Ipoteza că toate substanțele constau din particule mici individuale au apărut cu mult timp în urmă, cu mai bine de două mii de ani în urmă. Dar numai la începutul secolelor XIX - XX. Sa stabilit ce fel de particule și ce proprietăți le posedă.
Particulele care alcătuiesc substanțele se numesc molecule. De exemplu, cea mai mică particulă de apă este o moleculă de apă, cea mai mică particulă de zahăr este o moleculă de zahăr etc.
Care sunt dimensiunile moleculelor?
Se știe că o bucată de zahăr poate fi zdrobită în boabe foarte mici, grâul de grâu poate fi măcinat în făină. O picătură de ulei, care se întinde pe suprafața apei, poate forma un film, al cărui grosime este de zeci de mii de ori mai mică decât diametrul părului uman. Dar într-un bob de făină și în grosimea filmului de ulei nu conține una, ci multe molecule. Prin urmare, mărimea moleculelor acestor substanțe este chiar mai mică decât mărimea granulei făinii și grosimea filmului.
Puteți da următoarea comparație: molecula este la fel de mică ca un măr de mărime medie, de câte ori mărul este mai mic decât pământul.
Dacă dimensiunile tuturor corpurilor au crescut cu un milion de ori (cu grosimea degetului uman ar fi egală cu 10 km), atunci molecula ar fi de asemenea jumătate din dimensiunea fontului tipărit al acestui manual.
Moleculele nu pot fi văzute cu ochiul liber. Ele sunt atât de mici încât nu pot fi văzute nici măcar cu un microscop care dă o creștere de 1000 de ori.
Biologii sunt conștienți de microorganisme (de exemplu, bacterii) măsurând 0,001 mm. Moleculele sunt sute și mii de ori mai mici.
Pentru determinarea dimensiunilor moleculelor s-au efectuat diferite experimente. Descriem una dintre ele.
Într-un vas mare spălat curat, se toarnă apă și se pune o picătură de ulei pe suprafața sa. Uleiul a început să se răspândească peste suprafața apei, formând un film. Odată cu răspândirea uleiului, grosimea filmului a devenit mai mică și mai mică. După un timp, răspândirea a încetat. Dacă presupunem că acest lucru sa datorat faptului că toate moleculele de ulei au apărut pe suprafața apei (formând un film cu grosimea unei singure molecule), atunci pentru a determina diametrul moleculei este suficient să se găsească grosimea filmului format.
Grosimea filmului k este egală cu raportul dintre volumul său V și suprafața S:
Volumul filmului este volumul picăturii care a fost plasat pe suprafața apei. Este măsurată în avans; pentru aceasta utilizați un cilindru de măsurare - un pahar. Cu ajutorul unei pipete, zeci de picături de ulei se picură într-un pahar de vid și se măsoară volumul total; apoi împărțind acest volum cu numărul de picături, găsiți volumul unei picături.
În experimentul descris, picatura avea un volum V = 0,0009 cm3 și suprafața filmului format din ea a fost egală cu S = 5500 cm2. Înlocuind aceste valori în formula (26.1), obținem
h = 0,00000016 cm
Acest număr exprimă, de asemenea, dimensiunea aproximativă a moleculei de ulei.
Deoarece moleculele sunt foarte mici, în fiecare corp conțin o cantitate imensă. Pentru a crea o imagine a numărului lor, dau un exemplu: dacă în minge de cauciuc pentru copii umplut cu hidrogen, pentru a face o astfel de puncție subțire din ea în fiecare secundă ar veni dintr-un milion de molecule, pentru plecarea tuturor moleculelor balului va avea nevoie de 30 de miliarde de ani! Și acest lucru, în ciuda faptului că masa de hidrogen care a umplut mingea a fost de numai 3 g.
Deși moleculele și particulele foarte mici, dar ele sunt de asemenea divizibile. Particulele care alcătuiesc moleculele se numesc atomi.
Atomii fiecărui tip sunt de obicei desemnați prin simboluri speciale. De exemplu:
atomul de oxigen este O,
atomul de hidrogen este H,
atom de carbon - C.
Simboluri speciale (așa-numitele formule chimice) există, de asemenea, pentru desemnarea moleculelor. De exemplu, o moleculă de oxigen este alcătuită din doi atomi de oxigen identici, deci pentru denumirea sa se utilizează următoarea formulă chimică: O2. Molecula de apă constă din trei atomi: un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen, prin urmare este desemnat H2O.
Figura 68 oferă o imagine condiționată a două molecule de apă. Când împărțirea două molecule de apă se obțin doi atomi de oxigen și patru atomi de hidrogen sunt fiecare doi hidrogen se pot uni in atomii moleculei de hidrogen și atomi de oxigen - într-o moleculă de oxigen, așa cum este prezentat schematic în Figura 69
Figura 68, 69. Imaginea moleculelor de apă, hidrogen și oxigen.
Tehnica modernă vă permite să obțineți fotografii ale atomilor și moleculelor individuale. Figura 70 prezintă un instantaneu al unei molecule de fluorură de arsen obținută cu un microscop electron-holografic, dând o creștere de 70 de milioane de ori. O fotografie a unui atom individual poate fi văzută în figura 71, această imagine a unui atom de argon, mărită de 260 de milioane de ori
Figura 70, 71. Fotografiile moleculelor.
Atomii sunt particule foarte mici, dar ele au și o structură complexă. Există și particule mai mici pe care le veți învăța mai târziu.
1. Care sunt numele particulelor care alcătuiesc substanțele?
2. Descrieți experiența cu care puteți determina dimensiunea moleculei.
3. Care sunt numele particulelor care alcătuiesc moleculele?
4. Ce atomi sunt moleculele de apă de la? Ce are formula H2?
5. Scrieți formula chimică a moleculei de hidrogen, dacă se știe că această moleculă constă din doi atomi de hidrogen identici.
6. Câți atomi (și ce) au o moleculă de dioxid de carbon constând din formula chimică a ei având forma C02?
Cititorii au trimis de pe site-uri web
Aflați fizica online gratuită, planificarea fizică, o listă de subiecte despre fizică în conformitate cu programul școlar, descărcări fizice gratuite, teme de pregătire, răspunsuri, teste fizice
Dacă aveți corecții sau sugestii pentru această lecție, scrieți-ne.
Dacă doriți să vedeți alte ajustări și dorințe pentru lecții, consultați aici - Forumul educațional.