Известна модель атома, предложенная Шредингером. В ней электронные заряды и токи непрерывно распределены по объему атомной системы с плотностями, выражающимися через волновую функцию. "Квадрат -функции имеет смысл плотности электричества", [1]. Электрон рассматривается в виде непрерывного потока стационарно вращающегося электрического заряда, потоки энергии в котором замкнуты сами на себя и также стационарны. В динамической модели атома заряды электронов непрерывно распределены по всему объему атома, что приводит к новому представлению об электронах, как о частицах тех же размеров, что и сам атом. В этом случае электрон рассматривается как система с распределенными параметрами и описывается соотношением Гейзенберга. Соответственно нет необходимости возводить соотношение неопределенности В. Гейзенберга в принцип. Стационарно вращающийся электрический заряд электрона, в полном согласии с классической электродинамикой, не излучает электромагнитной энергии - потоки в нем замкнуты сами на себя и также стационарны [2, 3, 4]. Этим проясняется содержание постулата Бора об отсутствии излучения электрона в атоме на стационарной орбите. Исчезает необходимость постулирования правил Бора. Они представляются логическими следствиями использования предлагаемой модели электрона.

Кольцо, или тонкий тор - простая осесимметричная форма замкнутого на себя потока энергии. Эта форма предлагается к использованию в качестве упрощенной геометрической модели электрона. Предлагаемая модель электрона позволяет рассматривать спин, как магнитный момент, возникающий в результате циркуляции по кольцу электрического заряда, или движения фронта волны по замкнутой, близкой к кольцу траектории [2]. Движение фронта волны связано с тем, что по периметру тора, или кольца - электрона, укладывается нецелое число волн Комптона. Их число равно величине, обратной постоянной тонкой структуры 1\a =137.03.... В простейшем одноэлектронном случае радиус электрона совпадает с первой Боровской орбитой, который связан c длиной волны Комптона соотношением: Re=l \(2p *a ).

Подразумевается, что размер электрона внешней оболочки, определяет размер атома и величину ковалентного радиуса. Радиус электрона-тора зависит от величины напряженности поля ядра - его электрического потенциала на расстоянии от ядра, на котором находится кольцо - электрон, а в общем случае еще и от напряженности поля всех электронов. Поэтому точный расчет радиуса локализации электрона - задача весьма сложная и здесь не рассматривается. Поскольку моделируются только стационарные состояния электронных поверхностей, то для выполнения условия отсутствия излучения замкнутые контуры (кольца) должны лежать на эквипотенциальной поверхности, создаваемой одним, или несколькими ядрами взаимодействующих атомов. Величина электрического потенциала электронной поверхности определяется как результат взаимодействия каждого "электронного контура" с ядром и другими электронами, в том числе и находящимися на внутренних оболочках. Эта величина характеризует энергию связи электрона в атоме. При изменении числа электронов, входящих в оболочку, изменяется геометрия электронной оболочки. Как следствие, изменяется величина потенциала, создаваемого ядром, или системой ядер в оболочке. Это объясняет различие энергии связи электронов в атомах элементов соседних групп периодической таблицы.

В молекуле этана (C2H6) в случае шахматной конформации имеет место деформация колец по нормали, их изгиб (рис. 1.1). Для сравнения приводится модель молекулы этана (C2H6) в затененной конформации (рис. 1.2).

Такого же типа связь, моделирование которой требует использование в модели электрона свойства нормальной деформации - изгиба тора с выходом из плоскости, реализуется в соединении циклогексана (C6H12) в кресельной конформации (рис. 2.1, 2.2), и в соединении с ковалентной химической связью - в алмазе (рис. 3.1).

Отличие предлагаемой модели электрона в виде замкнутого контура с током от примитивной кольцевой в том, что она позволяет расширить возможности моделирования и отразить в модели не только ряд геометрических особенностей молекул и кристаллов, но и некоторые физические свойства электрона и электронных оболочек. Например, неоднозначность принадлежности электронов в кристалле определенному атому, или неопределенность месторасположения электронов на электронных поверхностях даже при использовании модели “локализованного электрона”.

В структуре алмаза каждый электронный контур изображен регулярно изогнутым кольцом, в котором видны три полных волны (рис. 3.2). Для наглядности модель сделана двухцветной. Во-первых это позволяет отличать "где чьи электроны", а во-вторых цвета обозначают различия знаков спин электронов. Но главная возможность этой расцветки - наглядность образования "областей повышенной электронной плотности" вдоль "линии связи". Так как три кольца одного атома (одного цвета) имеют с тремя кольцами соседнего атома (другого цвета) шесть точек касания, то на линии связи образуется замкнутое волновое кольцо из трех длин волн двух цветов (рис. 3.3). В его образовании участвуют фрагменты шести электронов - по три с каждой из сторон взаимодействующих атомов (рис. 3.4).

Если учесть, что направления "электронных токов" в соприкасающихся кольцах совпадают, то это кольцо вполне может соответствовать электрону. Этот электрон изображен двуцветным, то есть имеющим двойственную характеристику спин: - по отношению к одному атому "+", по отношению к другому "--". Существование этого "виртуального электрона связи" не нарушает законов сохранения заряда и энергии, и не входит в противоречие с принципом Паули, так как “виртуальный электрон связи" не может быть локализован, то есть стать самостоятельной частицей, без предварительного обобществления всех валентных электронов, участвующих в образовании валентной оболочки всего соединения - кристалла алмаза. На рисунках 3.1-.3.4 показано, что часть электронов, составляющих завершенную оболочку из восьми “волновых колец”, являются “виртуальными”, то есть состоящими из обобществленных фрагментов электронных колец соседних атомов. С помощью этой модели возможна демонстрация образования общей оболочки химического соединения, в которой электроны теряют свою самостоятельность, становясь подчиненной частью общего процесса. Таким образом модель "локализованного электрона", имеющего определенную форму и размеры, позволяет демонстрировать неопределенность его положения в общей оболочке и возможность его обнаружения в различных состояниях и положениях.

Использование модели электрона в виде кольцевого сверхпроводящего контура открывает нам новые возможности наглядной демонстрации соотношения неопределенности Гейзенберга, принципа Паули, постулатов Бора. Простыми геометрическими построениями демонстрируется устойчивость электронных оболочек из 2, 8, 18, 32 электронов, определяющими вид таблицы Менделеева. Формулируются простые правила моделирования форм электронных поверхностей молекул, являющихся дополнением к шаростержневым ядерным моделям, демонстрируются закономерности их формообразования от простейших соединений до сложных белковых структур. А это уже новое качество знания, связанное не только со статистическим накоплением информации и ее систематизацией, но и ее системным объяснением при выявлении общих закономерностей. Новые модели не только просты и наглядны, они содержат больше информации о электронной микроструктуре вещества.