Язык и понятия науки, пересмотр, периодические…

Во всех языках и науках накопилось множество проблем и трудностей, которые требуют их пересмотра. Многие из них просто накопились по инерции и лености большинства, хотя пересмотр был необходим десятилетия и век назад. Это обще и учебникам и наследию основателей, введших понятия в их условиях, и из-за стремления к новому без анализа их основ либо сохраняемых некритически, либо теряемых вместе с их преимуществами. Сейчас же их важно понять как более общие и требующие пересмотра и нового языка. Ниже мы «распутаем» анализ создающих их путаницу синонимов-омонимов и свяжем с более общим языком чисел, «богов» пифагорейцев-платоников и современной науки (из-за  безличных ангелов — представлений иудейской религии христианский мир потерял их и вернул Платона только с Возрождением греков после 1453 г. и Аристотеля арабов).

Даваемая ниже числовая запись фактически и гораздо проще для большинства, не требуя  изучения непривычных для всех, например, химических символов. В будущем она должна стать основой подготовки всех, от математиков – информатиков до гуманитариев, сдающих и изучающих гораздо больше математику.

В химии важно просто связать 4 числа — стороны элементов, обычно приводимые слева-справа внизу-вверху символа, хотя первое- № не требует и дает больше их обычно используемых названий- символов и только их запись научна, а не случайно историческая (названия и символы элементов Н и О по смыслу обратны, водо-род означает скорее №8 О, а кисло-род – №1 Н) и дает правильное с точки зрения современной (теории)  понятие свойств, например, что все главные химические свойства этих элементов равно описываются их местом в системе, периодах. Этот пример — периодический закон (ПЗ) Менделеева: с одной стороны, его зависимость свойств от атомных весов век назад поняли и заменили на зависимость от места в системе Менделеева — атомного номера как заряда и числа протонов ядер элементов.

Вес А оказался их функцией (№), открывая в ПЗ Менделеева больше и сейчас возможности анализа А и ядер, физики и синтеза элементов, объяснив исключения ожидаемых (рац-ожиданий, РО) А для №18-19, 28-29 и 52-53 (Те-128 I-127). С другой — либо сохраняли его короткую форму и нумерацию до 8-х групп-триад, принятую тоже из ожиданий открытия больших степеней окисления их, либо теряли смысл их и всей ПС — конца периодов как перехода к начальным, меньшим (где 1В оказалось фактически ошибкой, в возврате к 2-3) в принятой ИЮПАК нумерации, противоречащей главному в ПЗ и ПС Менделеева с нумерацией групп согласно предельной степени окисления.

Так что на Западе в школе не знают даже, что углерод в 4 группе Менделеева (по ИЮПАК в 14-й), откуда его окисления от -4 до +4, СН4-СО2, не говоря уже об уране и т.п., и вообще выкинули химию из школ, большинство не учат. Так как при таких понятиях их учить просто невозможно, чисто механически и никому не нужно (последний вклад ИЮПАК 3.2018 — пересмотр понятия моль — по эталону кг — если раньше хоть относился к весу в граммах, как М=Mr г, 18 г Н2О, то сейчас «вес 6,02214X·1023….единиц», несмотря на протесты Франции и др., хотя и отличает количество вещества от масс).

Все это основывается на желании «обновить» без понятия основ, например, что короткая форма ПС Менделеева и степени окисления от 0 до 8 гораздо важнее, чем принятые № 1-18 для d-элементов (между 8s2p6 и 32 s2p6d10f14), так как отражают и все соединения и фундаментальные отличия p- и d- и f-элементов и их общее, повтор 1-8 1-2-3 раза в малых, больших и последних периодах, что и выражает ПЗ самого Менделеева, который просто век не читали.

И не только в химии давно пора пересмотреть множество накопившихся ляпов и умалчивания, объясняя и причины их и пересмотра. В случае замены ПЗ Менделеева, свойств (главного – атомности или валентности) в зависимости от атомных весов А — от №=Z ядра, если № «переходных» групп и элементов, 8 группы с триадами Менделеева заменяют также неудачной нумерацией групп ИЮПАК с 1989 г., нужно понять, что он тогда просто не мог знать пределов (надеясь на открытие степеней окисления до +8, как через век открыли PtF6, Au+7), но включал Cu-Au одновременно в эту 8-ю и IВ группу. Поэтому правильным после установления предельных валентностей представляется название 8-й только первой (Fe-Ru-Os-Hs), а др. как переходных от нее к 2-3 группам, что обще не только d-, но и f-элементам, напрасно исключенных из ПС ИЮПАК и др., скрывая их подчинение тем же законам. Главному – периодическому, по Менделееву (несмотря на якобы изложение в каждом учебнике мало кому известному и на деле выражаемому известными графиками валентностей или степеней окисления Ленгмюра и лучших учебников, как у Некрасова) —  роста до максимальной (возможно, +4/+5 и +7 вместо +8, ранее принятых и для плутония) и падения до +2/+3 c (n+1)s2.

Гораздо больше можно реализовать электронные и атомные теории распространением атомных номеров как мест в системе чисел («инертных» — квадратов Главного Квант.Числа Бальмера-Ридберга), назрел переход  № без символов, даже если их оставлять ради традиции, каждый обязан показать понимание такой записи формул и уравнений  типа 128 воды и 1-го уравнения (1У, Лавуазье-Пристли): 6 82+128=(6128)+82 *(с учетом знака и Е, энергии или тепло-рода Лавуазье в его уравнении, балансе) .

(в данном варианте во избежание путаницы №элементов и индексов мы требуем разделения №элементов вместо прежних символов числом индексов или пробелом вместо 1). Эта числовая запись фактически и гораздо проще для большинства, не требуя  изучения непривычных для всех химических символов. В будущем она несомненно должна стать основой подготовки всех, от математиков – информатиков до гуманитариев. На деле сдающих и изучающих гораздо больше математику, чем химии. Поэтому и в любом случае числовые формулы-записи должны проверяться как минимум наравне с обычными, символическими.

Фактически только такая запись научна, а не случайно историческая, как названия и символы элементов, начиная с Н и О, по смыслу обратных. Т.е. на деле водо-род означает скорее №8 О, а кисло-род – №1 Н, с точки зрения современной теории, кислот как дающих Н+ (как объяснял уже Дэви в 1810-х. Лавуазье дал такие названия в 1780-х, не найдя кислотности воды, не поняв относительности кислот и измерения других относительно воды, как точки отсчета). На деле та система же имела свои преимущества, также потерянные позже — как число О оксидов означали просто точками, как СО2- С:, а до Н-водорода Лавуазье помещал безмассовые свет и теплород. Фактически более первичные чем химические — массовые элементы квазичастицы, входящие и в баланс его первого уравнения сохранения (1У) фотосинтеза-дыхания, что в ХХ веке выразило отношение hv/kT в Планка.

И только при такой записи можно достичь правильного с точки зрения современной (теории)  понимания свойств, например, что все главные химические свойства этих элементов равно описываются их местом в системе, периодах. Как пределы (предельные соединения периодической системы Менделеева, ПСМ далее, фактически включающей в отличии от «современных» и ПС х.э.- ПСХЭ и ПСС — соединений )  их состояний окисления, как для №1 Н 0 и 2 (№2 Не) определяют состояния +1 и -1, так в следующих периодах с 8 элементов для углерода С, №6=2+4 е внутри и вне получаются +4 и -4, для кислорода О №8=2+6 главная степень окисления -2, т.к. +6 отнять уже некому, хотя достигается для его аналогов, серы в следующих периодах. Это выражает и главный «изоэлектронный» ряд №10 =[Ne]=F-1=O-2=N-3=C-4=HF=H2O=NH3=CH4= (10e) = 1+9=2+8=3+7=4+6 и т.п., с разных сторон. Не забывая напомнить, что и №10 и все инертные элементы 0-й (8-й, 18-й ИЮПАК и 32 полной) группы – это просто следствия чисто математической формулы (n+1)2=n2+2n+1 – в физике и химии сумм орбиталей или удвоенных квадратов Ридберга, до 2+8+8+18+18 +32+32= 2+2(8+18+32) =2+2х58=118 последнего известного с 2000-х элемента ПС, нашего Og- Оганесяна. Только после общности понятно и важно сказать о различии значения этих 2-8-18-чисел.

Общность же важно и проще понять на всех уровнях, кроме химии – в физике, для реакций типа синтеза и распада этих же элементов, ядерных реакций и орбиталей (я.р.и ЯО), где отщепление α-частицы с А=2х2 -пар нуклонов аналог химических реакций при-соединения – отщепления атомных-молекулярных (оболочек, АО-МО) с Н2-изоэлектронным аналогом №2 Не, но ближе реакциям следующих изоэлектронных №10 типа де-гидратации.

Другие реакции и переходы, как β-распад, — аналоги ОВ и «внутриядерных электронов» (в модели n=p+e+v Паули) показывают уже отличие, от α- и γ-переходов изомеров. На уровне же 2- спаривания и связей реакции соединения и ОВ совпадают, позволяя понять главные практически реакции де-гидрогенизации (и дегидрогеназы, важнее оксидаз, в биохимии) и ряды не-предельных соединений, не только углеводородов СnH2n+2/2n/2n-2/…-4/-6…..

Именно их и положили в основу номенклатуры, с суффиксами -ан, ен, -ин/диен для СпН2п+2, 2п, 2п-2 (Гоффман, 1866) с 1892 г.. И из них, как рядов гомологии, Жерара, исходил и Менделеев с 1861-68 гг.до открытия ПС (см. «Одесские программы» М.), и в 1880-х вернулся в наброске ПССоединений, обычно включаемых только в виде предельных ЭН и ЭО. Но для понятия следующих элементов после Н-Не, как углерода здесь, определяюще число 8, где присоединение-отщепление Н2  достигает его, изменяя «степень окисления», а присоединение-отщепление изоэлектронных №2+8=10 НХ, НОН и др.- не изменяя. Это включает генезис и связь основных классов соединений как неорганических – оксидов с гидроксидами и кислотами (Лавуазье не различал их), так и органических, углеводородов с кислород-, азот и др.гетеро-содержащими соединениями всех классов (причем выгоды их, типа Э=О+НОН ó Э(ОН)2 и СНС=О ó  С=СОН легко оценить прямо из ПС, как показывают Полинг и др. при объяснении выбора фосфора и  АТФ).

*При таком обобщении де-гидратации можно понять, использовать и распространить гораздо шире, на все уровни (как а-распада и синтеза х.э.) и традиционную теорию сухости-влажности, значение гидро-фобных и фильных частей – био-систем (почти также важно, как теплого-холодного. Их можно выразить произведением ТХ, где Т- Тепло, а холод Х=1/Т – обратно температуре в обычном смысле, что выражает и понятие энтропии как движущего и направляющего все, вместе с энергией (Е. включая и Т здесь).

 

При этом нужно сразу объяснить, что причиной не понимания и путаницы может быть и обычно является употребление символов для элементов разного уровня, в зависимости от контекста, как здесь Т означает связанные, но различные понятия Тепла и Температуры, в других сокращениях ТД- термо-динамика, но АТФ – Три-фосфат. А также выражает (кроме атомных весов выше) Азот в записи АФК питательных элементов, аналогично латинским NPK, Аденин или Аденозин в НК и АТФ (где Ф – фосфор или фосфат, тогда как К в первом Калий, а в НК – кислота, Н – нуклеиновая, от нуклеа – ядро, как и нуклоны), но Аланин при описании Аминокислот, также обычно сокращаемых как АК или АА в англ.и латинском эквиваленте, где вторая А выражает  кислоту — Ацид (Acid, как и в нуклеиновых DNA-RNA). В других контекстах тоже А может означать антитела и т.д.

При этом большинство людей даже с обычным школьным образованием эти обозначения и записи фактически уже не понимает, забывая школу, а специалисты и химики не понимают, что другие не понимают эти привычные только им символы, изменяемые в зависимости от контекста.

 

Фактически, что бы понимать, нужно понимать различие этих контекстов, зависящих прежде всего от уровня описания. Например, тоже спаривание, в химии переносится на электроны и элементы в связях и формулах, взято из обычного нашего и биологического, где также, очевидно, понятию мешает путаница при связи разных смыслов и уровней. И понять различие фактически можно только через общее, еще более важное, но трудно достигаемое. Так, обычно путают спаривание и комплементарность нитей или цепей ДНК в двойной спирали (дц или 2sDNA)

 

Символом спаривания генетических элементов, в хромосомной теории наследования (Моргана и др.) могут быть символы хромосом Х или …, объясняя всем (большинством упускаемое), что они отражают их состояние не нормальное, в большую часть времени, а только удвоенное, в фазы от удвоения ДНК (S) до деления, путем митоза  (М) или мейоза (МеI-II).  Тогда как нормальное состояние их, гаплоидов и диплоидов в интерфазе, могут отражать символы > и < отдельно вместо их соединения Х. 2 конца отражают концы хромосом, теломер, а центр – центромеру, которые полностью отличаются по составу от промежуточных частей, содержа повторы для выполнения их функций – защиты концов и хромосом в целом и связи, между собой и с движущими их кинетохорами, для осуществления ее и реакций далее. Причем формула уравнения или реакции >+< = X = .  и может использоваться и для следующих уровней, описания отношения полов, поскольку выбор и нахождение ими своей половинки подобно проблеме нахождения половинок хромосом в половом делении, мейозе.

Это можно связать с «Числом зверя» Гамова, от кодона 666 до степени 2 (и 3-6), выражаемое и формулой с факториалами, как энтропия, где 13! число п.н. человека и душ — населения Земли на невозобновляемых ресурсах, не случайно отражающее число нейронов приматов (при 14! человека). И деления этого числа на числа хромосом как независимых групп сцепления, варьируемое даже у близких видов (как мелких рогатых).

Связь этих разных уровней определяет и связь физики с биологией, через эту химию. Например, числа размеров и энергии атомов определяются знаменитой константой электромагнитного взаимодействия α=1/137 и умножением на нее или 137 в п-степени получается ряд важнейших размеров – 3 главных уровня строения материи: атом радиусом 0.5 А=0.05 нм, домены и мембраны размером 137а=7 нм и клетки прокариот и хромосомы размером 7х137=1 мкм. Связь их описывает компактификацию молекул линейной ДНК, у человека длиной до 2м (при радиусе нм, в объеме тех же хромосом, 1 мкм, т.е. в миллион раз, через те же домены-нуклеосомы размером порядка 7 нм. Следующие степени 137 — яйцеклетки человека и млекопитающих, более 0.1 мм, птиц и пресмыкающихся — до 15 см (или миф.Рух)?

 

αβγλ ±≠√