1、P3李希 Q1-H 元素的自由態人們對眾所周知， H 元素的系號為 1。是構成分子實體的最小最輕的復合粒子。 H 元素進行了長年的研究，對 H 元素最為了解，積累了大量知識。 1.1，自由 H 原子1-1.1，簡況原子量 u： 1-0079。質量 Kg : 1-6735 x 10-27。玻爾半徑 r: 0,529 x 10-10m。H 原子由 1 個質子 H+ 和 1 個電子 e- 組成。電子e-：電荷：-1。電量：自旋：質量：半徑：電子磁矩： 質子 H+ ：電荷：電量：自旋：質量：半徑：-1.60217733 X10A-19C。1/2 。9.109380914 x10-31Kg。9.0880

2、914x10A-17m。9.284851 X10A-24. J T-1。+1+1.60217733 X10A-19C。1/2 。1.67262137 Kg 。1.6 至 1.7 x10A-15m。(1.11286448 x10A-15m)質子磁矩：1.4106203 X10A-26. J T-1。H 原子呈顯在H原子中，電子e-圍繞質子H+旋轉，電荷相反而電量相等，故 電中性。原子半衰期大于10人23年，H+半衰期大于10人33年。原子中，電子 e- 逃逸 H+ 的電離能為 1312 KJ / mol。原子內部存在三種作用力：靜電引力，質量引力，核磁矩力。靜電引力 f1.1.2，F = K.-

3、q1-q2 / r 人2比例系數：K = 8.99 xlOy N.m 2.C-2-電量：q1 = q2 = 1.6 x10-19 C- 半徑：r = 0.529 x10A-10m-F = 8.22409868x10X8 N - 8.2241x10-8 N單H原子靜電引力-8.2241 X10A-8 N / H，可估算單 H原子靜電能。 E = 8.2241x10-8 N x 0.529 x10-8 N =4.3505489 x10-18 J/ H4.3505x10A-18 J / H。P13如圖1 - 1.1.2.所示：e-H+圖1l.l.Z膜子示意圖如圖1-1.1.2.所示:e- q = 1

4、.6 xlOA-19 CH+q = 1.6 X10A-19 CfFm = G.m1.m2 / r 人2G = 6.6720 X 10心11 m3.Kg-1.S-2-me = 9.1094 x 10x10-31 Kg- m+ = 1.6726 X 10人-27 Kg-1.1.3，質量引力式中，引力系數: 電子質量： 質子質量：Fm = 3.6326 x 10-47 N / H-從計算得知H原子中：靜電引力 8.2241x10-8 N比質量引力 3.6326 x 10-47 N / H-大得多。約為 2.2639x1039 倍。質量引力能 Ee = 3.6326 x 10心47 N/H x 0.5

5、29 x10-10m=1,9216454 X10A-57 Nm / H。1.9216 X10A-57 J / H。如圖2 -1.1.3.所示:H原子示意圖21.1.31.1.4. H+核磁矩力9.274046 X10A-24 J T-1。現代科技人，測算出原子內部是一個電磁場世界: 玻爾磁子：9,284851x10-24 J T-1。5.050951x1027 JT-1。1.4106203 X10A-26 JT-1。e-電子和H+質子在宇宙磁場中不停地運動，故電子磁矩：核磁子： 質子磁矩：H原子內部含有多種磁矩，說明 而產生磁矩。人們已知：H+質子由：兩個+1/3電荷之上夸克 及一個-1/3電

6、荷之下夸克構成。質子和電子永久不停地自旋?？勺魅缦峦茰y：1），+2/3電荷與-1/3電荷在H+軸線方向同向旋轉，產生相反的感應磁場，使正負電 荷處于軸向兩端，避免正負電荷吸碰而湮滅。2） ，夕卜層的-1/3電荷電子e-與H+剩余+1/3電荷同向旋轉，產生反向磁場，避免正 負1/3電荷發生吸碰而湮滅。3)，最終達到正負電荷之動態平衡。但H原子具有兩對正負電荷的靜電能量。H 原子核磁矩為：1.4106203 X 10-26 JT-1。玻爾半徑為：0.529 X 10-10m。核磁矩力力為 f = 1.4106203 X 10人-26 JT-1 / (2 X 0.529 X 10人-10 m)=1.

7、33328951 x 10-16 JT-1. 1.3333 x 10-16 JT-1.可以看出，H原子中的核磁矩力比質量引力大許多，切莫忽視。如圖3 -1.1.4.所示：0. 529 A_z-H+H原子不意圖31.1. 4.H+質子構成;Sttll仔細分析可以發現：1) ，e-至 H+2) ，e-與 H+H原子中，電子 間之距離基本不變, 永不吸碰而湮滅；e-以H+質子為中心繞行。有如下特點:-0.529 x 10人-10 m ;。而H+呈e-之相對運動。故 H原子電磁場可可引用“安培定理”，1A = 2 X 10心7 N / m。3) ，e-之繞行可近似于無限長載流， 設定為兩根無限長載流導

8、線的等效電磁場。質子磁矩 =1.4106203 X 10-26 J T-1=1.4106203 X 10人-26 *N m /( N / A-1*m-1)=1.4106203 X 10人-26 A m2=1.4106203 X 10人-26 x ( 2 x 10-7 N /m)*m2 = 2.8212406 x 10-33 Nm /H。-2.8212 x 10-33 Nm /H。2 x 0.529 x 10-10 m = 1.058 x10 x10 人-10 m.磁矩長度以 H 原子直徑計：設H核磁力F+:F+ = 2.8212406 x10-33 Nm/H / 1-058 x10-10 m=

9、2.66657902 x 10-23 N / H2.6666 X10A-23 N / H。H核磁力約為質量引力的7.340 x 1023倍磁矩能 Ee = 2.6666 x10-23 N /H x 2 x 0.529 x10-10m=2.8212628 x10-33 Nm./ H2.8212 X10A-33 J/H由估算可知在H原子中，靜電引力 > 核磁引力 > 質量引力。故此， 在 H 黑體 （洞） 的形成過程中 ， 核磁引力必將起著重要作用 。1.2. 自由 H2 分子H2 分子是由兩個 H 原子組成的雙原子分子。通常狀況下，是無色無味無毒的易 燃易爆的氣體物質。1.2.1.

10、簡況分子量：分子質量： 2 x 1.6735x1027 Kg.在標準狀態下( 1atm-273.15 K) 22.4136 L.0.08993602 g / cm3.2.686837 x1019 H2 / cm3.20.712 x10A-10m.2 。 01579.燃熱八、H2 mol 體積： 質量密度： 分子密度： H 分子運動半徑： 點：八、 值：574 C.14.0 x108 J / Kg.2.82 x105 J / mol.共價半徑：斷鍵能：利用共價半徑0.37 x10A-10m.103.2千卡 /mol.0.37A 可以估算分子內部作用力。1.2.2.靜電引力如示意圖4 -122.所

11、示。0. 37A0* 3IAI* """Ip H+1"M歹虜澎"沁e一異注H+2盅0H2分子小S圖41. 2. 2* 靜電引力q H+1 = q H+2 二 1.6 E 10"-19 C設總靜電引力Ee,Ee = Fe1H+1 + Fe1H+2 + Fe2H+1 + Fe2H+2 Fe1e2 FH+1H+2=Fe1H+1 + Fe2H+2=2 x Fe1H+1=2 x 8.99 x10 人 9 N* m2 *C-2 x (1.6 x 10 人-19C)人 2 / (0.37 xlO-IOm )人 2=3.3622206X10A-7N。

12、3.3622 X10A-7 N.單個H原子提供的靜電引力為：3.3622 X10A-7 N / 2 = 1.6811x10-7 N。大于H原子中的靜電引力。1.6811 X10A-7 N > 8.2241 x10-8 N。說明H2中的電子與質子的結合比原子中更牢固。1.2.3.質量引力見示意圖5-1.2.3.皿分子示意圖一 51- 2. 3.mH+1 二 mH+2 二 1.6726x10-27 Kgme-1 = me-2 =9. L0938yL0"-31 Kg設總質量引力為Fm,Fm = Fm1e1 + Fm1e2 + Fm2e1 +F m2e2 + Fe1e2 + Fm1m2

13、因me1和me2的質量極小，故可棄去。則：Fm = Fm1m2 =6.6720x10-11 m3.Kg-1.(1.6726 x10-27 Kg)2 / (2 x 0.37x10-10m)2=3.40860583x10-44 N / H 23.4086x10-44 N / H 2 /23.4086x10A-44 N / H 2。單個H原子提供的質量引力為:=1.7043x10-44 N / H。1.2.4. H核磁矩力H2分子中，兩個H原子的核磁矩可以相互吸引，使H2更趨穩定。如示意圖6-1.2.4.所示：0?v，-HlH21.2.5. H2氣態體積 在標準狀態下， 設等同地球質量H2分子示意圏6-1. 24H2的 mol 體積為 22.4136 I / mol ( 2. 24136 x10-2 m3 )。 (5.965 X 1027 Kg )的H2占有體積為 Vh。貝UVh = 5.965 x10 人 27 g