Юрій Соколов
Природа має загальний і абсолютний ритм. Цей ритм дорівнює семи. Якщо це так, то тоді, описуючи математично циклічну структуру періодичної системи, можна вивести своєрідний світовий закон. Періодична система хімічних елементів, як відомо, починається з водню. А чи існує кінцевий елемент, і якщо існує, то який буде його порядковий номер? Квантова механіка на це питання відповісти не може.
Тут, мабуть, потрібні інші підходи, один з можливих грунтується на «гіпотезі циклічної структури простору-часу». Викладемо її тезово.
У природі існує своєрідний «елементарний атом», своєрідний «первокірпічік», який названо циклом. Структуру циклу визначають два протилежних об'єкта: А і його антипод Б, які знаходяться в процесі взаємопереходу. Як будинок складний з цегли, так і наше світобудову являє собою систему взаємопов'язаних циклів. Універсальність і абсолютність циклу обумовлюють універсальну структуру простору-часу.
Рис. 1. Цикли реального світу: а) структура циклу; б) структура часу в циклі; в) структура простору в циклі
Час утворює як би вигнуту симетричну «вісімку». Для характеристики структури простору вводиться поняття радіуса кривизни. Вдаючись до тієї ж моделі, можна сказати, що це перпендикуляр, опущений з будь-якої точки кіл на горизонтальну вісь симетрії. При русі точки по верхній, а потім по нижній окружності величина перпендикуляра буде змінюватися за певним законом. У математиці цей закон відомий - циклоїда. Отже, радіус кривизни в залежності від величини шляху або від часу (оскільки шлях ми ототожнюємо з часом) буде змінюватися за циклоїді.
Закільцьовані воднем
Припустимо, що структура періодичної системи реалізує структуру простору-часу конкретного циклу елементарних хімічних форм. Якщо система починається з водню, то вона повинна закінчитися своєю протилежністю, тобто антиводню. З цієї точки зору всі хімічні елементи виступають як проміжні стадії руху водню в антиводню. Антиводню дає початок періодичній системі хімічних антіелементов, яка, у свою чергу, закінчиться воднем. Виникає замкнене цикл елементів і антіелементов, своєрідна стрічка Мебіуса елементарних хімічних форм.
Розташуємо тепер хімічні елементи по «вісімці» часу і циклоїді простору, починаючи з «нульового», який отримаємо, подумки прибираючи з ядра будь-якого елементу протони.
Коли залишиться один протон, ми будемо мати перший елемент системи. Приберемо і цей протон. У ядрі залишаться одні нейтрони. Цей елемент, якщо його можна назвати елементом, і буде нульовим. Після нульового піде перший, а за ним другий. Один кругообіг часу закінчений. У другому циклі-кругообігу часу верхню окружність займуть елементи другого періоду, а нижню окружність елементи третього. У третьому циклі розташуються елементи четвертого і п'ятого періодів, а місця в четвертому циклі-кругообігу займуть елементи шостого і сьомого періодів. Сьомий період ми продовжили до кінця - до хімічного елемента з порядковим номером 118. Після 118-го елемента з'являться перші антіелементов (антиводню і антигелі), які і заповнять перший цикл-кругообіг часу періодичної системи антіелементов. Наступні антіелементов заповнять геометричні структури часу, які дзеркально симетричні структурам часу періодичної системи елементів.
Отже, розташування елементів закінчено. Те, що у звичайній структурі періодичної системи є періодом, у нашій структурі виступає як окружність циклу-кругообігу часу. Якщо у звичайній структурі ми маємо сім періодів, то в циклічній структурі маємо сім кіл. Особливі елементи системи - інертні гази - займають в циклічній структурі положення, де вони пов'язують в циклах-кругообігу верхню і нижню окружності в єдине ціле.
Чому в нашій структурі останній елемент має порядковий номер 118? Вагомі аргументи щодо цього привести складно. Підставою тут служить гіпотеза про те, що періодична система може мати тільки 118 елементів. Д. І. Менделєєв висловлював припущення про появу кінцевого елемента системи в. Наприкінці сьомого періоду: «Десятим поруч (тобто сьомим періодом. - Ю.С.) припиняються відомі до цих пір елементи, і якщо в ряду типових елементів ми багато зустрічаємо кислотних елементів, що не повторюється в інших лавах, то в десятому ряду ми зустрічаємо багато основних елементів, що так само не повторюється в інших лавах, з чого їсти привід зробити висновок, що тут ми вже близькі до кінця можливих форм елементарних сполук ».
Сюрпризи циклу
Періодичний закон, як відомо, формується так: хімічні властивості елементів перебувають у періодичній залежності від величини порядкового номера. Заперечує Чи циклічна структура цей закон? Ні в якому разі! Навпаки, цей закон в ній втілюється найбільш повно. У самому справі, як у структурі часу, так і в структурі простору «геометрія» періодично повторюється на все більш високому рівні. Цикли-кругообігу часу розширюються, амплітуди циклоїд збільшуються. Періодичне повторення геометричних структур веде до періодичного повторення хімічних властивостей елементів. Циклічна структура - це як би геометрична інтерпретація закону періодичності.
Елементи на циклах-кругообігу розташовані рівномірно. Тому логічно припустити, що зі зростанням порядкового номера елемента його атомну вагу буде збільшуватися рівномірно по прямій лінії, тобто буде існувати лінійна залежність. Чи так це?
Якщо ми побудуємо графік, де по осі абсцис будемо відкладати порядковий номер елемента, а по осі ординат атомний вагу, то ніякої лінійної залежності не отримаємо. Вийде якась крива лінія. Справа в тому, що атомна вага, який приведений в періодичній системі, є середньою вагою найбільш поширених у природі ізотопів елементів. Тому нам потрібно брати атомні ваги саме ізотопів.
Атомний вага хімічного елемента складається, в основному, з ваги протонів і нейтронів, що знаходяться в ядрі. Кожен елемент має до десятка, а деякі і більш ізотопів. Всього їх відомо близько двох з половиною тисяч.
Щоб спростити завдання, поступимо таким чином. Візьмемо тільки стабільні природні ізотопи до 86-го елемента включно. Їх буде 527. Крім того, виділимо дві послідовності: ізотопи парних і непарних елементів.
Всі ізотопи парних елементів перенесемо на графік, де по осі абсцис будемо відкладати кількість нейтронів в ядрах, а по осі ординат кількість протонів.
Рис. 2. Графік залежності числа протонів від числа нейтронів для ядер парних елементів
У результаті, з'єднавши лініями скупчення точок, одержимо чотири ряди паралельних прямих, які перетинаються під певним кутом один до одного. Точки перетину цих паралельних лінії будуть відповідати ізотопів хімічних елементів з порядковими номерами 2, 18, 54. Ці елементи виступають як кінцеві елементи другого, третього і четвертого циклу-кругообігу в циклічній структурі системи.
Аналогічна залежність встановлюється і для ізотопів непарних елементів. Злам ліній тут спостерігається в точках, які відповідають ізотопів елементів з порядковим номером 17, 53, тобто кінцевим непарних елементам другого і третього циклу-кругообігу.
Лінійна залежність числа протонів від числа нейтронів визначає наступну просту закономірність заповнення ядер елементів протонами і нейтронами: при збільшенні кількості протонів на два кількість нейтронів збільшується в першому циклі-кругообігу на один, в другому на два, в третьому втричі, а в четвертому на чотири . Ця залежність встановлюється вперше.
Атомний вага є сума числа протонів і нейтронів в ядрі. Оскільки між числом протонів і нейтронів існує лінійна залежність, то лінійна залежність буде існувати, отже, і між атомним вагою та порядковим номером або між атомною вагою і кількістю протонів у ядрі (порядковий номер елемента дорівнює кількості протонів у ядрі).
Випишемо в ряд елементи другого періоду: Li Be В С N Про F. Ліворуч від середнього елемента періоду вуглецю відбувається збільшення металевих властивостей елементів. Літій - типовий метал. При русі вправо збільшуються металлоідние властивості. Фтор є типовим металоїдів. Очевидна дзеркальна симетрія зміни хімічних властивостей елементів відносності середнього елемента другого періоду.
Аналогічна закономірність спостерігається і в інших періодах. Випишемо в ряд частина елементів другого і третього періодів: З N Про F Nе Na Mg Al Si. Від вуглецю до фтору відбувається збільшення металлоідних властивостей елементів, від кремнію до натрію - металевих. Між періодами, таким чином, так само існує дзеркальна симетрія динаміки зміни, хімічних властивостей елементів щодо інертного газу, їх з'єднує.
З точки зору нашої циклічної структури симетрія у періоді пояснюється тим, що ліва циклоїда дзеркально симетрична правою, а дзеркальна симетрія між періодами - симетрією верхньої (позитивної) і нижньої (негативної) циклоїд.
Циклічна структура складається з чотирьох циклів-кругообігів. Про що ж може повідати номер кожного циклу?
Рис. 3. Структури часу і простору в циклі водень - антиводню (позначені початкові, середні і кінцеві елементи періодів)
Номер кругообігу визначає кількість нейтронів, яке припадає на два протони в ядрах елементів.
Справді, при аналізі залежності числа протонів від числа нейтронів в ядрах елементів ми встановили, що при збільшенні на два протони в ядрах елементів першого кругообігу кількість нейтронів збільшується на один, у другому на два, в третьому на три, а в четвертому на чотири нейтрона.
Номер кругообігу визначає кількість елементів у періодах.
У періодах - колах кожного циклу кругообігу знаходиться наступне кількість елементів: у першому - 2, у другому - 8, у третьому - 18, у четвертому - 32. Ця кількість елементів можна представити таким чином:
2.12, 2.22, 2.32, 2.42.
Або в загальному вигляді через номер кругообігу 2n2. Ми бачимо, що кількість елементів у періодах-колах дорівнює подвоєному квадрату номера кругообігу.
Номер кругообігу визначають побічна і магнітне квантові числа.
Ми встановили, що кількість елементів у періодах-колах одно 2п2, де n - номер циклу-кругообігу. З квантової механіки відомо, що елементи в періодах не рівноцінні. Є s-елементи, р, d і f. Такий поділ обумовлено енергетичним станом електронів, які знаходяться на зовнішньому електронному шарі атома. Відомо також їх число, s-елементів два, р-елементів шість, d - десять, f - чотирнадцять. Чи можна це пояснити лише на основі номери циклу-кругообігу?
Випишемо кількість елементів на кіл кожного обороту таким чином: перший кругообіг 2.1, другий 2 · (1 + 3), третій 2 · (1 + 3 + 5), четвертий 2 · (1 + 3 + 5 + 7).
У наявності певна закономірність: кількість елементів дорівнює подвоєному значенню суми послідовності непарних чисел від 1 до 7. Отже, можна сказати, що перший кругообіг буде містити один вид елементів (1), другий два (1 + 3), третій три (1 + 3 + 5), а четвертий чотири (1 + 3 + 5 + 7). Цілком зрозуміло, що ці різновиди елементів ототожнюються з s, р, d, f-елементами, тобто з побічним квантовим числом. В кожному виді елементів їх міститься певна кількість, на це вказують цифри 1, 3, 5, 7, значить, ці цифри неявно відображають магнітне квантове число.
Водень, маючи один електрон на своїй електронній орбіті, виявляє властивості, які ріднять його і з групою лужних металів, і з групою галогенів. Тому неясно, куди його віднести.
На основі циклічної структури питання про становище водню вирішується дуже просто. У структурі простору водень займає вершину циклоїди. У сусідньому циклі-кругообігу вершини циклоїд займають вуглець і кремній. Тому водень, з цієї точки зору, слід віднести до групи вуглецю і кремнію.
Фізики, прогнозуючи заповнення електронних оболонок у елементів восьмого періоду, тобто елементів з порядковим номером більше 118, проводили розрахунки на ЕВМ.Еті розрахунки показали розмивання періодичності. Так, у 121-го і 122-го елемента з'являються не 5g, не 6f і навіть не 7d (як можна було б очікувати), а 8р-електрони. Результат здається дивним, оскільки заповнення р-подоболочкі відразу слідом за заповненням s-подоболочкі має місце у другому і третьому періоді системи. В інших періодах після s-подоболочкі заповнюється d-подоболочка. З точки зору циклічної структури в цьому результаті нічого дивного немає. Елемент з порядковим номером 121 - це антілітій, а 122 - антіберіллій. У них заповнюється s-подоболочка. Починаючи з 123-го і далі електрони заповнюють р-рівень, що відповідає висновків з розрахунків на ЕОМ і циклічної структурі.
Закон вічності?
Припустимо, що висновок про «первокирпичики», про чотирьох циклах періодичної системи вірний. Тоді його треба поширити на всі інші цикли в природі, оскільки цикл водень - антиводню не є єдиним циклом світобудови.
У геометричній структурі часу за умови чотирьох циклів-кругообігів ми маємо сім кіл, а в структурі простору - сім циклоїд. Якщо чотири циклу-кругообігу є загальний закон світобудови, то ми приходимо до того, що природа має загальний і абсолютний ритм. Цей ритм дорівнює семи. Якщо це так, то тоді, описуючи математично циклічну структуру періодичної системи, можна вивести своєрідний світовий закон. Чи не є система Д. І. Менделєєва моделлю для такого висновку? Може бути, фізикам, які сьогодні намагаються створити єдину теорію поля, а по суті справи, єдину картину світу, варто було б звернути увагу на періодичну систему?