О сущности химической связи между атомами.

Как мы говорили выше, атомарные электроны в стационарных состояниях не испытывают орбитального вращения. У многоэлектронного атома внешние, т.н. валентные электроны практически покоятся друг относительно друга, когда они все находятся в стационарных состояниях. Химические связи между атомами, на которых держатся молекулы, образуются на основе этих невращающихся по орбитам валентных электронов. Сущность химической связи, возникающей при "касании" атомов, заключается в последовательных переключениях связующего электрона - из состава своего "родного" атома в состав "чужого" атома (который на это время превращается в отрицательный ион), и обратно. Напарник связующего электрона по его плюс-минус-осциллятору оказывается поочередно в ядрах обоих связываемых атомов, и можно говорить, что связующий электрон становится для этих атомов "общим".

Циклические переключения связующего электрона обусловлены следующими процессами. При "касании" атомов происходит частичное взаимное перекрытие их частотных гнезд, в результате чего суммируется их действие в объемчике перекрытия. Электрон, находящийся в этом объемчике, "проваливается" по частоте, и его связь с "родным" атомом временно обрывается - но электрон тут же подхватывается связью с "чужим" атомом, в частотной ямке которого он так кстати оказывается. Однако, в образовавшемся таким образом отрицательном ионе уменьшаются энергии связей валентных электронов, одним из которых стал наш герой, и глубина частотной ямки, в которой он оказывается в составе иона, становится, как правило, меньше, чем глубина ямки в "родном" атоме. Электрону становится энергетически выгодно переключиться в "родной" атом, что он и делает, после чего цикл повторяется вновь и вновь.

Если приходят в контакт атомы с настолько сильно различающимися энергиями связей валентных электронов, что энергия связи электрона в образовавшемся ионе оказывается все равно больше, чем его энергия связи в "родном" атоме, то самопроизвольное возвратное переключение электрона оказывается невозможным - ион просто "похищает" электрон, так что химической связи не образуется. Впрочем, атомы спроектированы Программистами так, что подобные ситуации являются редкостью; кроме того, имеется возможность образовывать соединения атомов не только с помощью одинарных химических связей, но и с помощью связей двойных и даже тройных.

В отличие от атомарных структур, обеспечиваемых частотными гнездами, и, соответственно, требующих предварительной разработки необходимого индивидуального программного обеспечения, молекулярные структуры могут образовываться из любых атомов, соединение которых оказывается достаточно устойчивым. Описанный принцип химической связи является универсальным: он применим как для атомов, причем с любым числом валентных электронов, так и для ионов - и положительных, и отрицательных. Принятые же в науке теории химических связей хорошо объясняют существование лишь весьма немногих молекул - например, молекул хлористого натрия и воды (удачные примеры ионной связи), или молекул фтора и хлора (удачные примеры ковалентной связи). Можно ли серьезно говорить о теориях, по которым на парочку подтверждений "правил" приходится по сотне "исключений"? А эти "исключения" порождаются свойством атомов, которое совершенно не укладывается в теории ионной и ковалентной связей, а именно - поливалентностью. Поливалентность - это способность атома образовывать химические соединения на основе различного количества связующих электронов, причем - как своих, так и чужих. За редким исключением вроде фтора, валентность которого всегда равна -1, т.е., он образует соединения только на основе одного чужого связующего электрона, для большинства химических элементов - поливалентность характерна. Из чемпионов по поливалентности среди атомов-легковесов можно привести азот (проявляет валентность от -3 до +5) и серу (от -2 до +6), среди атомов-средневесов - хром (от -2 до +6) и железо (от -2 до +6), а среди атомов-тяжеловесов - вольфрам (от -4 до +6) и осмий (от -2 до +8). В изобилии способов, которыми атомы могут образовывать молекулы, мало чего прояснила и квантовая химия, которая просто взяла на вооружение математический аппарат квантовой механики - с его категориями, далекими от физической реальности. И уж полной загадкой для науки остается синтез в живом организме огромного числа тех или иных однотипных макромолекул - хотя очевидно, что синтез этих молекул происходит по заранее разработанным программам, регламентирующим место каждого атома в молекуле и способ его соединения с соседями. Все здравомыслящие ученые согласны в том, что безошибочное самопроизвольное образование этих сложнейших молекул из смешанных в одном месте необходимых атомов - явление совершенно невероятное. Но у многих здесь-то здравый смысл и кончается: ведь, признав программы, придется признать и Программистов!

Механизм химической связи, о котором мы сказали выше, позволяет также объяснить, почему у молекул энергетические уровни, соответствующие стационарным состояниям, могут расщепляться на множество т.н. колебательных подуровней, а они, в свою очередь - на множество т.н. вращательных подуровней. Колебательные и вращательные движения, которые возможны в молекулах, имеют неквантовый характер, поэтому квантово-механический подход для объяснения характерных дискретных значений энергий этих движений - попросту неправомочен. Вспомним, что химическая связь основана на циклическом процессе, имеющем характерный период повторения во времени. Этот период и определяет резонансные колебательные частоты: выделенными являются те из них, для которых происходит целое число колебаний в течение одного цикла химической связи - так, что по истечении этого цикла молекула точно воспроизводит свою исходную конфигурацию. Аналогично, резонансные вращательные частоты определяются из условия совершения целого числа оборотов в течение одного периода колебательного движения.

Добавим, что если к атому присоединено несколько других однотипных атомов с помощью однотипных же химических связей, имеющих одинаковые частоты переключений, то возможны различные режимы синхронизаций этих переключений по фазе. Могут существовать своего рода синхро-изомеры, т.е., идентичные по строению молекулы, различающиеся лишь режимами синхронизации связей, например, синфазным или противофазным - синхро-изомеры могут даже немного различаться по физико-химическим свойствам. В кольцевых молекулах, вроде молекулы бензола, обычно переключения связей кольца синхронизированы так, что ориентация связующих плюс-минус-осцилляторов всегда симметрична: их векторы дают в сумме ноль. Однако, возможен режим "бегущей" синхронизации, при котором создается иллюзия, что по кольцу течет идеально проводимый ток (мы говорим "иллюзия", потому что положительные и отрицательные заряды при этом не движутся; лишь переключаются соединяющие их векторы). Теоретически, идеальная проводимость в неметаллических монокристаллах может быть достигнута всего лишь с помощью режима "бегущей" синхронизации переключения химических связей!