Sí.
El presente trabajo muestra la inaplicabilidad del principio de Pauli al enlace químico, y se propone un nuevo modelo teórico del enlace químico basado en el principio de incertidumbre de Heisenberg.
Ver págs. 88 – 104 Revisión (135 páginas, versión completa). Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el enlace químico). http://vixra.org/pdf/1710.0326v3…
“… 6.8. El motivo de la formación del enlace químico p. 88
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- ¿Cuál es la solubilidad del tricloroeteno en metanol?
- ¿Cómo mantuvieron los científicos su interés en sus temas? Actualmente estoy haciendo STPM (equivalente a A-Levels) y a veces siento que estoy muerto haciendo las ciencias.
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6.9. El enlace químico y la teoría de la relatividad especial de A. Einstein p. 90
6.10. Principio de incertidumbre de Heisenberg y enlace químico p. 92
6.11. El principio de exclusión de Pauli y el enlace químico p. 103 ″
Principio de incertidumbre de Heisenberg y enlace químico.
Para un análisis más profundo del enlace químico, consideremos la longitud de onda de Compton de un electrón:
λc.е. = h / (me * c) = 2.4263 * 10 ^ (- 12) m
La longitud de onda de Compton de un electrón es equivalente a la longitud de onda de un fotón cuya energía es igual a la energía de reposo del propio electrón (la conclusión estándar se presenta a continuación):
λ = h / (m * v), E = h * γ, E = me * c ^ 2, c = γ * λ, γ = c / λ
E = h * γ, E = h * (c / λ) = me * c ^ 2, λc.е. = h / (yo * c)
donde λ es la longitud de onda de Louis de Broglie, yo es la masa del electrón, c, γ es la velocidad y frecuencia de la luz, y h es la constante de Planck.
Es más interesante considerar qué sucede con un electrón en una región con dimensiones lineales más pequeñas que la longitud de onda de Compton de un electrón. Según la incertidumbre de Heisenberg en esta área, tenemos una incertidumbre mecánica cuántica en el impulso de al menos m * c y una incertidumbre mecánica cuántica en la energía de al menos yo * c ^ 2:
Δp ≥ mе * c y ΔE ≥ me * c ^ 2
Lo cual es suficiente para la producción de pares virtuales electrón-positrón. Por lo tanto, en tal región, el electrón ya no puede ser considerado como un “objeto puntual”, ya que (un electrón) pasa parte de su tiempo en el estado “electrón + par (positrón + electrón)”. Como resultado de lo anterior, un electrón a distancias más pequeñas que la longitud de Compton es un sistema con un número infinito de grados de libertad y su interacción debe describirse dentro del marco de la teoría cuántica de campos. Lo más importante es que la transición al estado intermedio “electron + pair (positrón + electron)” se lleva a cabo por tiempo ~ λc.е./ c
Δt = λc.е. / c = 2.4263 * 10 ^ (- 12) / (3 * 10 ^ 8) = 8.1 * 10 ^ (- 20) s
Ahora trataremos de usar todo lo mencionado anteriormente para describir el enlace químico utilizando la teoría de la relatividad de Einstein y el principio de incertidumbre de Heisenberg. Para hacer esto, hagamos un supuesto: supongamos que la longitud de onda de un electrón en una órbita de Bohr (el átomo de hidrógeno) es la misma longitud de onda de Compton de un electrón, pero en otro marco de referencia, y como resultado hay una veces mayor longitud de onda de Compton (debido a los efectos de la teoría de la relatividad):
λc.е. = h / (me * c) = 2.4263 * 10 ^ (- 12) m
λb. = h / (me * v) = 2 * π * R = 3.31 * 10 ^ (- 10) m
λb. / λc.е. = 137
donde R = 0.527 Å, el radio de Bohr.
Como la longitud de onda de De Broglie en un átomo de hidrógeno (según Bohr) es 137 veces más grande que la longitud de onda de Compton de un electrón, es bastante lógico suponer que las interacciones de energía serán 137 veces más débiles (cuanto más larga sea la longitud de onda del fotón, menor La frecuencia, y por tanto la energía). Notamos que 1 / 137.036 es una constante de estructura fina, la constante física fundamental que caracteriza la fuerza de la interacción electromagnética fue introducida en la ciencia en 1916 años por el físico alemán Arnold Sommerfeld como una medida de correcciones relativistas en la descripción de espectros atómicos en el marco de la Modelo del átomo de N. Bohr.
Para describir el enlace químico, usamos el principio de incertidumbre de Heisenberg:
Δx * Δp ≥ ћ / 2
Dado el debilitamiento de la interacción de la energía 137 veces, el principio de incertidumbre de Heisenberg se puede escribir en la forma:
Δx * Δp ≥ (ћ * 137) / 2
Según la última ecuación, la incertidumbre mecánica cuántica en el impulso de un electrón en un enlace químico debe ser al menos me * c, y la incertidumbre mecánica cuántica en la energía no es menor que yo * c ^ 2, que también debería ser Basta para la producción de pares virtuales electrón-positrón. Por lo tanto, en el campo de la unión química, en este caso, un electrón no puede considerarse como un “objeto puntual”, ya que (un electrón) pasará parte de su tiempo en el estado “par de electrones + (positrón + electrón) “, y por lo tanto su interacción debe ser descrita en el marco de la teoría cuántica de campos.
Este enfoque permite explicar cómo, en el caso de los enlaces químicos de muchos electrones (dos electrones, tres electrones, etc.), se supera la repulsión entre los electrones: dado que el enlace químico es en realidad una “masa en ebullición” de los electrones. y positrones, los positrones virtuales “ayudan” a superar la repulsión entre los electrones. Este enfoque asume que el enlace químico es de hecho una bolsa espacial cerrada (un pozo potencial en el sentido de la energía), en el que se produce una “ebullición” de electrones reales y también positrones virtuales y electrones, y el “volumen” de esta bolsa potencial es en realidad, un “volumen” de enlace químico y también la medida espacial de la incertidumbre mecánico-cuántica en la posición del electrón.
Hablando estrictamente, con tal consideración, el electrón ya no tiene una cierta energía, momento, coordenadas y ya no es una “partícula puntual”, sino que en realidad ocupa el “volumen total” del enlace químico. Se puede argumentar que en el enlace químico un electrón individual se despersonaliza y pierde su individualidad, de hecho no existe, pero existe una “masa hirviente” de electrones reales y positrones virtuales y electrones que, al fluctuar, cambian entre sí. Es decir, el enlace químico es en realidad una partícula separada, como ya se mencionó, una partícula semi-virtual. Además, este enfoque puede extenderse a la estructura de partículas elementales, como un electrón o un positrón: una partícula elemental en esta consideración es un vacío fluctuante cerrado en una cierta bolsa espacial, lo que es un pozo potencial para estas fluctuaciones.
Cabe destacar especialmente que, en esta consideración, los electrones son partículas que interactúan fuertemente y, por lo tanto, el principio de Pauli no es aplicable al enlace químico (para más detalles, consulte la sección “El principio de Pauli y el enlace químico”) y no prohíbe la existencia de los mismos enlaces de tres electrones con una multiplicidad de 1.5.
Lo anterior es fácil de demostrar con el ejemplo de un enlace químico de 1 Å de longitud. Luego, la longitud de onda de Broglie se escribe en la forma (la longitud del enlace químico es L = 2 * Δx):
λ = 2 * π * Δx
y el índice de incertidumbre de Heisenberg toma la forma:
Δx * Δp ≥ (ћ * 137 * 2 * π) / 2
de la cual obtenemos:
L * Δp ≥ * 137 * 2 * π
donde L es la longitud del enlace químico, y Δp es la incertidumbre mecánica cuántica del momento de cada electrón en un enlace químico dado.
Por lo tanto, obtenemos una fórmula para determinar la incertidumbre del impulso en un enlace químico:
Δp ≥ (* 137 * 2 * π) / L
Habiendo realizado los cálculos necesarios para una longitud de 1 Å, obtenemos:
Δp ≥ (* 137 * 2 * π) / 10 ^ (-10)
Δp ≥ 9.078 * 10 ^ (-22) kg * m / s
Es decir, la incertidumbre en el pulso es mayor que yo * c
(me * c = 2.73 * 10 ^ (-22) kg * m / s)
(está claro que la incertidumbre de la velocidad del electrón será mayor que la velocidad de la luz), que debe basarse en nuestros supuestos.
El principio de exclusión de Pauli y el vínculo químico.
El principio de exclusión de Pauli: este es el principio fundamental de la mecánica cuántica, que afirma que dos o más fermiones idénticos (partículas con giro semi-integral) no pueden estar simultáneamente en el mismo estado cuántico. Wolfgang Pauli, un físico teórico suizo, formuló este principio en 1925 [1]. En química, el principio de exclusión de Pauli a menudo se considera una prohibición de la existencia de enlaces de tres electrones con una multiplicidad de 1.5, pero se puede demostrar que el principio de exclusión de Pauli no prohíbe la existencia de enlaces de tres electrones. Para hacer esto, analice el principio de exclusión de Pauli con más detalle.
De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli en un sistema que consiste en fermiones idénticos, dos (o más) partículas no pueden estar en los mismos estados [2]. Las fórmulas correspondientes de las funciones de onda y el determinante se dan en la referencia (esta es una consideración estándar del sistema de fermión), pero concentraremos nuestra atención en la derivación: “… Por supuesto, en esta formulación, el principio de exclusión de Pauli puede solo se aplica a sistemas de partículas que interactúan débilmente, cuando se puede hablar (al menos aproximadamente en los estados de partículas individuales) “[2]. Es decir, el principio de exclusión de Pauli solo puede aplicarse a partículas de interacción débil, cuando se puede hablar de los estados de las partículas individuales.
Pero si recordamos que cualquier enlace químico clásico se forma entre dos núcleos (esta es una diferencia fundamental con respecto a los orbitales atómicos), que de alguna manera “juntan” los electrones entre sí, es lógico suponer que en la formación de un enlace químico, Los electrones ya no pueden considerarse partículas que interactúan débilmente. Esta suposición se confirma por la noción introducida anteriormente de un enlace químico como una partícula semi-virtual separada (el componente natural de las “partes” de la partícula no puede tener una interacción débil).
Las representaciones del enlace químico dadas en el capítulo “El principio de la incertidumbre de Heisenberg y el enlace químico” rechazan categóricamente las afirmaciones sobre el enlace químico como un sistema de electrones de interacción débil. Por el contrario, de la descripción anterior se desprende que en el enlace químico, los electrones “pierden” su individualidad y “ocupan” todo el enlace químico, es decir, los electrones en el enlace químico “interactúan lo más posible”, lo cual Indica directamente la inaplicabilidad del principio de exclusión de Pauli al enlace químico. Además, la incertidumbre cuántica-mecánica en el momento y la coordenada, de hecho, indica estrictamente que en el enlace químico, los electrones son un sistema de partículas que “interactúan al máximo” con una interacción máxima, y el enlace químico completo es una partícula separada en la que no hay lugar para la noción de un electrón “individual”, su velocidad, coordenada, energía, etc., descripción. Esto no es fundamentalmente cierto. El enlace químico es una partícula separada, llamada “partícula semi-virtual”, es una partícula compuesta que consiste en electrones individuales (que interactúan fuertemente), y está localizada espacialmente entre los núcleos.
Por lo tanto, la introducción de un enlace de tres electrones con una multiplicidad de 1.5 se justifica desde el punto de vista químico (simplemente explica la estructura de la molécula de benceno, la aromaticidad, la estructura de sustancias orgánicas e inorgánicas, etc.) se confirma por El principio de exclusión de Pauli y el supuesto lógico de un enlace químico como sistema de partículas que interactúan fuertemente (en realidad una partícula semi-virtual separada), y como consecuencia la inaplicabilidad del principio de exclusión de Pauli a un enlace químico.
1. Pauli W. Uber den Zusammenhang des Abschlusses der Elektronengruppen en Atom mit der Komplexstruktur der Spektren, – Z. Phys., 1925, 31, 765-783.
2. AS Davydov. Mecánica cuántica. Segunda edicion. Editorial “Ciencia“. Moscú, 1973, p. 334.
Ver págs. 88 – 104 Revisión (135 páginas, versión completa). Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el enlace químico). http://vixra.org/pdf/1710.0326v3…
Benceno sobre la base del enlace de tres electrones:
Revisión (135 páginas, versión completa). Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el enlace químico). http://vixra.org/pdf/1710.0326v3…
El presente trabajo muestra:
1. Se muestra que el supuesto principal del método de los orbitales moleculares (es decir, que el orbital molecular puede representarse como una combinación lineal de orbitales atómicos superpuestos) entra en una contradicción insuperable con el principio de superposición cuántica. También se muestra que la descripción de un sistema cuántico que consta de varias partes (adoptadas en mecánica cuántica) en realidad prohíbe atribuirse en el método VB a los miembros de la ecuación correspondientes a las estructuras canónicas (págs. 105-117).
2. El presente trabajo muestra la inaplicabilidad del principio de Pauli al enlace químico (pp. 103-105).
3. Usando la teoría de la relatividad, se muestra que cuando los electrones se mueven, el campo en la molécula no puede ser un campo conservador por definición (pp. 90-92). (Al describir el comportamiento de los electrones en átomos o moléculas, a menudo se asume que el movimiento se encuentra en un campo conservador).
4. De hecho, en este artículo se muestra que los conceptos modernos del enlace químico no pueden considerarse estrictamente teóricamente verdaderos, sino más bien cualitativos con cálculos cuantitativos empíricos.
5. Además, se propone un nuevo modelo teórico del enlace químico sobre el principio de incertidumbre de Heisenberg (pp. 92-103) y se introduce un enlace de tres electrones con una multiplicidad de 1.5 en la química, sobre cuya base es fácil para explicar la estructura de la molécula de benceno y muchas sustancias orgánicas e inorgánicas (pp. 6-36, 53-72).
Además, en opinión de los autores, el desarrollo de la teoría del enlace de tres electrones y el enlace químico de Heisenberg conducirá no solo al cálculo cuantitativo del enlace químico (completo) sino también a la aplicación de estos cálculos a la síntesis de Las sustancias (uso en el laboratorio) y la predicción de la actividad biológica de los productos químicos. Esto significa que será posible calcular fácilmente las propiedades básicas de una molécula (sustancia) mediante la fórmula estructural, y la precisión debe ser tal que no sea necesaria la síntesis de sustancias. De manera similar, con la actividad biológica: el desarrollo de la teoría (por ejemplo, el desarrollo de la electronegatividad en compuestos orgánicos, etc.) el enlace químico debe conducir a una comprensión más profunda de la dependencia de la actividad biológica de la estructura química, que sin duda tendrá una tiene un efecto explosivo en la aparición de nuevos fármacos (y nuevas clases) y simplifica significativamente la tarea de buscar nuevas sustancias en la estructura.
PS 16 de enero de 2018, publicó el trabajo “La naturaleza del enlace de tres electrones” (David Danovich, Cina Foroutan-Nejad, Philippe C. Hiberti, y Sason Shaik, J. Phys. Chem. A, 2018, 122 (7) , pp. 1873-1885, DOI: 10.1021 / acs.jpca.7b11919). En este artículo, basado en la teoría de la resonancia, los autores investigan el enlace de tres electrones y llegan a la conclusión: “… Para las especies doblemente enlazadas π- (3e), la RECS es muy grande, y excede las 100 kcal / mol Como tal, conviene concluir que los enlaces σ- y π-3-electron encuentran su lugar natural en la familia CSB junto con los CSB de dos electrones, con los que comparten características energéticas y topológicas idénticas. Manifestaciones experimentales de Se proponen 3e-CSBs. ” (Ver resumen), que es en realidad una razón química cuántica para un enlace de tres electrones con una multiplicidad de 1.5. Como se muestra en la “Revisión. Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el vínculo químico) ”, la teoría de la resonancia contradice el principio de superposición cuántica (es decir, desde el punto de vista de la física no es físicamente rigurosa, sino más bien cualitativa, empírica), pero sin embargo, dio y, como vemos, hace posible explicar la formación de enlaces químicos y moléculas en una etapa dada en el desarrollo de la teoría del enlace químico. La teoría de la resonancia, una vez más, amplió nuestra comprensión de la naturaleza del enlace químico. No hay duda de que la combinación de la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad conducirá a un cálculo teóricamente riguroso del enlace de tres electrones con una multiplicidad de 1.5, pero esto requiere tiempo y supuestos fundamentales en la mecánica cuántica.
1. Estructura de la molécula de benceno sobre la base del enlace de tres electrones.
http://vixra.org/pdf/1606.0152v1…
2. Confirmación experimental de la existencia del enlace de tres electrones y las bases teóricas de su existencia.
http://vixra.org/pdf/1606.0151v2…
3. Un breve análisis de los enlaces químicos.
http://vixra.org/pdf/1606.0149v2…
4. Suplemento a la justificación teórica de la existencia del enlace de tres electrones.
http://vixra.org/pdf/1606.0150v2…
5. Teoría del enlace de tres electrones en los cuatro trabajos con breves comentarios.
http://vixra.org/pdf/1607.0022v2…
6. REVISIÓN. Benceno sobre la base del enlace de tres electrones (93 p.). http://vixra.org/pdf/1612.0018v5…
7. Aspectos cuántico-mecánicos de la teoría de la resonancia de L. Pauling.
http://vixra.org/pdf/1702.0333v2…
8. Análisis cuántico-mecánico del método MO y del método VB desde la posición de PQS.
http://vixra.org/pdf/1704.0068v1…
9. Revisión (135 páginas, versión completa). Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el enlace químico). http://vixra.org/pdf/1710.0326v3…
Bezverkhniy Volodymyr (viXra): http://vixra.org/author/bezverkh…
