Структура атома бериллия

В соответствии с принципом Паули модель атома бериллия будет такой, как показана на рис. 90 [26], [27].

Рис. 90. Схема атома бериллия, следующая из старой теории атома

В соответствии с принципом Паули на обоих S – орбиталях может быть только по два электрона с разными направлениями спинов. Энергии связи их с ядрами неизвестны. Новая теория атомов даёт следующую модель атома бериллия (рис. 91) [1].

1 2

Рис. 91. Схема структуры ядра и атома бериллия:

1,2,3 и 4 – электроны; - протоны; - нейтроны

Бериллий - четвертый элемент в таблице химических элементов. Результаты ядерной экспериментальной спектроскопии показывают, что 100% природных атомов бериллия имеют ядра с четырьмя протонами и пятью нейтронами (рис. 91). Мы не рассматриваем структуру короткоживущих искусственных изотопов этого элемента.

То, что все ядра атомов бериллия имеют 4 протона и 5 нейтронов можно считать удивительным фактом, который помогает нам разобраться с большим количеством неясностей, связанных со структурой самого ядра бериллия, со структурой его атома, со спектрами электронов этого атома [1].

Итак, присутствие в ядре атома бериллия одного лишнего нейтрона сразу проясняет его структуру. Она плоская и предельно симметричная. Из этой структуры следует, что у центрального нейтрона четыре магнитных полюса, в одной плоскости. Как видно, пятый нейтрон необходим для соединения между собой остальных четырех нейтронов так, чтобы с каждым из них мог соединиться протон. Протоны и нейтроны соединяют магнитные силы, которые названы физиками ядерными силами [1].

Поскольку из экспериментальной спектроскопии следует отсутствие орбитального движения электронов, то все четыре электрона этого атома, взаимодействуя каждый со своим протоном, формируют его симметричную структуру (рис. 91).

Так как все четыре протона ядра расположены на его поверхности, и каждый из них имеет по одному свободному магнитному полюсу, то с этими полюсами и взаимодействуют магнитные полюса электронов одноименной полярности, ограничивая, таким образом, сближение электронов с протонами. Уравнения (180) и (181) позволяют рассчитать спектры всех электронов этого атома. Но для нас важнее знать изменение их энергий связи с ядром. Если электроны удалять из атома по одному, то они будут такими (табл. 34) [1].

Когда же электроны все в атоме, то они имеют примерно одинаковые энергии связи с ядром (табл. 35) [1].

Данные табл. 30 показывают, что, начиная с 13 энергетического уровня, энергии связи всех электронов атома бериллия с ядром оказываются такими же, как и у электрона атома водорода. Это значит, что при удалении электронов от ядра атома их взаимное влияние друг на друга почти исчезает, и они начинают вести себя так же, как и электрон атома водорода [1].

Таблица 34. Энергии связи электрона атома водорода и 1-го, 2-го, 3-го и 4-го электронов атома бериллия с ядром

n
	13,6	3,40	1,51	0,85	0,54	0,38	0,28	0,21	0,17
	16,17	4,04	1,80	1,01	0,65	0,45	0,33	0,25	0,20
	56,26	14,06	6,25	3,52	2,25	1,56	1,15	0,88	0,69
	120,89	30,22	13,43	7,56	4,83	3,36	2,47	1,89	1,49
	217,71	54,43	24,19	13,6	8,71	6,05	4,44	3,40	2,69
n
	0,14	0,11	0,09	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04
	0,16	0,12	0,10	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04
	0,56	0,46	0,39	0,33	0,29	0,25	0,22	0,19	0,17
	1,21	1,00	0,84	0,72	0,62	0,54	0,47	0,42	0,37
	2,18	1,80	1,51	1,29	1,11	0,97	0,85	0,75	0,67

Таблица 35. Энергии связи электрона атома водорода и электронов (1, 2, 3, 4) атома бериллия с ядром в момент, когда все они находятся в атоме

n
	13,6	3,40	1,51	0,85	0,54	0,38	0,28	0,21	0,17
	16,17	4,04	1,80	1,01	0,65	0,45	0,33	0,25	0,20
	16,17	4,04	1,80	1,01	0,65	0,45	0,33	0,25	0,20
	16,17	4,04	1,80	1,01	0,65	0,45	0,33	0,25	0,20
	16,17	4,04	1,80	1,01	0,65	0,45	0,33	0,25	0,20
n
	0,14	0,11	0,09	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04
	0,16	0,12	0,10	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04
	0,16	0,12	0,10	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04
	0,16	0,12	0,10	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04
	0,16	0,12	0,10	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04

Как видно, при анализе моделей атомов лития и бериллия мы не увидели причин, распределяющих их электроны по орбиталям, уровням, подуровням, следующим из принципа Паули. Поэтому создаётся впечатление, что это - надуманный принцип, не имеющий никакого отношения к реальности [1].