Так, например, молекула воды является мельчайшим представителем такого вещества как вода.

Почему мы не замечаем, что вещества состоят из молекул? Ответ прост: молекулы так малы, что для человеческого глаза просто незаметны. Так какого же они размера?

Опыт по определению размера молекулы провел английский физик Релей. В чистый сосуд была налита вода, а на ее поверхность помещена капля масла, Масло растеклось по поверхности воды и образовала круглую пленку. Постепенно площадь пленки увеличивалась, но затем растекание прекратилось и площадь перестала изменяться. Релей предположил, что толщина пленки стала равной размеру одной молекулы. Путем математических вычислений установлено, что размер молекулы примерно равен 16*10 -10 м.

Молекулы малы настолько, что в небольших объемах вещества их содержится огромное количество. Например, одна капля воды содержит столько же молекул, сколько таких капель в Черном море.

Молекулы нельзя увидеть в оптический микроскоп. Можно получить фотографии молекул и атомов с помощью электронного микроскопа, изобретенный в 30 годах XX века.

Молекулы разных веществ различаются по размерам, составу, а молекулы одного и того же вещества всегда одинаковы. Например, молекула воды всегда одна и та же: и в воде, и в снежинке и в паре.

Хотя молекулы и очень маленькие частицы, но и они делимы. Частицы, из которых состоят молекулы, называют атомами. Атомы каждого вида принято обозначать специальными символами. Например, атом кислорода - О, атом водорода - Н, атом углерода - С. Всего в природе существует 93 различных атома, еще около 20 ученые создали в своих лабораториях. Русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев упорядочил все элементы и расположил их в периодической таблице, с которой более подробно мы познакомимся на уроках химии.

Молекула кислорода состоит из двух одинаковых атомов кислорода, молекула воды из трех атомов – двух атомов водорода и одного атома кислорода. Сами по себе водород и кислород не несут свойств воды. Наоборот, вода только и становится водой, когда образуется такая связь.

Размеры атомов очень малы, Например, если увеличить яблоко до размеров земного шара, то размер атома увеличится до размера яблока. В 1951 году Эрвин Мюллер изобрёл ионный микроскоп, позволивший в деталях разглядеть атомную структуру металла.

В наше время в отличие от времен Демокрита, атом больше не считается неделимым. В начале XX века ученым удалось изучить его внутреннее строение.

Выяснилось, что атом состоит из ядра и вращающихся вокруг ядра электронов . Позже выяснилось, что ядро в свою очередь состоит из протонов и нейтронов .

Так, полным ходом идут эксперименты на Большом Адронном Коллайдере - огромном сооружение, построенном под землей на границе между Францией и Швейцарией. Большой Адронный Коллайдер представляет собой 30 километровую замкнутую трубу, по которой разгоняются адроны (так называется протон, нейтрон или электрон). Разогнавшись почти до скорости света, адроны сталкиваются. Сила удара так велика, что протоны "разламываются" на части. Предполагается, что таким путем можно изучить внутреннее строение адронов

Очевидно, что чем дальше человек заходит в изучении внутреннего строения вещества, тем с большими трудностями он сталкивается. Не исключено, что неделимой частицы, которую воображал себе Демокрит, вообще не существует и делить частицы можно до бесконечности. Исследования в данной области являются одной из самх бурно развивающихся тем в современной физике.

Теория строения вещества

Закончите предложения

• Мельчайшая частица вещества, сохраняющая его свойства - молекула

• Молекулы состоят из атомов

• У одного и того же вещества молекулы одинаковы

• У разных веществ молекулы различны

• При нагревании вещества размеры молекул не изменяются

«По капельке море, по былинке стог»

• О каком положении теории строения вещества идет речь в этой пословице?

«Иду в воду – красен, выйду – черен»

• Как изменяются расстояние между частицами вещества?

Диффузия Diffusio (лат) –распространение, растекание

• Явление самопроизвольного проникновения веществ друг в друга

Диффузия в газах

Диффузия в жидкостях

Диффузия в твердых телах

Причина диффузии

Интенсивность диффузии зависит от состояния вещества

Интенсивность диффузии зависит от температуры

Броуновское движение

• видимое в микроскоп перемещение очень малых частиц вещества под действием ударов молекул.

Модель «броуновского движения»

Вывод

• Запах травы или запах духов

• Ягод лесных аромат и цветов

• Только диффузией я объясняю,

• Это явление я понимаю.

• Суть вся в движении частиц вещества

• Все мне понятно, как дважды два.

Немного лирики… Прекрасная дама нюхала розы. И расчихалась, закапали слезы.

• Неужто из - за диффузии

• Бывают такие конфузии?

Объяснить поговорку

• Ложка дегтя и бочку меда испортит.

Немного истории…

Английский металлург Вильям Робертс-Аустин измерял диффузию золота в свинце. Он наплавил тонкий диск золота на конец цилиндра из чистого свинца длинной 1 дюйм (2,45 см), помещал этот цилиндр в печь, где поддерживалась температура около 200 °С, и держал его в печи 10 дней. Затем он разрезал цилиндр на тонкие диски. Оказалось, что к “чистому” концу через весь свинцовый цилиндр прошло вполне измеримое количество золота.

Диффузия на кухне

• Огурцы иль помидоры Засолить проблемы нет Вскипятил рассол, соль бросил, И готовы на обед.

Добавить сайт в закладки

Электричество: общие понятия

Электрические явления стали известны человеку сначала в грозной форме молнии - разрядов атмосферного электричества, затем было открыто и исследовано электричество, получаемое посредством трения (например, кожи о стекло и т. д.); наконец, после открытия химических источников тока (гальванических элементов в 1800 г.) возникла и быстро развилась электротехника. В Советском государстве мы являлись свидетелями блестящего расцвета электротехники. Русские ученые немало способствовали такому быстрому прогрессу.

Тем не менее затруднительно дать простой ответ на вопрос: «Что такое электричество? ». Можно сказать, что «электричество есть электрические заряды и связанные с ними электромагнитные поля». Но такой ответ требует обстоятель­ных дальнейших разъяснений: «Что такое электрические заряды и электромагнитные поля?» Постепенно мы покажем, насколько сложно по существу понятие «электричество», хотя очень по­дробно изучены чрезвычайно разнообразные электрические яв­ления, а параллельно с более глубоким их пониманием расширя­лась и область практического применения электричества.

Изобретатели первых электрических машин представляли се­бе электрический ток как движение особой электрической жид­кости в металлических проводах, но для создания электронных ламп необходимо было знать электронную природу электриче­ского тока.

Современное учение об электричестве тесно связано с уче­нием о строении вещества. Мельчайшей частицей вещества, со­храняющей его химические свойства, является молекула (от лат. слова "moles" - масса).

Эта частица очень мала, например, молекула воды имеет диаметр около 3/ 1000 000 000 = 3/10 8 = 3*10 -8 см. и объем 29.7*10 -24.

Чтобы представить себе нагляднее, насколько малы такие молекулы, какое громадное число их помещается в небольшом объеме, осуществим мысленно следующий опыт. Каким-то спо­собом отметим все молекулы в рюмке воды (50 см 3) и выльем эту воду в Черное море. Вообразим, что молекулы, содержав­шиеся в этих 50 см 3 , равномерно распределились во всем об­ширном мировом океане, который занимает 71% площади зем­ного шара; зачерпнем затем из этого океана, хотя бы во Вла­дивостоке, опять рюмку воды. Есть ли вероятность найти в этой рюмке хотя бы одну из меченых нами молекул?

Объем мирового океана огромен. Его поверхность - 361,1 млн.км 2 . Его средняя глубина - 3795 м. Сле­довательно, его объем - 361,1*10 6 *З,795 км 3 , т. е. около 1 370 ООО ООО км 3 = 1,37*10 9 км 3 - 1,37*10 24 см 3 .

Но в 50 см 3 воды содержится 1,69*10 24 молекул. Следова­тельно, после перемешивания в каждом кубическом сантиметре воды океана будет находиться- 1.69/1.37 меченых молекул, и в нашу рюмку во Владивостоке попадет около 66 меченых молекул.

Как ни малы молекулы, но они состоят из еще меньших ча­стиц - атомов.

Атом есть наименьшая часть химического элемента, явля­ющаяся носителем его химических свойств. Под химическим эле­ментом принято понимать вещество, состоящее из одинаковых атомов. Молекулы могут образовывать одинаковые атомы (на­пример, молекула газа водорода Н 2 состоит из двух атомов) или различные атомы (молекула воды Н 2 0 состоит из двух атомов водорода Н 2 и атома кислорода О). В последнем случае при делении молекул на атомы химические и физические свойства вещества изменяются. Например, при разложении молекул жид­кого тела, воды, освобождаются два газа - водород и кислород. Число атомов в молекулах различно: от двух (в молекуле водо­рода) до сотен и тысяч атомов (у белков и высокомолекулярных соединений). Ряд веществ, в частности металлы, не образует молекул, т. е состоит непосредственно из атомов, не связанных внутри молекулярными связями.

Долгое время считали атом мельчайшей частицей материи (само название атом происходит от греческого слова атомос- неделимый). В настоящее время известно, что атом представля­ет собой сложную систему. В его ядре сосредоточена большая часть массы атома. Вокруг ядра по определенным орбитам обращаются легчайшие электрически заряженные элементарные частицы - электроны подобно тому, как планеты обращаются вокруг Солнца. Силы тяготения удерживают планеты на их орбитах, а электроны притягиваются к ядру электрическими силами. Электрические заряды могут быть двух различных ви­дов: положительными и отрицательными. Из опыта мы знаем, что взаимно притягиваются лишь разноименные электрические заряды. Следовательно, заряды ядра и электронов тоже должны быть различны по знаку. Условно принято считать заряд элек­тронов отрицательным, а заряд ядра положительным.

Все электроны независимо от способа их получения обладают одинаковыми электрическими зарядами и массой 9,108*10 -28 г. Следовательно, электроны, входящие в состав атомов любых элементов, можно считать одинаковыми.

Вместе с тем заряд электрона (его принято обозначать е) является элементарным, т. е. наименьшим возможным электри­ческим зарядом. Попытки доказать существование меньших за­рядов оказались безуспешными.

Принадлежность атома к тому или иному химическому эле­менту обуславливается величиной положительного заряда ядра. Общий отрицательный зарядZ электронов атома равен поло­жительному заряду его ядра, следовательно, величина положи­тельного заряда ядра должна бытьeZ . Число Z определяет ме­сто элемента в периодической системе элементов Менде­леева.

Часть электронов в атоме находится на внутренних орбитах, а часть - на внешних орбитах. Первые относительно прочно удерживаются на своих орбитах атомными связями. Вторые могут сравнительно легко отделяться от атома и переходить к другому атому или же некоторое время оставаться свободными. Эти электроны внешних орбит определяют электрические и хи­мические свойства атома.

Пока сумма отрицательных зарядов электронов равна поло­жительному заряду ядра, атом или молекула нейтральны. Но если атом потерял один или несколько электронов, то вследствие избытка положительного заряда ядра он становится положитель­ным ионом (от греч. слова ион - идущий). Если же атом захватил излишние электроны, то он служит отрицательным ионом. Таким же путем ионы могут образовываться из нейт­ральных молекул.

Носителями положительных зарядов в ядре атома являются протоны (от греч. слова «протос» - первый). Протон служит ядром водорода - первого элемента в таблице периодической системы. Его положительный заряд е + численно равен отрица­тельному заряду электрона. Но масса протона в 1836 раз боль­ше массы электрона. Протоны вместе с нейтронами образуют ядра всех химических элементов. Нейтрон (от лат. слова «neuter» - ни тот, ни другой) не обладает зарядом и его масса в 1838 раз больше массы электрона. Таким образом, основными частями атомов являются электроны, протоны и нейтроны. Из них протоны и нейтроны прочно удерживаются в ядре атома и лишь электроны могут перемещаться внутри вещества, а поло­жительные заряды в обычных условиях могут перемещаться лишь вместе с атомами в виде ионов.

Количество свободных электронов в веществе зависит от строения его атомов. Если этих электронов много, то данное вещество хорошо пропускает через себя движущиеся электриче­ские заряды. Оно называется проводником. К проводникам от­носятся все металлы. Особенно хорошими проводниками явля­ются серебро, медь и алюминий. Если под тем или иным внеш­ним воздействием проводник потерял часть свободных электро­нов, то преобладание положительных зарядов его атомов со­здаст эффект положительного заряда проводника в целом, т. е. проводник будет притягивать отрицательные заряды - свобод­ные электроны и отрицательные ионы. В противном случае при избытке свободных электронов проводник будет заряжен отри­цательно.

Ряд веществ содержит очень мало свободных электронов. Та­кие вещества называются диэлектриками или изолятора­ми. Они плохо пропускают или практически не пропускают элек­трические заряды. Диэлектриками являются фарфор, стекло, эбо­нит, большинство пластмасс, воздух и т. д.

В электротехнических устройствах по проводникам движутся электрические заряды, а диэлектрики служат для направления этого движения.

Если Вы еще не знаете, что такое молекула, тогда эта статья именно для Вас. Еще много лет назад люди начали догадываться, что каждое вещество состоит из отдельных маленьких частиц.