прогрессии.

I        1

II         2 ,    3  

III       4,     5,    6,    7     

IV       8,    9,   10,  11,  12,   13,   14,   15 

V       1 6,  17,  18,  19,   20,   21,  22,   23,  24,   25,   26,   27,   28,   29,   30,  31

VI     32,   33,   34,  35,   36,   37,  38.   39,  40,   41    42,   43,   44    45,   46,  47

        48,  49,   50,   51,  52,   53,   54,  55,   56,   57,   58,   59,   60,   61,   62,  63 

VII     64,  65,  66,   67,   68,   69,   70,  71,   72,   73,   74,   75,   76,   77,   78,  79

        80,  81,  82,   83,   84,   85,   86,  87,   88,   89,   90,   91,   92,   93,   94,  95

        96,  97,  98,   99,   100, 101, 102, 103, 104, 105, 106,  107, 108, 109, 110, 111

       112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122,  123, 124, 125, 126, 127         

Установлено, что числовая последовательность количества электронных орбит в  атоме, является геометрической прогрессией химических элементов таблицы Менделеева. Определена периодичность геометрической прогрессии (d=2^n-1). Cвойства химических элементов, находятся в зависимости от периодичности геометрической прогрессии количества электронных орбит  атома. 

Таким образом, числовые последовательности количества протонов в ядре атомов, является арифметической прогрессией и количества электронных орбит, является геометрической прогрессией химических элементов таблицы Менделеева. Определена периодичность арифметической и геометрической прогрессии для химических элементов. Свойства химических элементов  определены периодичностью арифметической прогрессии количества протонов (величины заряда) ядра атома  и периодичностью геометрической прогрессии количества электронных орбит атома.

Ключевые  слова: Таблица Менделеева, периодичность, заряды ядра, электронные орбиты атомов, химические элементы.

Аннотация: Установлено, что числовые последовательности количества протонов в ядре атомов, является арифметической прогрессией и количества электронных орбит, является геометрической прогрессией химических элементов таблицы Менделеева. Определена периодичность арифметической и геометрической прогрессии для химических элементов. Свойства химических элементов  определены  периодичностью арифметической прогрессии количества протонов (величины заряда) ядра атома  и периодичностью геометрической прогрессии количества электронных орбит атома.