零空间论与原子得失电子的特征和规律
原子最外电子层得到一个电子或失去一个电子所表现出来的特征和规律,主要由零空间论中的收缩状态和两种膨胀状态决定,两种膨胀状态是指持续膨胀状态和非持续膨胀状态。零空间论指出,收缩状态不会释放电子但可以获得电子,持续膨胀状态既不会释放电子也不会获得电子,而非持续膨胀状态只会释放电子不会获得电子。原子在收缩状态、持续膨胀状态和非持续膨胀状态的基础上所表现出来的特征和规律是物质发生化学变化的基础,也是形成化学键的基础。正确认识这些特征和规律对我们理解化学键的形成原理将起到直接的帮助作用。
我们先来看看原子得到电子的情况。原子得到电子的过程其实是原子吸纳电子的过程。电子不会主动进入原子内, 而是因为原子具有吸引力,把电子吸进其内。原子只有处于收缩状态,才会具有收缩性磁力,具有吸引力,也才会把电子收入原子中,吸进最外电子层内。当原子处于膨胀状态,则具有外胀性磁力,具有向外的推力,对电子进入原子内起到阻力的作用,在这种阻力的作用下,电子当然不会进入原子内。如果原子是处于平衡状态,其既不会显示收缩性电磁力,也不会显示膨胀性电磁力,即在原子外部附近不存在任何力的作用,这种情况下我们认为,电子也不会主动进入原子内。由此我们说, 如果原子得到电子,一般来讲,原子应该是处于收缩状态,相反它不可能处于平衡状态,更不可能处于膨胀状态。不难想象,如果一个原子的收缩差值小于或等于二分之一电子质量,那么当它得到一个电子时,它的膨胀差值就会等于或大于二分之一电子质量,此时原子将处于非持续性膨胀状态,原子会释放一个电子;如果一个原子的收缩差值大于二分之一电子质量而小于一个电子质量,那么当它得到一个电子时,它的膨胀差值就会小于二分之一电子质量,此时原子将处于持续性膨胀状态,不会释放电子。
我们再来看看原子失去电子的情况。原子为什么会失去电子,是因为原子最外电子层处于非持续性膨胀状态。原子处于非持续性膨胀状态并失去一个电子,往往是在原子受到热量的作用下而发生的现象。当原子受热后,最外电子层内电子的运动质量逐步升高,电子会由收缩状态,渐渐转为膨胀状态,首先进入持续性膨胀状态,然后进入非持续性膨胀状态,接着膨胀出一个电子。不难想象,由于原子的膨胀差值一旦等于或大于二分之一电子质量,就会立即进入非持续性膨胀状态,并排出一个电子,因此原子在热能的作用下失去电子后,不管原子之前是处于何种状态,此时的原子一定是处于收缩状态,而且收缩差值一定是小于或等于二分之一电子质量。原子失去一个电子意味着原子失去一个电子质量的负能量。这时原子虽然增加了一部分热能,但又因为失去一个电子而表现出总能量较以前减少、持平或增加。一般而言,当原子最外电子层增加的热能小于一个电子质量时,电子层的总能量将得以减少;当原子最外电子层增加的热能等于一个电子质量时,电子层的总能量既没减少也没增加;而当原子最外电子层增加的热能大于一个电子质量时,电子层的总能量将得以增加。具体而言,电子层收缩差值小于一半电子质量时,失去一个电子后电子层总能量将得以减少;电子层收缩差值等于一半电子质量时,失去一个电子后电子层的总能量保持不变;电子层收缩差值大于一半电子质量时,失去一个电子后电子层总能量将得以增加。
总之,电子一般会进入收缩状态的原子内,不会进入膨胀状态的原子内;收缩状态和持续膨胀状态的原子不会失去电子,只有非持续膨胀状态的原子才会失去电子。当原子收缩差小于或等于二分之一电子质量时,原子得到一个电子后会处于膨胀差为大于或等于二分之一电子质量的非持续膨胀状态;当原子收缩差大于二分之一电子质量而小于一个电子质量时,原子得到一个电子后会处于膨胀差为小于二分之一电子质量的持续膨胀状态。原子进入非持续膨胀状态会失去一个电子,而后将处于收缩差值为小于或等于二分之一电子质量的收缩状态。