什么是离子共价论?

什么是离子共价论?

 

张永和  

美国惠林研究院 

 

     氢原子是宇宙之源,万物之本。我们从氢原子中发现了离子共价论这个普世自然法则:万物均以离子共价性存在,即离子性能量和共价性环境的和谐(见:离子共价论在氢原子中获得证实 )

 离子性能量是欲望,占有性和表现性本能,源于原子核电荷的电离能 Z*. 核电荷Z是独立于位置或方向的电离辐射。因此,在原子中感受到的核电荷Z的电子的动能具有各向同性离域的电离辐射的离子性。

    氢原子中,当电子临近原子核时,由于其离子性动量和有效速度增加,动能趋向正无穷。为了补偿总能量E常数,其势能趋向负无穷。所以达成了一种和谐:电子必须处在玻尔半径的平均距离内(共价半径,rc),其动能受共价半径的协调而形成了一种氢原子赖以生存的势能。在这一状态,动能处于相当高而体系最有活力,势能处于相当低而体系最稳定。因此动能具有一定的数值而产生了驻波运动。这个过程称为和谐(Z*/rc),这个能量称为离子共价势能或离子共价性,IC[12]

 IC = I(Z*)C(n*rc-1)                                                                                                  (1) 

它关联了薛定谔方程中的势能项,Ze2/r

 -h22ψ/ 8π2m - Ze2ψ/4πє0r = Eψ                                                                              (2) 

也关联了张永和光谱量子模式的原子核电荷Z*和原子轨道主量子数n *[3]

 Z*= n*(Iz/R)½                                                                                                                                             (3)  

则《离子共价论》可表示为 

I(Z*)C(n*rc-1) = Ze2/r n*(Iz/R)½rc-1                                                                                               (4)

IC=n*(Iz/R)½rc-1是原子核对电子的价态吸引力,是原子的价态化学键能,电荷密度和有效激化能。包罗了从1s  nf 的所有量子轨道的元素的离子共价性,因此它能解释几乎所有化学现象。

 

离子-共价键是二元化学键

 

长期以来,离子键和共价键的性质已经被视为孤立的或错误的二分法性质,没有两者之间的定量关系。

离子共价论改变了旧的键的离子性对共价性的二分法对立的定性关系,将元素的离子性 I(Z*,n*,Iz和共价性 C(rc, rc-1,n*rc-1) 和谐为统一的离子共价性序列

 

IC =. I(Z*,n*,Iz) I(Z*,n*,Iz)

 

它表示化合物均有其相对含量的离子性和共价性组分。这个序列中离子性和共价性呈相反顺序,离子共价性IC越大,则共价性越强,而离子性越弱,反之亦然。从离子共价性键参数函数可以查到:离子共价性、离子性、共价性和其它离子共价性参数和模式数据。

 

1. LiF 的共价半径156pm < Li 的共价半径252pm

 

 

 

图2. 氢原子A的静电引力(A1和A2)与氢原子B的静电引力(B1和B2)总是不相同的。

 

 

在此值得指出的是,并不存在纯离子键和纯共价键,如图1所示[4],最典型的离子化合物LiF的共价半径156pm由于共价键的轨道重叠而比Li原子的共价半径252pm小。所谓的纯共价键实际上也并不存在。图2显示,实际的氢分子由于共轭效应,空间位阻的影响以及相邻的基团的电负性的影响,相同原子的键长有一定的差异,这就有可能存在一些离子性质。 氢原子A的静电引力(A1和A2)与氢原子B的静电引力(B1和B2)总是不相同的。金属键是一种非定域共价键,氢键不是化学键,只是分子间力。因此,离子共价性键是二元化学键。纯离子和纯的共价性质是离子共价性的两个极端。所以离子共价性序列是离子性和共价性的相反程序:

 

 

 

离子共价论关联宏观微观及实物的定律和法则 

 

离子共价论基于并关联宏观,微观及实物的定律和法则:

经典力学的牛顿第二定律:a = F/m

卢斯福-波尔天体-原子模型的粒子量子论:E = - Z2me4/8n2h2 ɛ02 = - RZ2/n2

爱因斯坦-普朗克关系:E=hv

波动力学薛定谔方程:-h22ψ/ 8π2- Ze2ψ/4πє0r = Eψ

德布罗意波 -离子共价性:λ= h/ (2m (E - IC))½ = h/(2m (E - n*( Iz /R)½ rc-1))

因此,这个由万物之源氢原子的生存机制演绎,经过微观与宏观归纳的离子共价模式,必然会描述普世事物的存在

 

离子共价论:学习过程的心理学

 

离子共价论这个普世自然法则:事物均以离子性动能与共价性环境和谐的势能存在,最直观的例子是跳高运动。跳高运动员经过短距离rc的离子性最大动能I(Iz)急跑,和通过心理冥想的共价性C(n*rc-1)和谐为一个势能n*(Iz/R)½rc-1,突然跳过了一个高度。初学时,他总是把标杆碰落。经多次的重复后创造了一个理想的纪录。很很明显,急跑突然停止时动能I(Iz)转化为势能n*(Iz/R)½rc-1,他完成了一个离子共价性IC的过程[2]: 

                                                          I(Z*)C(n*rc-1n*(Iz/R)½rc-1                             

 

在我们的日常生活中,我们总是有一些类似的经验。当你开始学游泳时,你总是沉下水面,但第二天您会奇怪地浮在水面上。同样的奇怪经验会在初学滑冰和骑自行车时产生。

还有一些是纯粹智力经验。你可能在睡觉前有一个数学方程无法解通,第二天早上,你会奇怪你好像在梦中获得了答案。为什么呢? 您是否觉得您解出了一个离子共价方程,它是统计概率波方程?

以上的经验都是人类 学习的心理学过程,没有离子共价论的关联我们无法获得解释。

 

 

事物并不仅依赖于离子性的能量消耗,而更取决于共价性的或然和谐 

 

     基于离子共价论,人类行为中的无意识、本能、本能冲动、刺激、自我和基因,都归属为离子性I与其对应的有意识、经验、社会化、超越自我和环境,都归属为共价性C它们有如下数学关系[2]

 

I(无意识、本能、本能冲动、刺激、自我和基因) C (有意识、经验、社会化、超越自我和环境)

 = I(Iz)C(n*rc-1)

 

根据上述数学演绎,离子性I(Iz)是量化的,共价性则关联波动性,产生稳定态能量(驻波)。所以离子共价性I(Iz)C(n*rc-1)稳定波能量在生物学中是描述人类本能的以波动方式行事的生物力 

人类潜意识本能是离子性的,具有无定向的动能。 共价性则是环境影响下进行波动式的干涉和几率叠加的有意识化的优化(如《双缝实验》)学习心理过程是离子性动能的波动性共价。因此,学习过程并不仅依赖于离子性的无定向的能量消耗,而更取决于共价性的或然和谐(产生驻波)。然后,学习的效率则随同能量概率性地一并增加。

    因此,学习过程的心理学是离子共价性的机制。学习过程是离子性动力和共价性环境的和谐,并导致行为潜能长期调整和加固的波动变化过程。环境共价提供了人类行为最好的学习信息[2]

 

[1]  Zhang, Y. Ionocovalency and Applications 1. Ionocovalency Model and Orbital Hybrid Scales.    Int. J. Mol. Sci. 2010, 11, 4381-4406. IC-Model Full-Text

[2]  Zhang, Y.离子共价论, J. Am. huilin. Ins. 2011, 5 (B), 1-9

[3]  Zhang, Y. Electronegativities of Elements in Valence States and Their ...1 Electronegativities of elements in valence states, Inorg. Chem.198221 (11), pp 3886–3889

[4]. Lower, S. Chemical bonds: covalent or ionic or what?. In Chem1 Virtual Textbook; Available online:    http://www.chem1.com/acad/webtut/bonding/polcov.html  (last updated 2007.02.20).

 

 

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