（35）零空间论与电子轨道的形成和轨道在电子层中的分布

零空间论与电子轨道的形成和轨道在电子层中的分布

现代化学告诉我们，电子轨道包括 s 轨道、p 轨道和 d 轨道等，s 为围绕原子核的球形，p 为纺锤形，d 呈现花瓣形等，而且这些轨道在电子层内是由内向外依次分布的。零空间论认为，电子不同类型的轨道可能与电子在电子层内的初始位置有关。我们知道，电子轨道的形成与电子层的收缩差和膨胀差有关，与电子的收缩运动和膨胀运动有关，电子层收缩差和膨胀差决定电子会做出多大的收缩运动和膨胀运动，而电子在电子层内一定的位置决定电子在一定范围内具有多大的收缩运动和膨胀运动潜在的能力。比如电子层内一定位置存在一个电子，则电子到电子层内部边缘的距离是该电子在内部和外部之间做收缩运动的极限最短距离，电子到电子层外部边缘的距离是该电子在内部和外部之间做膨胀运动的极限最短距离。这就是说，电子在电子层内一定的位置便决定这个电子在该电子层内一定范围已经具备多大收缩运动和膨胀运动潜在的能量，从而决定该电子是否能在一定范围内生存。试想如果电子的自由收缩运动在到达电子层内部边缘时仍未消耗电子层收缩差的能量，那么决定电子不会在电子层内外部边缘之间的距离范围内形成稳定的电子轨道，而如果电子的自由收缩运动在到达或未到达电子层内部边缘时已经消耗了收缩差的能量，那么决定电子可在电子层内外部边缘之间的距离范围内产生相对稳定的电子轨道。这就是说电子在电子层内不同的位置会影响电子轨道的形式。电子在电子层内不同的位置所产生的潜在的能量现在物理学称之为势能。我们应该明白，现代物理学所说的势能主要是指引力势能，而零空间论认为，电子在电子层内不仅仅存在“引力势能”，同时也存在“膨胀力势能”。电子位置势能对轨道形成方式的影响作用，说明电子在电子层内的初始位置对我们理解原子中电子轨道的形式可能很重要，它也提示我们，倘若电子的初始位置对电子轨道的生成形式确可起到决定性作用，那么我们要彻底揭露电子轨道的形成原理，可能会涉及电子的起源问题，即我们需要知道原子内的核外电子是怎么来到原子内的，是从外界进入其内的，还是在原子内通过核外零空间的自旋平衡运动自发产生的？但我们还要看出，不管电子是从原子外界进入其内的还是在原子内自发形成的，电子轨道形成的基本原理都是相似的，即轨道的形成和分布主要由电子层的收缩差和电子出现在电子层内的先后次序来决定。

为了初步理解电子轨道的形成机理，我们假设原子核外电子层内的电子都是从外界进入其内的，也就是说，假设电子在电子层中的初始位置都是电子层的外部边缘，电子具有最大的收缩力势能，而电子的膨胀力势能等于零。首先我们应该明白，电子层不管包含多少电子一般都是处于收缩状态。当电子层内还没有一个电子的时候，这个收缩状态的电子层可能具有较大的收缩差。当第一个电子进入电子层内时，电子层的收缩差得以减小，电子在这个电子层内首先会做自由收缩运动。如果电子的自由收缩运动已经运动到电子层内部边缘，但仍没有耗尽电子层收缩差的能量，那么电子又会如何运动呢？零空间论认为，既然收缩差的能量没有用完，那么电子还会继续做收缩运动，直到用完为止，这时的电子会改变运动形式和运动方向，会围绕原子核周围继续做收缩运动，这种运动形式的产生可能还包含电子层零能量自旋平衡运动的作用。在围绕原子核的运动中，电子的运动符合电子层收缩状态一般的运动规律。当电子的收缩运动用完了电子层收缩差的能量，电子层会从收缩状态变为膨胀状态，电子也会从收缩运动转变为膨胀运动。当电子的膨胀运动力等于电子层的膨胀差时， 电子会恢复到原来的收缩状态，电子又会重复最初的收缩运动……电子就是这样不断在做收缩运动和膨胀运动，不断在做收缩和膨胀反复交替的运动。我们一定要清楚，电子的这种收缩和膨胀反复交替的运动是在围绕原子核周围旋转的过程中完成的，因此我们认为，它的运动轨迹应该是锯齿形或齿轮形。电子这种围绕电子层周围的运动就是现代化学所说的 s 形轨道。但我们一定要明白，电子在 s 轨道上的运动一定是收缩运动和膨胀运动不断交替发生的运动，一定是锯齿形或齿轮形的运动。s 轨道的形成机理是因为电子的自由收缩运动在到达电子层内部边缘之前无法耗尽电子层收缩差的能量而导致。现代化学告诉我们，电子层中最常见的是 s 轨道和 p 轨道，每个轨道最多可容纳 2 个电子，而且电子总是由内到外依次在轨道上分布，即先分布在 s轨道上，再分布在 p 轨道上，以此类推。可以看出电子层中出现第一个电子的时候应该是最先形成 s 轨道。当电子层内进入第二个电子时，电子同样会做自由收缩运动。电子层因增加了一个电子质量，收缩差将进一步减小，电子的收缩运动质量也随之减小。因收缩差减小了，推动电子收缩运动的动力减小了，而所有电子都具有相同的质量，所以电子在没运动到第一个电子的地方就已经耗尽了收缩差的能量，它会在第一个电子的外侧停止收缩运动。我们一定要明白，根据同缩同胀原理可知，第一个电子和第二个电子同时都在做收缩运动或膨胀运动。由现代化学的认识可推知，第二个电子进入电子层会出现两种情况，当电子运动到电子层内部边缘仍没用完收缩差的能量时，电子同样会围绕原子核周围形成 s 轨道，并与第一个电子共用一个 s 轨道。当电子运动到或未运动到内测边缘，两个电子共同的收缩运动就已耗尽收缩差的能量，电子会停止收缩运动而转变为膨胀运动，电子这种反复来回的收缩运动和膨胀运动轨迹就会在电子层内外之间形成一个具有相对固定形状的立体，这就是现代化学所谓的 p 轨道。p 轨道的形成机理是电子的自由收缩运动在运动到或未运动到电子层内部边缘就已经耗尽了收缩差的能量导致。当第三个电子进入电子层内时，可知其只可能形成 p 轨道，即电子在运动到电子层内部边缘之前就已经用完收缩差的能量。第三个电子进入原子内，电子层收缩差继续减小，当然是三个电子同时做收缩运动或膨胀运动，反复来回的收缩运动和膨胀运动就会在第二个电子轨道的外面形成一个 p 轨道，或与第二个电子共用一个 p 轨道。当第四个电子进入电子层内时， 电子层收缩差会进一步减小，电子来回不停地收缩运动和膨胀运动同样会在第三个电子的外面形成一个 p 轨道，亦可能与第三个电子共用一个 p 轨道……现代化学告诉我们，p 轨道一般由相互垂直交叉在一起的三个轨道区域组成，每个轨道区域包含一个或两个电子。零空间论认为，电子依次进入电子层内，相邻电子数量越少，受电子层收缩差变化的影响也会越小，说明它们在一起形成同一轨道的可能性就越大，越不容易分开，而相邻电子数量越多，受电子层收缩差变化的影响也会越大，说明它们在一起形成同一轨道的可能性越小，越容易分开。为什么每个轨道最多可以容纳两个电子，也许是因为两个电子数量最少，受电子层收缩差变化的影响最小，可能是它们在一起形成同一轨道的极限最多数量。p 轨道为什么往往会形成三个相互垂直的轨道，可能是因为虽然三个相互交织在一起的轨道可以容纳六个电子，但每个轨道的方向都不同，或许正是这种不同的运动方向，避免了因电子层收缩差而带来的不能在一起的影响，从而使它们能够在同一空间区域内形成三个不同的轨道。

从上面的分析中我们看出，电子轨道的实质就是由电子不断发生收缩运动和膨胀运动形成。基本形式有两种：一种是电子在电子层内围绕原子核的收缩运动和膨胀运动，这种形式会形成锯齿形的圆周轨道，这就是现代化学所说的 s 轨道。基本原理是：电子的自由收缩运动在运动到电子层内侧边缘时，还没耗尽电子层收缩差的能量，这时电子就会围绕原子核继续做收缩运动和膨胀运动，从而形成s 轨道。一种是电子来回往返的收缩运动和膨胀运动轨迹会构成一个相对固定的物质形状，比如 p 轨道。基本原理是：电子的自由收缩运动在运动到或未运动到电子层内侧边缘时，所有电子的收缩运动已经耗尽电子层收缩差的能量，电子就会在电子层内做来回往返的收缩运动和膨胀运动，最终形成一个具有一定物质形状的轨道。在电子形成轨道的过程中我们还可以看出，随着电子依次进入原子内，电子层收缩差将逐渐减小，而所有电子的质量都相同，因此电子总是在未运动到上一个电子的位置就已耗尽收缩差的能量，电子轨道总是从电子层内部向外部逐步形成、产生和分布。电子轨道的形成和分布离不开电子层收缩差和电子同缩同胀运动原理的统治和制约作用。