Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

3.3. Сравнительный анализ результатов расчета взаимодействия электронной оболочки с ядром атома

Подтверждением адекватности модели (а также единства физических законов в природе) является примерное равенство сил Fс ≈ Fq ≈ Fg в приведенных ниже примерах. А также сравнение потенциального барьера с энергией возбужденного состояния атома (Пвозб) и расчетных радиусов атома со справочными значениями.

Необходимо отметить, что справочный радиус атома определяется как половина минимального расстояния между узлами кристаллической решетки [59], то есть перекрытие электронных оболочек двух соседних атомов не учитывается. Тогда как расчетное значение радиуса атома определяется с учетом перекрытия электронных оболочек двух соседних атомов.

В атомном спектре элементов учитывается максимальное значение перехода, тонкая структура не учитывается.

Далее приведены результаты некоторых расчетов.

Атом водорода

Таблица 3.1

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус атома

м

0,5264⋅1010

0,52917⋅1010

0,5

Центростремительная сила, Fс

Н

20,7⋅109

Кулоновская сила, Fq

Н

20,8⋅109

Сила гравитации, Fg

Н

20,7⋅109

Центробежная сила, Fц

Н

5,2⋅109

Удельный потенциальный барьер, Пвозб

эВ

10,15

 

–0,4

Величина изменения энергии при ионизации атома

   

10,20 [60]

 

Примечания. В атоме водорода центростремительная сила больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер. Величина изменения энергии при ионизации атома имеет расхождение со справочным значением – 0,4 % (серия Лаймана).

Атом алюминия

Таблица 3.2

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус атома

м

1,70⋅1010

1,43⋅1010

18,8

Центростремительная сила, Fс

Н

2,81⋅109

Кулоновская сила, Fq

Н

2,81⋅109

Сила гравитации, Fg

Н

2,81⋅109

Центробежная сила, Fц

Н

1,61⋅109

Удельный потенциальный барьер, Пвозб

эВ

2,54

 

18,9

Величина изменения энергии при ионизации атома

   

3,14 [60]

 

Примечания. В атоме Al центростремительная сила больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер. Величина изменения энергии при ионизации атома имеет расхождение со справочным значением 18,9 %.

Атом ванадия

Таблица 3.3

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус атома

м

1,60⋅1010

1,34⋅1010

19,4

Центростремительная сила, Fс

Н

3,37⋅109

Кулоновская сила, Fq

Н

3,35⋅109

Сила гравитации, Fg

Н

3,37⋅109

Центробежная сила, Fц

Н

1,73⋅109

Удельный потенциальный барьер, Пвозб

эВ

3,3

 

6,4

Величина изменения энергии при ионизации атома

   

3,1 [60]

 

Примечания. В атоме V центростремительная сила больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер. Величина изменения энергии при ионизации атома имеет расхождение со справочным значением 6,4 %.

Атом железа

Таблица 3.4

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус атома

м

1,68⋅1010

1,24⋅1010

26,1

Центростремительная сила, Fс

Н

3,75⋅109

Кулоновская сила, Fq

Н

3,74⋅109

Сила гравитации, Fg

Н

3,75⋅109

Центробежная сила, Fц

Н

1,63⋅109

Удельный потенциальный барьер, Пвозб

эВ

5,1

 

–13,3

Величина изменения энергии при ионизации атома

   

4,5 [60]

 

Примечания. В атоме Fe центростремительная сила больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер. Величина изменения энергии при ионизации атома имеет расхождение со справочным значением –13,3 % .

Атом лития

Таблица 3.5

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус атома

м

1,73⋅1010

1,55⋅1010

11,6

Центростремительная сила, Fс

Н

2,49⋅109

Кулоновская сила, Fq

Н

2,50⋅109

Сила гравитации, Fg

Н

2,49⋅109

Центробежная сила, Fц

Н

1,59⋅109

Удельный потенциальный барьер, Пвозб

эВ

1,95

 

5,1

Величина изменения энергии при ионизации атома

   

1,85 [60]

 

Примечания. В атоме Li центростремительная сила больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер. Величина изменения энергии при ионизации атома имеет расхождение со справочным значением 5,1 %.

Атом меди

Таблица 3.6

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус атома

м

1,73⋅10–10

1,28⋅10–10

35,1

Центростремительная сила, Fс

Н

3,56⋅10–9

Кулоновская сила, Fq

Н

3,53⋅10–9

Сила гравитации, Fg

Н

3,56⋅10–9

Центробежная сила, Fц

Н

1,58⋅10–9

Удельный потенциальный барьер, Пвозб

эВ

4,29

 

12,2

Величина изменения энергии при ионизации атома

   

3,82 [60]

 

Примечания. В атоме Cu центростремительная сила больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер. Величина изменения энергии при ионизации атома имеет расхождение со справочным значением 12,2 % .

Атом никеля

Таблица 3.7

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус атома

м

1,64⋅10–10

1,25⋅10–10

31,2

Центростремительная сила, Fс

Н

3,72⋅10–9

Кулоновская сила, Fq

Н

3,72⋅10–9

Сила гравитации, Fg

Н

3,72⋅10–9

Центробежная сила, Fц

Н

1,68⋅10–9

Удельный потенциальный барьер, Пвозб

эВ

4,19

 

Величина изменения энергии при ионизации атома

   

 

Примечания. В атоме Ni центростремительная сила больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер 4,19 эВ.

Атом натрия

Таблица 3.8

Наименование параметра

Размерность

Величина параметра

расчетная

справочная

расхождение, %

Радиус атома

м

2,45⋅10–10

1,89⋅10–10

29,6

Центростремительная сила, Fс

Н

1,68⋅10–9

Кулоновская сила, Fq

Н

1,67⋅10–9

Сила гравитации, Fg

Н

1,67⋅10–9

Центробежная сила, Fц

Н

1,12⋅10–9

Удельный потенциальный барьер, Пвозб

эВ

1,70

 

–17,0

Величина изменения энергии при ионизации атома

   

2,05 [60]

 

Примечания. В атоме Na центростремительная сила больше центробежной силы, т.е. имеется потенциальный барьер. Величина изменения энергии при ионизации атома имеет расхождение со справочным значением –17,0 % .

Таким образом, результаты расчета удовлетворительно сходятся со справочными данными, что подтверждает адекватность модели.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074