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氩元素和钙元素的原子量都是40,为什么一个是碱土金属,一个是惰性气体?

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标题中的问题,需要从原子核的组合结构中寻找答案。

本章我们继续讨论下氩元素、钙元素和铁元素及其稳定同位素的原子核结构。

氩40原子核模型图

如图所见,氩40原子核模型,就像是在氖20原子核的球体上缠绕一条由20个核子组成的腰带,类似于碟型飞碟形状,该结构使得氩原子核外显磁力与氦4和氖20原子核类似,核外电子运动轨道比较规律和对称,导致其化学性质很不活泼。

钾39原子核模型图

钾41原子核模型图

钙40原子核模型图

如图所见,虽然钙40和氩40都是由40个 核子组合而成,但氩是18个质子,22个中子,钙为20个质子和20个中子,根据本模型的物质不灭假设,中子是氢原子的核外电子被禁锢在磁力闭环面的,对于整个原子而言,只要核子数相同,则总质量是应该也是相同的。然而,事实上查表得知,钙40和氩40质量差=39.96259098-39.9623831225=0.00021u,一个电子的质量为0.00055u,质量差约为电子质量的38%,相当于1/3个电子这是为什么呢?

作者认为原因在于二者因结构差异而导致的外显磁力不一致。

由于氩40原子核是一个相对规则对称的结构,外显磁力相对收敛,而钙40原子核相对不具备对称结构,外显磁力相对发散,因此在对二者进行质谱仪测量质量的过程中,钙40原子核相对敏感,这就是钙40比氩40元素质量多出1/3个电子质量的原因,也是钙40成为碱土金属,而氩40却成为惰性元素的原因。

按照传统理解,氩40的中子数比钙40中子数多2,因中子质量为1.0087u,质子质量1.0073u,氩40应该比钙40质量更重,这显然不符合实验数据。为了解释这一现象,就必须引入量子力学和相对论中的各种玄幻的解释,比如质能转换,比如夸克变味等等。

钙42原子核模型图

铁56原子核模型图(多面图之一)

铁56原子核模型图(多面图之二)

铁56原子核模型图(多面图之三)

铁56原子核模型图(多面图之四)

如图所见,铁56原子核模型类似于4个氖20球堆叠在一起,成为一个正四面体结构,但由于另外3个不完整的氖20球体是借助原生氖20球形成,因此该3个不完整球体对核外电子的作用力弱于原生的氖20球。4个氖20球的核子数量比为:20:15:12:9,共计56个核子。

铁56原子核正四面体结构是核聚变和核衰变的能量平衡点,因此其在宇宙学中占据及其重要的地位,比铁更重的元素,只能由超新星爆炸时,将在铁核内部生成的部分中子体以爆炸碎片形式喷射出来,这些中子体碎片再自发衰变,最终形成元素周期表中所有比铁更重的元素及其同位素。

所有其它本模型为列举的元素及其同位素的原子核可能结构,请读者自行研究。(因为作者本人也没有研究清楚,恕难奉告。)

需要注意的一点是:如上面的系列图所示,随着元素核子增多,完整性破缺口越来越多,也越来越大,在一些较大缺口处,被释放的磁力也越来越大,所以多核子原子核将很难再形成类似氖20原子核的相对完整球状结构,其结构因完整性缺口而变得十分复杂。这种现象,类似于断裂后被粘接在一起的磁力棒,由于漏磁不可避免,其磁力线分布会变得十分复杂。

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