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XI. PERIODENSYSTEM DER CHEMISCHEN ELEMENTE

 

Die Elementarteilchen bilden die Atome, diese ihrerseits die chemischen Elemente.

Die Eigenschaften der chemischen Elemente sind abhängig von der Anzahl der Protonen
und Neutronen im Kern eines Atoms und von der Position und der Anzahl der Elektronen im
Raum um den Atomkern.
Das Atom des Wasserstoffs (Deuterium) besteht aus zwei Komplexen: Neutron-Meson und
Proton-Elektron Komplex (Protium) (Abb. 39).





Abb. 39: Meson-und Proton-Elektron-Komplexen



Neutron-Meson-Komplex

Betrachtet man den Neutron-Meson-Komplex im Modell, nehmen die Quarks des Neutrons
die Position der Punkte -y -z +x (ddu) ein.

Punkt -x entspricht dem u-Quark.

Punkt +y entspricht dem u-Anti-Quark.

Punkt 0 entspricht dem Gluon Gl.

Beim Übergang eines Neutrons ddu in ein Proton uud und umgekehrt vollziehen sich Veränderungen
an den Punkten -x und +y des Modells, die in einem Verhältnis zum Komplex des Neutrons stehen
(s. Starke Wechselwirkung).
Die Punkte -x und +y entsprechen dem Paar Quark-Antiquark uu- (Meson).


Proton-Elektron-Komplex

Betrachtet man den Proton-Elektron-Komplex in unserem Modell, nehmen die Quarks des Protons
die Lage der Punkte +y -y +x (udu) ein.

Punkt -y entspricht der Position des Elektrons e1

. Punkt -x entspricht der Position des Elektrons e2.

Das Elektron e kann die Position der Punkte -y und -x einnehmen. Diese Positionen entsprechen
stationären energetischen Zuständen (das Elektron auf dem jeweiligen Orbital).
Punkt -y entspricht der niedrigsten Energie und ist grundlegend (nicht angeregter Elektronenzustand e1).

Punkt -x entspricht dem Höchstmaß an Energie (angeregter Elektronenzustand e2). Die Freisetzung oder Aufnahme von Energie durch das Atom vollzieht sich bei den Übergängen
des Elektrons von einem in einen anderen Zustand (s. Elektromagnetische Wechselwirkung).
Punkt 0 entspricht dem Energiequantum, dem Photon γ.

Die zwei möglichen Zustände des Elektrons im Modell (e1 und e2) erklären die Verfügbarkeit
von einem oder zwei Elektronen auf einem Orbital. Sie erklären ebenfalls das Pauli-Prinzip:
«auf einem Orbital (in einem Energiezustand) können sich nicht mehr als zwei Elektronen befinden.
Dabei muss der Spin dieser Elektronen entgegengesetzt ausgerichtet sein» (Abb. 40).





Abb. 40: Das Modell des Atoms der Wasserstoff.



Der Übergang eines Neutrons ddu in ein Proton udu und umgekehrt stellt sich als Veränderungen
in den Systemen ddd (-y-z-x) und uuu (+y+z+x) der Quarks dar:

ddd (-y-z-x); udd (+y-z-x); dud (-y+z-x); ddu (-y-z+x);
uud (+y+z-x); udu (+y-z+x); duu (-y+z+x); uuu (+y+z+x).


Die Eigenschaften chemischer Elemente hängen von der Menge der Protonen und Neutronen
im Atomkern und von der Position der Elektronen im Raum um den Atomkern ab.

Die Periodizität der Eigenschaften der Atome verschiedener Elemente steht in Abhängigkeit
von der Ladung des Atomkerns Z, also der Menge der Protonen, und ist verbunden mit einem
entsprechenden Bau der äußeren Elektronenhüllen.

Das Raumgebilde, in dem sich ein Elektron im Atom befinden kann, heißt Orbital. Das Orbital
ist eine Funktion der kartesischen Elektronenkoordinaten, das heißt des Koordinatensystems A
in der Vergangenheit und des Koordinatensystems B in der Zukunft.

Der Zustand des Systems zum gegebenen Zeitpunkt bestimmt auch seine weitere Entwicklung,
d.h. den Zustand des Systems zu allen anderen Zeitpunkten. Das ist das Kausalprinzip.

Diese Entwicklung entspricht einer Veränderung des Koordinatensystems, bedingt durch
die Richtung der Positionsveränderung des Teilchens von den Punkten des Koordinatensystems
A (Neutron-Meson-Komplex) zu den Punkten des Koordinatensystems B (Proton-Elektron-Komplex).

Diese Veränderungen kann man im kombinatorischen Koordinatensystem darstellen.
Das Periodensystem der chemischen Elemente kann in Einklang mit unserer Matrix gebracht werden.
Die Elementarteilchen bilden die Atome, diese ihrerseits die chemischen Elemente.
Jedes Atom hat einen Atomkern aus Quarks sowie Elektronen, welche sich auf einem bestimmten
Orbital befinden. Das Orbital ist eine von acht Oktanten.

Die Veränderungen der Konfigurationen der Orbitale kann man in Form von 64 Kombinationen darstellen.
Diese 64 Kombinationen im Periodensystem bilden acht Gruppen und acht Perioden.
Die acht vertikalen Oktanten entsprechen den Orbitalen in den Perioden des Periodensystems.
Die horizontalen Oktanten entsprechen den Orbitalen in den Gruppen des Periodensystems (Abb. 41).

Die Periodizität der Eigenschaften der chemischen Elemente wird durch periodische Veränderung
der Konfigurationen der Orbitale (der Oktanten) der äußeren Elektronenschalen bedingt,
die in der Matrix darstellbar ist (Abb. 42).
br> In physikalischer Hinsicht gibt es keinen Unterschied zwischen Atom und Molekül.
Die Stabilität eines Heliumatoms und eines Wasserstoffmoleküls wird
durch dieselben Grundregeln festgelegt.
Bekanntlich hat die Mehrzahl der stabilen Moleküle eine gerade Anzahl Elektronen
und einen Gesamtspin gleich Null.

Das heißt, dass die Elektronen dieselbe Zahl an Spinzuständen im Koordinatensystem
A und Koordinatensystem B belegen.

Dann beschreibt man die Vielelektronenfunktion mit einer Reihe von Zweielektronenfunktionen
mit denselben Zuständen außer Spins.
Die Bildung komplexer chemischer Verbindungen, an denen mehrere Elemente teilhaben,
kann man ebenfalls im kombinatorischen Schema darstellen.

Die chemischen Reaktionen sind wie Phänomene des Koordinatensystems C anzusehen.
Die Punkte des Koordinatensystems C (-yc,-z,-xc, +yc,+zc,+xc) kann man als Zustand der
Komponenten der reagierenden Stoffe betrachten.

Bedenkt man, dass jede chemische Reaktion ein Prozess der Abgabe (+0) oder Aufnahme (-0)
von Energie (E) ist, so entspricht die Energie dem Punkt 0.
Das Koordinatensystem A (-ya,-za,-xa,+ya,+za,+xa) und das Koordinatensystem
B (+yb,+zb,+xb, -yb,-zb,-xb) entsprechen den reagierenden Gruppen, das Koordinatensystem
C den möglichen Reaktionszuständen.





Abb. 41: Acht Gruppen und acht Perioden im Periodensystem








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