Будова речовини. Атоми і молекули - Гіпермаркет знань

Гіпермаркет знань >> фізика >> Фізика 7 клас >> Будова речовини. Атоми і молекули

• З чого складаються речовини ? Наскільки малими є найменші частинки речовини? Чи існує відмінність між молекулами одного і того ж речовини? Чи можна порахувати молекули в голівці шпильки? Ці та інші питання ми обговоримо докладніше і разом знайдемо відповіді.

1. Розрізняємо атом і молекулу

З попереднього курсу «Природознавство» ви вже знаєте, що всі речовини складаються з дрібних частинок - молекул і атомів. Ви також знаєте, що первинні складові частини речовини - атоми - мають спеціальні назви і символи для позначення кожного з видів атомів. Наприклад: водень (H), ртуть (Hg), кисень (О), вуглець (С). Атоми різних видів відрізняються один від одного за своїми хімічними властивостями і масі. З фізичною величиною під назвою «маса» ви вже познайомилися в § 9. Що таке «хімічні властивості», ви дізнаєтеся з курсу хімії.

Відповідно до положення на 2005 рік науці відомі тільки 116 різних видів атомів. «He може бути, - заперечите ви.- Як це, тільки 116? Кожен з нас з легкістю перерахує 200-300, а може бути, і більше різних речовин ». Так, дійсно, в світі існують мільйони різних речовин. Як же поєднати існування тільки 116 різних видів атомів з мільйонами різних речовин? Справа в тому, що речовини здебільшого складаються з молекул.

Мал. 2.11. Моделі молекул деяких речовин: а - метану (CH4); б - сірчаної кислоти (H2SO4); в - води (H2O). (Сині кульки - атоми водню, червоні - кисню, зелені - сірки, жовті - вуглецю.)

Молекулою називається найменша частинка речовини, що має його основні хімічні властивості і складається з атомів.

Ситуація з різними речовинами дуже схожа на складання тисяч різних слів з «тільки» 32 різних букв алфавіту. У цьому порівнянні кожна буква - це, так би мовити, окремий атом, а кожне слово відповідає молекулі, тобто певного речовині .

На рис. 2.11, а ви бачите схематичне зображення молекули метану, що складається з п'яти атомів: чотирьох атомів водню і одного атома вуглецю. Користуючись нашою аналогією, - це слово з п'яти букв. На рис. 2.11, б приведена схема більш складної молекули сірчаної кислоти, що складається з семи атомів. Аналог цієї молекули - слово з семи букв. З наведених прикладів зрозуміло, що кожна нова молекула (нова комбінація атомів) відповідає новій речовині.

2. Знайомимося з простими і складними речовинами

Продовжимо нашу аналогію порівняння речовин зі словами. Ви, напевно, знаєте, що поруч зі звичайними словами, що складаються з декількох різних букв, ми іноді вимовляємо і слова з використанням тільки однієї літери (наприклад, «я», «а-а ...», «у-у-у ... ») ... Так само і з речовинами. Деякі з них складаються тільки з одного виду атомів (одного хімічного елемента) і тому називаються простими (див. Рис. 2.12). Прикладами таких речовин є вуглець, залізо і ін.

Цілком очевидно, що слів, що складаються з декількох букв, набагато більше, ніж слів з однієї літери. Так само і з речовинами. Найчастіше в повсякденному житті ми стикаємося з речовинами, молекули яких складаються з атомів кількох різних видів. Ці речовини так і називаються - складні (див. Рис. 2.11).

Мал. 2.12 Моделі молекул простих речовин : А - водню (H2); б - кисню (O2); в - озону (O3); г - азоту (N2); д - заліза (Fe)
Нагадаємо, що в науковій літературі щоб уникнути плутанини застосовуються різні назви для простих речовин і для хімічних елементів, з яких ці речовини складаються. Приклади назв простих речовин і відповідних їм хімічних елементів наведені в таблиці.

Назва хімічного елемента Символ хімічного елемента Назва відповідного простого речовини Аурум Au Золото Гідроген H Водень Карбон С Вуглець Купрум Cu Мідь Нітроген N Азот Оксиген Про Кисень силіциуму Si Кремній Феррум Fe Залізо

3. Переконуємося в наявності проміжків між молекулами

Після того як ми познайомилися з найменшими частинками речовини, давайте згадаємо деякі відомості про будову речовини.

В результаті проведених досліджень вчені з'ясували, що між молекулами (атомами) існують проміжки. Цей висновок учених можна легко підтвердити досить простим досвідом . Якщо змішати 100 мл води і 100 мл спирту, то об'єм суміші буде менше, ніж 200 мл. Справа в тому, що при змішуванні двох рідин молекули води потрапляють в проміжки між молекулами спирту. Наведений досвід можна змоделювати, наприклад, за допомогою пшона і гороху (рис. 2.13). Наповніть склянку до половини пшоном, а потім додайте стільки ж гороху. Ви отримаєте двошарову композицію і повністю заповнений стакан. Акуратно перемішайте цю композицію, і ви побачите, що обсяг суміші буде меншим, ніж вихідний - частина пшона розмістилася в пустотах між горошинами.

4. Намагаємося уявити собі розміри атомів

Атоми дуже малі. З'ясовано, що розміри атомів приблизно становлять 10 10 г (0,0000000001 м). Щоб уявити, наскільки мало значення цієї величини, наведемо таке порівняння: діаметр молекули в стільки ж разів менше діаметра яблука, у скільки разів діаметр яблука менше діаметра Землі.

Про розміри атомів також можна судити з такого прикладу. Якби всі люди нашої планети проводили все життя, займаючись тільки рахунком, то всі разом вони змогли б порахувати атоми тільки в одній голівці шпильки.

5. Згадуємо будова атома

Досліди показали, що атом має складну структуру. Він являє собою позитивно заряджену ядро , Оточене хмарою легких частинок - електронів, що мають негативний заряд (рис. 2.14). Маса ядра незначно відрізняється від маси атома. Маса ж електронів в порівнянні з ядром дуже мала.

Мал. 2.13. Моделювання явища зменшення обсягу в результаті змішування різних рідин. Якщо взяти горох і пшоно (а) і ретельно перемішати їх, побачимо, що обсяг суміші менше суми обсягів її компонентів (6). Це можна пояснити тим, що зерна пшона потрапили в проміжки між горошинами

Мал. 2.14. Моделі атома: а - планетарна модель: в центрі атома - ядро, навколо ядра обертаються електрони; б - сучасна: електрони як би «розмазані» по орбиталям - деяким частинам простору, що оточує ядро. Для наочності відстань від ядра до електронів показано в 2 3 рази більше, ніж діаметр ядра. Насправді це відстань перевищує розміри ядра в 100000 раз
Звичайно, наведені в цьому параграфі дані - це лише незначна частина сучасних відомостей про атоми і молекулах. З деякими іншими їх властивостями ви познайомитеся в наступних параграфах, про дещо дізнаєтеся в старших класах.

• підводимо підсумки

Всі речовини складаються з дрібних частинок - молекул або атомів.

Між молекулами (атомами) існують проміжки. Молекулою називається найменша частинка речовини, що має його основні хімічні властивості і складається з атомів. Атом має складну структуру і являє собою позитивно заряджену ядро, оточене хмарою легких частинок - електронів, що мають негативний заряд .

• Контрольні питання

1. Скільки різних видів атомів відомо науці? Чим вони відрізняються один від одного?

2. Які речовини називають простими? Наведіть приклади.

3. Наведіть приклади деяких складних речовин. З яких атомів вони складаються?

4. Як можна довести, що між частинками речовини існують проміжки?

5. Як показати, що атоми і молекули дуже малі?

6. У перекладі з грецької мови «атом» означає «неподільний». Чи так це?

1. Чи можемо ми стверджувати, що обсяг речовини в посудині дорівнює сумі обсягів молекул, з яких ця речовина складається?
2. Чи можемо ми змінити обсяг тіла, не змінюючи кількості молекул в ньому? Як це зробити?
3. Відомо, що при однакових умовах різні гази в однаковому обсязі містять одне і те ж кількість молекул, а щільності газів різні. Чим можна пояснити розбіжність в щільності газів?
4. Обчисліть, скільки приблизно молекул можна розмістити вздовж відрізка довжиною 0,5 мм. Діаметр молекули вважати рівним 0,0000000001 м.
5. Відомо, що наша Галактика Чумацький Шлях налічує близько 9 млрд зірок. У скільки разів кількість молекул в 1 см3 повітря, рівне (при нормальних умовах) 3 • 1010, більше зазначеної кількості зірок?
6 * .Площадь плівки, яку утворює на поверхні води крапля масла об'ємом 0,005 мм3, не може перевищувати 50 см2. Який висновок щодо розміру молекул масла випливає з цього факту?

• експериментальні завдання

1. Розчиніть крупинку фарби у воді, налитої в прозору судину. Відлийте трохи забарвленої води в іншу посудину і долийте чистої води. Порівняйте забарвлення розчину в першому і другому судинах. Аналогічно розбавте розчин ще кілька разів. Порівняйте забарвлення останнього розчину з чистою водою. Поясніть результат.

2. Зробіть з кольорового пластиліну моделі двох молекул води. Складіть з цих моделей моделі молекул водню і кисню.

• Фізика і техніка в Україні

Георгій В'ячеславович Курдюмов (1902-1996) - видатний металофізик, професор, академік російської і української академій наук. Протягом тривалого часу він працював в Дніпропетровську і Києві, де створив сучасні наукові школи з дослідження фізики металів і сплавів.

Найбільш важливими результатами його наукової діяльності з практичної точки зору було створення наукових основ термічної обробки металів - коштів істотного зміцнення сталей - і створення нових матеріалів з унікальними властивостями.

Академік Курдюмов також відомий своїми фундаментальними дослідженнями кристалічної структури сталей і відкриттям так званого «ефекту Курдюмова».

Президія HAH України ввів премію ім. Г. В. Курдюмова.

Фізика. 7 клас: Підручник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кірюхін, О. О. Кірюхіна. - X .: Видавництво «Ранок», 2007. - 192 с .: іл.

конспект уроку і опорний каркас презентація уроку інтерактивні технології акселеративного методи навчання Практика тести, тестування онлайн завдання і вправи домашні завдання практикуми та тренінги питання для дискусій в класі Ілюстрації відео- та аудіоматеріали фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми комікси, притчі, приказки, кросворди, анекдоти, приколи, цитати Доповнення реферати шпаргалки фішки для допитливих статті (МАН) література основна та додаткова словник термінів Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів календарні плани навчальні програми методичні рекомендації обговорення Ідеальні уроки-кейси

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, Напишіть нам .

Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - освітній форум .