原子模型理論的探討與修正

2020-09-04 侯青松

本文已經在其它網站發表,並且是本人所出書籍《原子核的位移》中的一節,本文並非轉載或引用,本文版權歸本人所有。

請注意本已經發布於2017年第19期《科技展望》,轉發請註明。



1.1.1 原子模型理論存在的問題

原子模型理論從提出到現在已經過去了2個多世紀了,雖然人們不斷的補充和完善原子模型理論,但是我們現在看到的原子模型理論依然存在一個巨大的漏洞。

我們都知道,生命體和非生命體的區別是:生命體可以自主或被動運動。我們把這個結論進行進一步細分,那就是不管生命體是自主運動還是被動運動(在本套書的中篇《大統一論之生命跡象的產生》中的『生命跡象的產生』一文中,我們會討論自主運動生命體和被動運動生命體,所以,今天不討論它的區別),最後都將細分成原子核的位移。什麼?您從來沒有聽到過『原子核的位移』的概念,這不是您的錯,因為現代原子模型理論根本不支持『原子核的位移』,所以,迄今為止,沒有任何的一位物理學家提出過相關的理論。然而,當我們對任何的運動都進行無限的細分的時候,最終得到的結論都是:原子核發生了位移。可以這麼說,如果原子核不能位移,那麼這個宇宙就不會有生命體出現,就不會有您、我、他。這個宇宙就是一片死寂。

我們在本章的第一節中,探討了『類引力效應』的成因。所以現在我們已經清楚了,電子和原子核之間的關係也是由基本物質的撞擊壓力差來維持的。(當然,現代理論認為電子和原子核之間的關係依據是電場,但現實卻是我們迄今為止依然無法找到電場的本質,電場的作用方式,電場的作用介質等,甚至到現在都沒有看到過原子的真正面目,我們的所有的理論都是依靠間接的實驗結果推測出來的,當然,我們也無法確定,我們的實驗測定方式一定是正確的。而可悲的是,現代的很多理論都是依據一個沒有被證實的理論為前提的,例如:電場、電荷、質子、中子、夸克等等理論)。

1.1.2 『共有電子環』概念的產生

為了理解原子核與原子核之間的關係,我們先看一個假設:

1. 太陽系中現在出現了第二個完全一樣的太陽B,並假設第一個太陽A的中心為O1,第二個太陽B的中心為O2。

2. 地球的運行軌跡與兩個太陽中心的連線存在交點O3,且有O1O3> O2O3。

3. 太陽A和B中心連線的等分點是O4。

4. 不考慮兩個太陽之間的相互作用力。

如下圖1 – 1 所示:



圖1 - 1

我們知道,如果沒有第二個太陽,那麼地球的運行軌跡不會改變。現在出現第二個太陽後,地球的運行軌跡必然受到了影響,很顯然,地球不能繼續圍繞第一個太陽運轉了,因為它現在距離第二個太陽的距離更近,也就意味著它受到來自於第二個太陽的束縛力要大於來自於第一個太陽的束縛力,因此在越過了交點O3後,它的軌跡會偏離原來的運行軌道(地球的運行軌跡應當在交點O3之前就出現了改變,在此我們為了便於理解,假定是在交點O3處才開始改變),然後成為第二個太陽的行星。

地球雖然改變了運行軌跡,改為圍繞第二個太陽運轉,但是其動量大小並未改變(改變可以忽略不計,基本物質的速度越快,這種改變就越小),因此,當地球的軌跡再次與兩個太陽的中心連線出現交點O5的時候,是存在O1O5< O2O5的情況的,那麼,在越過交點之後,地球會重新圍繞第一個太陽運轉。

這種情況是循環的,也就是在我們假設的情況下,地球會輪流的圍繞著兩個太陽運轉(當然,你還可以思考O1O3= O2O3的情況,此時的地球應當會沿著切線直飛出去)。

現在,我們回到電子與原子核的關係上來,因為,依據我們新建立的『類引力效應』理論,電子與原子核的關係與太陽與地球的關係是一致的,因此,當一個原子核靠近另外一個原子核的時候,圍繞任何一個原子核運行的電子的運行軌跡都可能會改變,如果距離合適,這些電子也會與兩個太陽存在時地球的運行軌跡一樣,改為輪流的圍繞著兩個原子核運轉。

我們知道,原子核能夠束縛電子,是因為原子核阻擋了一部分本來應當撞擊到電子上的基本物質;反過來,電子同樣也會阻擋本來應當撞擊到原子核上的基本物質,這個作用不是單向的,它是相互的。當原子核外的電子數量有限的時候,電子對原子核的束縛力可以忽略,但如果原子核外存在大量的電子,那麼此時我們就不能再忽略電子對原子核的作用力了。大量的電子同樣可以束縛原子核,使得兩個原子核既不能靠近,也不能相互脫離。

至此,我們得出修正後的原子模型理論:原子核束縛電子,使得電子不能脫離原子核的束縛;反過來,大量的電子也束縛了原子核,使得兩個原子核之間通過『共有電子環』來保持相互束縛的目的。

請記住這個新出現的名詞:共有電子環。因為這個名詞接下來將成為我們知識中出現頻率最多的一個名詞,無論是物理學,還是化學,或者是生物學,共有電子環出現的頻率將遠遠高於任何一個其它的名詞。這是因為,共有電子環,不僅僅是地球上所有物質組成的基礎,它也是整個宇宙中物質組成的基礎。

1.1.3 電子環的屬性和特徵

現在我們已經知道,基本物質的撞擊壓力差是地球圍繞太陽運轉的本質原因,同樣也是電子圍繞原子核運轉的本質原因。而作用力是相互的,因此原子核可以束縛電子,反過來,電子也可以束縛原子核,正是如此,我們才提出了電子環的概念。

經過分析可知,兩個原子核通過電子環束縛結合到一起的時候,電子環中電子的軌跡並不是簡單的兩個軌跡的疊加,而是存在及其複雜的狀況。

經過分析可知,單個原子核和單個電子的情況下,如果動量合適,電子的軌跡可能會接近於正圓或者橢圓,如下圖1 – 2 所示:



圖1 - 2 原子核與電子的關係

假設當前原子核標記為A,其中心點為O1,此時有另外一個原子核B,其中心點為O2,持續靠近這個原子核,我們知道,如果距離足夠遠,原子核B對原子核A所束縛的電子的作用力可以忽略不計,但是因為B在持續靠近A,那麼總會有一個距離點,在B越過這個點後,A所束縛的電子因為受到了來自於原子核B的作用力,電子的軌跡開始發生改變。如果此前電子的軌跡是正圓,那麼,因此電子的軌跡合成後可能會成為橢圓狀,或者至少在兩個原子核中間的部分軌跡是橢圓的,如下圖1 – 3 所示:



圖1 - 3 電子在兩個原子核存在時的運行軌跡(情況1)

如果原子核B繼續靠近,此時電子的軌跡已經越過了兩個原子核之間的對稱線,此時經過分析可知,電子受到的來自兩個原子核的束縛力大小發生了變化。第二個原子核B此時對電子的束縛力大於第一個原子核A對電子的束縛力,因此電子的軌跡發生了改變,它擺脫了原子核A的束縛力,開始圍繞著原子核B運動,如下圖1 – 4 所示:



圖1 - 4 電子在兩個原子核存在時的運行軌跡(情況2)

在電子圍繞著原子核B運動的過程中,如果沒有第三個原子核的靠近,則電子會重新回到原子核A和原子核B之間的某個位置,然後電子受到的兩個原子核的束縛力會再次進行更換,電子重新回到原子核的軌跡上運動。

如果此時原子核B不再持續靠近,同時也沒有第三個原子核C出現,該電子會一直圍繞著原子核A和B做這種交替運動。如果有第三個原子核C出現,並滿足對電子束縛力的要求,那麼這個電子可能會成為這個原子核的共有電子,如果還有原子核D、F等,則這個電子可能會成為所有原子核的共有電子。

經過分析可知,當兩個原子核依靠大量的電子共有來維持雙方的位置關係時,並不是這兩個原子核所束縛的所有電子都會參與共有,而只有一部分會共有,這些共有的電子的軌跡形成一個圓環或橢圓環。這也是為什麼我們會稱之為『共有電子環』。

共有電子環在物質內部的情況有很多種,它們可能被兩個原子核共有,也可能會被2+N(N >= 0)個原子核共有,這與原子核的構造有關係。共有就意味著電子的流動,但是無論電子被多少個原子核共有,正常情況下物質整體都不會顯示出帶電性,這是因為組成物質的電子的流動都必然是一個迴路,而且是無序的,也就是說:自然條件下,一個穩定的物體,在物質內部的電子環中,在任意時刻,任意方向上的電子的數量在概率上相等。

1.1.4 共有電子環的形狀和數量

共有電子環的形狀和數量取決於原子核的構造,原子核構造的不同,使得它對基本物質的阻擋的概率和數量的不同,而對基本物質阻擋概率和數量的不同,則決定了原子核可以束縛的電子的動量也不同。

例如一個密度均勻的球體形狀的原子核,其對任意方向的基本物質的阻擋概率和數量都接近一致,對於相同動量的電子來說,其軌跡是位於以原子核的質心為中心的球體上,並且通過球心的任意切面的圓周上,也就是該原子核可以在任意方向上同其它原子核形成共有電子環,該原子核單獨存在時,則相同動量的電子可能會形成一個球面(不考慮碰撞),這樣的原子核在與其它原子核聚合時,其電子環與原子核的相對位置可以是任意的。

如果一個原子核的形狀是鐵餅狀的,那麼它的電子環很可能被限制在餅狀邊緣的輻射線上。

因此對於不同的原子核可能有不同的電子環位置,除了均勻密度的球體狀原子核,其它形狀的原子核也很可能會有多個電子環,這些電子環可能是平行的,也可能是交叉的。例如,碳原子核很可能擁有交叉的電子環,並且這些電子環的半徑也可能不同。

其實,太陽系中的行星就是原子核外電子運行情況的真實寫照,只不過行星的數量沒有電子的數量多而已。從地球的運行軌跡和冥王星的運行軌跡來看,由具有和地球動量大小相近的星球所形成的行星環與由具有和冥王星動量大小相近的星球所形成的行星環必然是兩個不同的環,它們之間沒有交集。

說句題外話,土星環很可能預示著土星中心的構造是一個中間大,兩頭小的棗核狀

1.1.5 電子環中電子的運動方向

因為原子核束縛電子的時間是任意的,而位置也是任意的,同時,宇宙中電子的運動方向也是任意的,來源也是任意的,因此,任何的原子核的電子環中的電子的方向都是任意的。按照概率來講,在足夠長的時間內各個方向的電子出現的機率相等。

在一條電子環鏈中,如果某一個時刻,在同一個方向上電子的數量出現異常,那麼此時電子的流動則被稱為電流。這也是為什麼當一條導線斷開後,我們檢測不到其中電流的原因。

1.1.6 原子核之間的位置關係

一個原子核如果只有一個電子環,那麼它與其它的原子核形成共有電子時,它的位置會被固定,也就是它只能在一個方向上與其它原子核形成共有電子。如果一個原子核有2個以上電子環,則它會有2個以上的選擇來與其它原子核形成共有電子,最終的結果要看這些共有電子的動量、密度、電子環的厚度以及寬度等因素來決定,但是一般情況下形成的共有電子環中電子的動量應當相似。

1. 平行結合方式

如果原子核只能依靠一種電子環與其它原子核結合,那麼,此時原子核之間的結合形式被稱為平行結合方式。當然,平行不是絕對的,大多數情況下依靠平行電子環結合的原子核的位置可能是七扭八歪的結合到一起的。這種結果的最主要原因就是因為:原子核不是我們想像的均勻的球體,而是有著各種奇形怪狀的形狀。

以單一平行的方式進行結合的共有電子環將採取就近的原則,也就是它會在其電子環的任何角度位置與任何靠近它的原子核形成共有的模式,所以這種結合模式下的原子核的位置很可能是雜亂無緒的,其所佔據的空間大小也很可能是不能固定的;同時,由於原子核只能同時與兩個其它的原子核形成共有電子環的結構,因此,如果有更多的原子核出現在這些原子核周圍的時候,原子核之間的支撐不是全方位的,它很可能只能在2個方向與其它原子核有共有電子環並獲得支撐,而在其它方向上則沒有共有電子環,從而無法獲得支撐。因此,這是一種不穩定的結合方式,原子核與原子核之間的位置很容易改變。如下圖1 - 5 所示:



圖1- 5

我們有理由相信,上圖中紅色的虛線和黃色的虛線組成的閉合迴路很可能就是一個電子環鏈中的電子的軌跡。通過圖示我們也可以看出,由於距離不合適,右下角的原子核與這個電子環鏈中的原子核並沒有形成共有電子環。

而石墨應當是這種結合方式的典型代表。

雖然平行結合方式的電子環組成的物質不穩固,但是它內部存在連續的電子環鏈,因此,它可能是導電的(具有連續的電子環鏈不一定就會導電,這是由形成電流的電子的動量範圍決定的)。

2. 立體交叉結合方式

如果原子核可以與其它原子核之間形成2+N(N>=0)個電子環,那麼這些原子核就可能會與其它的原子核之間形成交叉立體的電子環結合方式。

例如:假設我們現在的太陽A形成的太陽系內有100萬個同地球動量接近的星球,那麼這些動量相近的星球的運行軌跡是可以在同一個平面內存在的,當然也可能會形成一個球面;再假設太陽系內還有1000萬個同冥王星動量相近的星球,那麼這些星球的軌跡可能會形成一個球面,也可能會形成一個巨大的環,就像土星環一樣,我們暫且稱之為『冥王星環』。假設現在有第二個太陽B從坐標系y軸的方向靠近我們的太陽系,在靠近的過程中,它首先會受到冥王星環的影響,並可能會與現在的太陽依靠這些冥王星環形成共有的關係。假如,現在又有第三個太陽C從坐標系x軸的方向靠近我們,並與現在的太陽依靠地球星環結合到一起,那麼我們最初的太陽A現在獲得了兩個額外太陽的支撐。我們可以認為太陽A的位置應當是穩固的(相對來說)。加入現在又有太陽D,F等靠近,並分別與B,C太陽形成共有星球環,那麼太陽A的位置會更加的穩定,如下圖1 – 6 所示。



圖1 - 6

依靠立體交叉的電子環結合到一起的原子核之間的位置非常的穩定,並且排列順序很可能會非常的有規律,例如金剛石應當就是依靠立體交叉電子環結合到一起的。

不同的原子核如果要想通過共有電子的方式結合到一起,那麼它們的電子環中的電子的動量範圍必須存在交集,否則它們互相都不能束縛對方的電子,那麼它們也就不能形成共有的電子環,並依據這些電子環結合到一起。

依靠立體交叉電子環組成的物質結構可能會非常的穩定,但是因為電子環半徑的差異,它內部可能不存在連續的電子環鏈,因此,這種結構體不一定導電。當然,即使存在連續的電子環鏈,由於形成電流的電子對電子環半徑的要求也是有限,這種連續的電子環鏈也不一定會導電。

以後,我們會有專門的文章來討論物體的導電性。

1.1.7 原子核的結構

根據我們對天體研究的經驗,越大的天體的形狀一般會越接近圓球的形狀,而越小的天體的形狀則變化無常,這是因為越大的天體,在漫長的宇宙時間中,其各個部位受到撞擊的機會越接近,而在宇宙中撞擊並不一定意味著破壞和毀滅,它同時還意味著接收到新的物質。天體的體積越大,說明受到撞擊的次數越多(當然天體的解體造成的新天體的誕生,是特殊情況),而在宇宙中的撞擊是沒有任何規律的,因此天體任何部位的撞擊概率均相近,撞擊次數越多,平均到每個部位的撞擊次數就越接近,雖然撞擊天體的物體的體積不能確定,但總體上來說,天體越大,則其每個部位接收到的物質的質量越接近,而其形狀也越接近於球形。

在微觀粒子世界,也遵循同樣的規律,只不過進行撞擊的不再是多原子核組成的天體,而是比原子核更小的微觀粒子,因此對於處在原子核級別的粒子,其體積越小,則形狀的不規則性可能越強。

遵循以上原理,同樣是原子核,氫原子核的原子量小,或者說質量小,因此其體積也必然要小,所以相對於同為原子核級別的原子量更大的其它原子核來說,氫原子核的形狀不規則性要強於其它原子量更大的原子核。同理,原子量越大,說明體積越大,其受到的撞擊次數也越多,因此其形狀相比原子量小的氫原子核來說,要越規則。

而對於原子核的內部結構來說則要複雜的多。因為物質可以無限小,所以任何的實心的物體在無限放大後都會看到空心的部分,即使在自然條件不可再分割的基本物質也是如此,否則基本物質就不可能會因為碰撞而發生形變。而原子核是各種粒子在無限次的撞擊後形成的,因此原子核的結構也是隨機的,但一般情況下原子核的結構會與它存在的環境有一定的關係。在宇宙中存在各種各樣的粒子環境,而粒子的大小和動量決定了粒子所具有的性質以及我們根據粒子的大小和動量所定義的區分範圍,而不同的粒子在撞擊的過程中形成的原子核的構造肯定也是有區別的。粒子的體積越大,則經過撞擊後形成的原子核的內部構造存在大的空腔的概率越大,反之,粒子的體積越小,則經過撞擊後形成的原子核的內部構造存在大的空腔的概率越低,同時表明該原子核的內部構造也越均勻。

原子核的形狀和內部構造對原子核的質心位置有決定性的作用,質心決定了原子核在受力時的位置變化量。很明顯,原子核的形狀越接近於球形,並且結構越均勻,它的質心則越接近於球形的中心位置。

1.1.8 原子核的放射性

原子核的放射性有兩種來源:

1. 原子核的形成形式決定了任何的原子核必然都存在空腔,只不過有的原子核的內部空腔容積大,有的原子核內部的空腔的容積小。當宇宙中的各種粒子在隨機飛行的過程中進入這些空腔後,很可能會重複無休止的撞擊、反彈、再撞擊、再反彈的過程,也就意味著這些空腔在一定的時間段內,或者永久的成為進入其內部粒子的最終歸宿。而在某個時刻,總會有一些粒子在撞擊、反彈的過程中又飛出了這些空腔,當然它也可能會進入另外一個空腔;或者它逃脫了這個原子核的束縛,再次成為自由的粒子。從原子核內部逃逸出的粒子的類型取決於原子核在漫長的宇宙長河中所經歷的環境,而宇宙環境中的粒子依據其形成過程中的撞擊聚合情況,在不同的階段可以分為放射性和非放射性的。這是因為粒子的放射性和非放射性並沒有嚴格的界限,如果在撞擊的過程中對被撞擊的原子核造成破壞,則我們稱之為具有放射性;如果在撞擊的過程中對被撞擊的原子核沒有造成破壞,或者其破壞程度不會使得原子核對電子的束縛範圍發生大的變化,則我們稱之為不具有放射性。粒子經過撞擊的時間不同,聚合的情況不同,它的性質可以在放射性和非放射性之間轉化。如果原子核形成後恰好在一個被界定為具有放射性粒子的環境中存在了一段時間,那麼原子核內部的空腔中就可能會聚集大量的放射性粒子;反之,則會聚積非放射性粒子。當然,並不是所有的原子核都會經歷這種粒子環境,那麼這種原子核就不會具有放射性。

2. 原子核的放射性還有可能來自於原子核本身物質的不穩定性。原子核這種本身物質的不穩定性與它的形成過程也是緊密相關。首先,有一點我們必須清楚,那就是天然粒子的體積和質量越大,則其飛行速度越慢。當粒子的體積較小時,它與基本物質的撞擊概率也較小,而因基本物質的撞擊數量差導致的動量變化也越小;當粒子的體積較大時,它與基本物質的撞擊概率增大,此時,因為基本物質的撞擊數量差導致的動量變化也越大,因而,粒子的速度衰減也越快。而如果粒子的速度很慢,則它在撞擊到原子核時發生的形變就會很小,小的形變意味著它與原子核的結合是不穩固的,這就使得當它受到其它粒子的撞擊的時候就很可能脫離它現在的宿主原子核而成為一個自由的粒子,或者即使沒有其它粒子的撞擊,在形變能的作用下,它也可能會脫離現在的宿主原子核而成為自由的粒子。

1.1.9 原子核的分類

原子核依據其外形和結構的不同而形成了具有不同動量範圍的電子環。當兩個原子核聚攏到一起時,如果兩個原子核的電子環中電子的動量範圍存在交集,那麼如果位置合適,且距離足夠近,則它們會形成電子環的共有;如果兩個原子核的電子環中的電子動量沒有交集,那麼無論它們在任何位置,也無論它們如何接近,它們都無法形成電子環的共有,也就意味著它們無法因為結合而形成多原子核物質。因此,任何一種多原子核物質,組成它的原子核之間必然存在相似性,才能保證它們的原子核可以形成相同或相似的電子環,從而可以結合到一起。

我們無法從一個原子核看出物質的屬性,平常我們看到的物體的任何屬性都是物體作為一個整體表現出來的,然而,原子核可以結合到一起,起決定作用的是電子環電子的動量範圍,因此,從這一點出發我們可以認為,我們可以不關心原子核的結構到底如何,也可以不關心它的形狀到底規則不規則,只要它可以束縛的電子範圍與我們要求的電子範圍相同或相似,或者大致相近,我們就認為我們找到了同一種物質。而這種被認為的同一種物質卻可以表現出該物質所具有的所有屬性。這說明了一點:物體的屬性是由組成物質的原子核所束縛的電子環中電子的動量範圍決定的;換句話說就是:物質的任何屬性都是由電子環中的電子表現出來的,在後面我們會繼續討論電子的動量範圍是決定物質所有屬性的唯一原因。

1.1.10 原子核的振蕩

通過分析多原子核的電子環情況可知,它並不是兩個電子軌跡的簡單疊加,而是存在一定的夾角,其軌跡更像是一個一頭大一頭小的葫蘆的形狀,並且電子環中電子的密度也是不均勻的,其每時每刻都在發生變化,受到夾角的影響以及變化的電子密度,原子核在每時每刻受到的電子的束縛力是不均勻的,因此任何的電子環中的原子核都會有振蕩情況,只不過是振蕩幅度大小的問題。

決定原子核振蕩幅度的有五個重要的因素:

1. 電子環中電子的密度情況。電子環中電子的密度越均勻,則原子核受到的電子的束縛力變化越小,則原子核的振蕩幅度越小;反之,則越大。

2. 共有電子環的2個原子核的原子量對比。2個原子核的原子量差異越小,則2個原子核受到的束縛力越相近,其變化也越小。

3. 原子核的構造以及形狀也是影響原子核振蕩的關鍵因素。原子核的密度越均勻,形狀越規則,則原子核受力時的振蕩幅度越小;反之,則振蕩幅度越大。

4. 原子核的原子量大小是決定原子核振蕩幅度的關鍵因素,原子量越小越容易受到電子束縛力的變化而振蕩,反之,則振蕩幅度越小。

5. 電子環中電子的密度高低,電子密度越高,則振蕩幅度越大;密度越小,則振蕩幅度越低。之所以會有這樣的結果,主要原因是因為電子的軌跡是不斷變化的,並且電子之間也會相互撞擊,這些原因都可能會使得電子脫離原子核的束縛而稱為自由的電子,這些自由的電子都有撞擊原子核的概率。任何粒子對原子核的撞擊都可能會使得原子核的振蕩幅度發生變化。

1.1.11 電子組成分析

電子是一類粒子的統稱,也就是說電子的大小和體積以及速度不是固定的,而是一個範圍值,因此電子的動量大小也不是固定的,也是一個範圍值。電子的動量大小決定了電子在圍繞原子核運動的時候所需的束縛力大小,因此不同的原子核,由於其對基本物質的阻擋情況不同,其所能束縛的電子的動量大小也不同,而電子必須受到足夠的束縛力才會成為一個原子核的私有電子,所以不同的原子核外所束縛的電子的動量大小也不一定相同。電子的動量大小決定了其在圍繞原子核運動時的軌跡半徑,所以不同的原子核其所擁有的電子的軌跡半徑可能是不同的。

電子環半徑的大小反應了電子動量範圍的大小,同時,電子環的半徑以及電子環的寬度和厚度,決定了物質組成後的屬性,例如:硬度、導電性、透光性等。

在後面的章節中,我們會得出結論:光子是屬於電子的範疇的(光的本質);地球上的能量是電子的運動體現(能量的本質)。

1.1.12 物質組成舉例分析

1. 水分子的結構

以我們對現在各種物質知識的積累以及認知,可以推斷出,氧原子核很可能只有一個電子環,同樣的,氫原子核也可能只有一個電子環。如果我們的推斷正確,那麼,它們的形狀很可能是餅狀的,當然也可能是棗核狀,也就是說他們形成共有電子環的位置是固定的,並且氧原子核束縛的電子的動量範圍和氫原子核束縛的電子的動量範圍存在交集,例如:氧原子核束縛的電子的動量範圍是7X-10X,而氫原子核束縛的電子的動量範圍是6X-7X,那麼氧原子核和氫原子核束縛的電子動量的交集是7X,它們可以依靠動量為7X的電子形成共有電子環而結合到一起。

氧原子核和氫原子核的原子量相差很大,但是它們卻通過共有電子環結合到了一起,這種結合是很奇妙的結構,那就是三點一線對稱的結構,這個結構有一個非常明顯的特點:那就是整體分子的行為不穩定性非常明顯。首先,通過電子環結合的原子核本身就是不穩定的,不管振動幅度大小,它們任何時刻都在振動。現在三個原子核結合到一起,並且原子量相差很大,雖然不能把三個原子核的振動簡單的疊加,但是相比其它的分子來說,水分子的這種結構使得它在同樣的環境和條件下要比其它分子都活躍的多。其次,當電子環中的電子數量增加或減少時,氫原子核所受到的電子環中電子的束縛力會發生變化,雖然這種變化的數值可能不大,但是相對於氫原子核來說,這種變化沒法忽略,因此,水分子的振蕩幅度會隨著電子環中電子的密度變化而變化。

另外,由於氫原子核的原子量很小,所以它的質心不均勻的程度要高於原子量更高的其它原子核,因此這也是水分子更加活躍的原因之一。

水分子這種活躍的特點使得它很難與其它水分子之間形成穩定的電子環(或者說是分子鏈),但是它在跳躍的過程中會與任何遇到的原子核試圖形成暫時的電子環(例如,空氣中的分子),雖然短暫的可能只是稍縱即逝,但是水分子的這種特性依然讓它顯得與眾不同,而水分子也沒有讓人失望,它把這種特性發揮的淋漓盡致,藉助這種短暫的電子環而實現了位移。例如,水分子會沿著牆壁向上滲透,根本原因就是因為水分子會不斷的與牆壁上的任何接觸到的原子核試圖形成電子環,但由於水分子是不斷的振蕩的,而振蕩是無序的,也是無方向的,那麼它就有跳出水面的概率和可能,如果它跳出了水面,那麼它就可能會與比這個水平面高的牆上的原子核形成電子環,一旦它成功的與牆壁上並且高出水面的原子核結合後,就意味著水面上升了,從而它也成為其它水分子的跳板,其它的水分子則會『藉助』這個『上升』的水平面內的水分子繼續向上『攀爬』。

水分子電子環中的電子密度會影響水分子整體的振蕩幅度,而水分子的振蕩幅度又影響了它與其它分子之間依靠共有電子環形成的穩定度,或者說,水分子的振蕩幅度使得它獲得了擺脫分子之間依靠共有電子環的束縛力的能力,而當溫度降低時,水分子電子環中的電子密度降低了,它的振蕩幅度也降低了,此時它依靠振蕩來擺脫分子之間束縛力的能力不斷下降,直到某一刻,它的振蕩使得它無法擺脫分子之間的束縛力,此時的溫度,我們稱之為零度,也就是水結冰了。當水分子之間沒有依靠分子之間的束縛力結合的時候,它們的振蕩是無序的,因此它們會產生重疊,或者交叉。而當它們依靠分子之間的束縛力結合後,它們之間的重疊和交叉現象都沒有了,而是變得整齊了。所以水結冰後體積會增加。

在生命體中,溫度的增高,往往意味著電子密度的增加(當然,其它粒子的撞擊也會使得溫度升高,我們暫時不討論這種情況),而水分子這種依據電子密度改變振蕩幅度的特性,使得它在與其它原子核通過共有電子環的方式獲得大量電子後,振蕩幅度增高很快,而高的振蕩幅度和頻率會使得水分子很快從原來的位置移動到下一個位置,下一個位置可能是生命體內部,也可能是生命體外部,無論是什麼位置,只要不是開始電子密度高的區域,那麼生命體利用水分子來平衡溫度的目的就達到了,水分子的這種特性使得它即使在與其它分子結合後依然可能會很快的移動。例如,某些我們所謂的『礦物質』元素,可以與水分子形成微弱的電子環,但就是這些微弱的電子環就可以使得這些元素搭便車,在生命體內進行運輸。因此,水對於任何的生命體來說都很重要,所謂的生命之水的說法,依靠的就是水分子的這種活躍性。

1.1.13 總結

1. 基本物質的撞擊壓力差,提供了電子束縛原子核的力,也提供了原子核束縛電子的力,因此基本物質的撞擊壓力差是原子模型理論的基礎。

2. 根據牛頓第三定律。力是成對出現的。原子核對電子產生束縛力;同樣,電子對原子核也產生束縛力。但因為原子核和電子之間並沒有物理接觸,它們之間的作用力是通過基本物質作為介質傳遞的,並且,基本物質存在互相撞擊的概率,因此,牛頓第三定律在此只是近似成立。

3. 電子不是某個原子核的私有電子,在某種條件下,它可以脫離宿主原子核的束縛,成為自由電子;或者,它重新成為另外一個原子核的私有電子。

4. 電子的動量不是固定的,而是一個範圍值。(並且,這個範圍值與光子的範圍值存在交集,後面我們會不斷的用到這個推論。而且,經過多次推論,可以發現這個假設是正確的)。

5. 原子核依據自身構造的不同,以及原子量的不同,它只能束縛某個動量範圍的粒子成為它的電子。這是物質屬性不同的根本原因,或者,可以這麼說,物質表現出來的所有屬性都是由電子的動量範圍所決定的

6. 原子核是由無數的粒子經過撞擊並發生形變後聚合到一起的,它只不過是體積更大的粒子而已,因此,原子核的構造千變萬化,即使兩個原子核所束縛的電子的動量範圍完全一致,我們也不能確定兩個原子核的構造就完全一致。也就是說:兩個結構,形狀完全不一樣的原子核,在我們看來很可能是同一種物質,因為它們束縛的電子的動量範圍一致。

7. 任何的原子核,包括我們認為的任何的質子、中子、夸克(如果該粒子的描述準確)等都是粒子,只不過粒子的結構和形狀可能不同。

8. 決定物質屬性的是電子的動量範圍,物質表現出來的任何屬性都是電子的直接或間接的體現,原子核只不過是一個把電子聚合到一起的載體而已。

9. 原子核藉助共有電子環形成多原子核物質,而共有電子環中的電子數量並不是穩定的,而是不斷的失去和補充的過程,只不過失去和補充的速度在不同的環境中存在差異而已。而物體在受力的時候,依靠的是電子環來進行力的傳遞和反彈,物體要想完全的反彈受到的力,那麼就必須要求所有電子環中的電子數量都保持不變,且沒有電子環在受力的時候遭到破壞,而這是不可能做到的。因此,牛頓第三定律對於任何的多原子核物體來說都只是近似的成立。

10.牛頓第三定律對於任何由多個原子核組成的物質來說只是近似的成立。只有在單個粒子的微觀世界才是完全成立。

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