Atomesentetrades

GQ2sur2 http://er.uqam.ca/nobel/c3410/GQ2sur2html GQ1sur2 http://er.uqam.ca/nobel/c3410/GQ1sur2 Suivant : EquipartitionSphere http://er.uqam.ca/nobel/c3410/EquiSpherehtml Précédent : PrecessionSpin http://er.uqam.ca/nobel/c3410/PrecessionSpinhtml Quebecium http://er.uqam.ca/nobel/c3410/quebecium.qc.ca

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Système du Québécium

Tableau et modèle des atomes en tétrades

Pierre Demers

Nous avons signalé plusieurs fois précédemment le rôle nécessaire des tétrades dans la compréhension du tableau des atomes. Voyez Système du Québécium. Cônes de précession du spin de l'électron. Application à l'atome.

La nouveauté actuelle consiste dans un essai de les expliquer, basée sur la théorie quantique du spin et l'existence des cônes de précession du spin des électrons. L'existence d'une telle base théorique encourage l'élaboration d'un modèle nouveau des atomes pluriélectroniques. Voici une mise à jour à ce propos.

Tableau elliptique des éléments

Pairage des périodes. Une telle élaboration est déjà faite ou du moins commencée, dans la nouvelle classification des éléments réalisée dans le système du québécium. Un phénomène qu'elle permet d'interpréter est bien connu : c'est le pairage des périodes.

La condition z multiple exact de 4 peut se formuler ainsi, z numéro atomique ou nombre d'électrons dans l'atome.

z = 4k, k entier

Mais cette condition n'assure pas la réalisation d'une tétrade régulière. Voir ci-haut.

Tous les 120 éléments trouvent une place à l'intérieur de l'une de 30 tétrades régulières. Ceci concerne une classification, et il faut que la structure explique la classification. On peut espérer, par l'examen de la classification, remonter à certains aspects de la structure. Entre autres, il doit exister dans les atomes une structure capable d'expliquer le quadruplage apparent dans la classification.

Mendeleev, Hélium et Québécium

Le tableau traditionnel de Mendeleev présente ce pairage pour les périodes après la 1re, formée de deux éléments, H et He, sans pairage avec la 2e qui commence avec le lithium.

Fig. 1. Tableau traditionnel de Mendeleev (refait, 118 éléments, 7 périodes). Le pairage y est présent dans les 6 périodes suivant la 1re.

Dans ce tableau, certains chimistes placent l'hélium dans la même colonne que le béryllium et d'autres le placent dans la même colonne que le néon. C'est la singularité ou le problème du placement de l'hélium dans la classification traditionnelle des atomes.

Fig. 2. Tableau elliptique. 8 périodes, 120 éléments.

Dans le système du québécium, point n'est besoin d'excepter la 1re période du phénomène de pairage. La recherche de symétrie est prédominante et conduit à grouper H et He en une strate avec les deux éléments suivants Li et Be, formant les périodes 1 et 2. Dans les périodes suivantes, le dernier élément est un alcalino-terreux et le 1er est l'élément suivant dans l'ordre des valeurs de z.. De la sorte, il y a 8 périodes, toutes pairées en 4 strates, et le problème de la place de l'hélium trouve une solution rationnelle. L'hélium peut alors se décrire comme un alcalino-terreux sans propriétés alcalines, ayant les propriétés d'un gaz rare. Singularité il y a encore, mais de nature différente : non pas dans le placement mais dans les propriétés chimiques.

Fig. 3. Patron d'un tétraèdre creux. Le pliage facilite le rangement. Il faut 30 tels tétraèdres emboîtables.

Fig. 4. Patron d'un tétraèdre en triangles plats; les triangles extérieurs peuvent se retrousser vers le haut ou vers le bas pour simplement évoquer la forme d'un tétraèdre sans le fermer complètement, ce qui gênerait la lecture.

Tableaux des éléments 3D et 2D

Le tableau des éléments en 30 tétrades peut se concrétiser 3D dans une pyramide tétraédrique creuse en papier, les tétraèdres étant tronqués pour faciliter le visionnement et de dimensions croissantes avec Z pour permettre l'emboîtage, ou bien aplatis en triangles retroussables. Deux patrons se présentent. Fig. 4 et 5. Les couleurs de fond signalent le spin. D'un tétraèdre aux faces pleines et opaques. on ne peut voir que 3 faces à la fois. Les patrons proposés remédient à cet inconvénient

Fig. 5. Tableau 3D de 30 tétrades de boules et 120 éléments

Puisque des tétrades de boules ont les symétries d'un tétraèdre, on peut réaliser un tableau 3D des éléments au moyen de tétrades de boules. De telles tétrades ne peuvent pas s'emboîter, mais elles peuvent s'assembler commodément pour donner une forme d'ensemble tétraédrique et cette représentation a été discutée précédemment par l'auteur. Des boules transparentes remédient à l'inconvénient mentionné. On peut remplacer les boules par des rhombododécaèdres, lesquels ont la remarquable propriété de se prêter à des pavages indéfinis. Fig. 312 dans http://er.uqam.ca/nobel/c3410/ QbSyst2e.24.html

Fig. 6 . Tableau 2D des 120 éléments en 30 tétrades

Le même tableau peut aussi, avec moins d'efforts, se symboliser 2D. Fig. 6.

Des fonctions d'onde ayant les symétries d'un tétraèdre

Essayons d'ébaucher un modèle tétraédrique en fonctions d'ondes. La possibilité d'emboîter un nombre indéfini de tétraèdres creux suggère un modèle d'un atome pluriélectronique où les nuages décrivant la probabilité de présence des électrons des tétrades successives auraient les symétries d'un tétraèdre centré sur le noyau. Leur échelle serait une fonction croissante de z, l et m. On pourrait s'inspirer des conceptions théoriques des chimistes organiciens cherchant à interpréter le carbone tétraédrique.

On imagine que chacune de ces fonctions d'onde résulte de l'interaction mutuelle des spins des électrons pris 4 à la fois dans une tétrade, comme le suggère l'expérience des 4 barreaux aimantés mentionnée plus haut.

Configuration des atomes exemplaires. Les atomes ne renfermant que des tétrades régulières sont peu nombreux : Be, Ca, Ba (et le spéculatif élément 120). Nous les appellerons atomes exemplaires. Si on arrivait à mieux comprendre la structure des atomes exemplaires, ce serait sans doute une aide pour comprendre les autres.

Configuration des atomes non exemplaires. Dans un atome non exemplaire z, les atomes 1 à z sont présents dans des tétrades consécutives, mais certaines des tétrades présentes renferment seulement 1, 2 ou 3 atomes et ne sont pas régulières. Conformément à l'usage reconnu, des atomes inscrits autres que z, seul est présent l'électron caractéristique.

Il y aurait ici 116 tableaux en tétrades à présenter, chacun pour représenter l'un des 116 atomes non exemplaires. Voici Li, voici C.

Fig. 7. Tableau en tétrade de Li. Tétrade 1

Fig. 8. Tableau en tétrade de C. Tétrades 1, 3, 2.

Le cas de l'hélium. Y-a-t'il des spins opposés + et- ?

Trois atomes ne renferment pas même une seule tétrade régulière : H,. He, Li. L'atome He nous intéresse. Il renferme 2 électrons dont les spins sont - et +, or il est difficile d'imaginer leurs spins, soit leurs moments mécaniques et magnétiques (projections) autrement que exactement opposés. Ils répondent à l'expérience que l'on peut faire avec 2 barreaux aimantés N1S1 et N2S2 qui ont une forte tendance à se coller l'un à l'autre N1 à S2 et S1 à N2, côte à côte en exacte opposition.

Cette réponse a, dans le cas de l'hélium, une occasion unique de se réaliser, qui distingue cet élément de tous les autres : les 2 électrons s'agencent sans interférence de la part d'aucun électron supplémentaire. On pourrait expliquer ainsi le potentiel ppi exceptionnellement élevé de 1re ionisation de l'hélium : 24,5 ev.

Mais y-a-t'il d'autres atomes où les spins - et + sont exactement opposés?

Fig. 9. Un angle obligé de 109,471o

Réponse négative dans le cas d'une tétrade régulière. Dans une telle tétrade, les spins ne peuvent pas s'opposer, ils biaisent, puisque l'un quelconque d'entre eux fait avec chacun des 3 autres un angle obligé de 109,471o. Si nous regardons les signes attribués aux spins dans la classification, l'angle est 109,471o entre 2 spins, sans égard aux signes de ceux-ci, comme le suggère l'expérience de barreaux aimantés égaux. Il n'empêche que la somme vectorielle des spins s'annule dans une tétrade régulière complète

Réponse affirmative dans le cas d'une tétrade réduite à une seule orbitale, telle la tétrade 5 qui serait réduite à Na et Mg.

Nous suggérons donc qu'il nous faut réviser notre conception selon laquelle les spins sont précisément opposés dans toutes les orbitales. Une véritable opposition des spins - et + n'existe pas nécessairement dans chaque orbitale.

De plus, la tétravalenxsce du carbone aurait quelque relation avec une tendance de 2 électrons 2s et de 2 électrons 2p à s'organiser en une tétrade, le coeur de l'atome étant une sorte d'hélioïde minuscule.

Atomesentetrades.

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