Paghahambing ng mga sukat ng mga molekula sa iba pang mga bagay. Mass at laki ng mga molekula

Sa bahay

>>Physics: Mga pangunahing prinsipyo ng molecular kinetic theory. Mga laki ng molekular
Ang mga molekula ay napakaliit, ngunit tingnan kung gaano kadaling tantiyahin ang kanilang laki at masa. Ang isang obserbasyon at isang pares ng mga simpleng kalkulasyon ay sapat na. Totoo, kailangan pa nating malaman kung paano ito gagawin. Ang molecular kinetic theory ng istraktura ng bagay ay batay sa tatlong pahayag: ang bagay ay binubuo ng mga particle; ang mga particle na ito ay random na gumagalaw; ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa
. Ang bawat pahayag ay mahigpit na napatunayan sa pamamagitan ng mga eksperimento.
Ang mga katangian at pag-uugali ng lahat ng mga katawan nang walang pagbubukod, mula sa mga ciliates hanggang sa mga bituin, ay natutukoy sa pamamagitan ng paggalaw ng mga particle na nakikipag-ugnayan sa isa't isa: mga molekula, atomo o kahit na mas maliit na mga pormasyon - elementarya na mga particle. Pagtataya ng mga laki ng molekular.
Upang maging ganap na sigurado sa pagkakaroon ng mga molekula, dapat matukoy ang kanilang mga sukat. Ang pinakamadaling paraan upang gawin ito ay ang panoorin ang isang patak ng langis, tulad ng langis ng oliba, na kumalat sa ibabaw ng tubig. Hindi kailanman matatakpan ng langis ang buong ibabaw kung malaki ang sisidlan ( Fig.8.1

). Imposibleng pilitin ang isang droplet na may dami na 1 mm 3 na kumalat upang ito ay sumasakop sa isang ibabaw na lugar na higit sa 0.6 m 2. Maaaring ipagpalagay na kapag ang langis ay kumalat sa pinakamataas na lugar, ito ay bumubuo ng isang layer na isang molekula lamang ang kapal - isang "monomolecular layer". Ang kapal ng layer na ito ay madaling matukoy at sa gayon ay tantiyahin ang laki ng molekula ng langis ng oliba. Dami V ang layer ng langis ay katumbas ng produkto ng surface area nito S sa kapal d layer, i.e. V=Sd

Hindi na kailangang ilista ngayon ang lahat ng posibleng paraan upang patunayan ang pagkakaroon ng mga atomo at molekula. Ginagawang posible ng mga modernong instrumento na makakita ng mga larawan ng mga indibidwal na atomo at molekula. Ang Figure 8.2 ay nagpapakita ng isang micrograph ng ibabaw ng isang silicon wafer, kung saan ang mga bumps ay mga indibidwal na silicon atoms. Ang ganitong mga imahe ay unang natutunan na nakuha noong 1981 gamit ang mga kumplikadong tunneling microscope kaysa sa mga maginoo na optical.

Ang mga sukat ng mga molekula, kabilang ang langis ng oliba, ay mas malaki kaysa sa mga sukat ng mga atomo. Ang diameter ng anumang atom ay humigit-kumulang 10 -8 cm Ang mga sukat na ito ay napakaliit na mahirap isipin. Sa ganitong mga kaso, gumagamit sila ng mga paghahambing.
Narito ang isa sa kanila. Kung ikukuyom mo ang iyong mga daliri sa isang kamao at palakihin ito sa laki ng globo, ang atom sa parehong paglaki ay magiging kasing laki ng isang kamao.
Bilang ng mga molekula. Sa napakaliit na laki ng molekular, ang kanilang bilang sa anumang macroscopic body ay napakalaki. Kalkulahin natin ang tinatayang bilang ng mga molekula sa isang patak ng tubig na may mass na 1 g at, samakatuwid, isang volume na 1 cm 3.
Ang diameter ng isang molekula ng tubig ay humigit-kumulang 3 10 -8 cm Isinasaalang-alang na ang bawat molekula ng tubig, kapag ang mga molekula ay mahigpit na nakaimpake, ay sumasakop sa isang volume (3 10 -8 cm) 3, maaari mong mahanap ang bilang ng mga molekula sa isang drop by. paghahati ng volume ng drop (1 cm 3) sa volume, bawat molekula:

Sa bawat paglanghap, nakukuha mo ang napakaraming molekula na kung ang lahat ng ito ay pantay na ipinamahagi sa kapaligiran ng Earth pagkatapos ng pagbuga, kung gayon ang bawat naninirahan sa planeta ay makakatanggap ng dalawa o tatlong molekula na nasa iyong mga baga kapag humihinga.
Ang mga sukat ng atom ay maliit: .
Ang tatlong pangunahing probisyon ng molecular kinetic theory ay tatalakayin nang paulit-ulit.

???
1. Anong mga sukat ang kailangang gawin upang matantya ang laki ng molekula ng langis ng oliba?
2. Kung ang isang atom ay nadagdagan sa laki ng buto ng poppy (0.1 mm), anong sukat ng katawan ang maaabot ng butil sa parehong pagtaas?
3. Maglista ng ebidensya ng pagkakaroon ng mga molekulang kilala mo na hindi binanggit sa teksto.

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Physics ika-10 baitang

Nilalaman ng aralin mga tala ng aralin pagsuporta sa frame lesson presentation acceleration methods interactive na mga teknolohiya Magsanay mga gawain at pagsasanay mga workshop sa pagsusulit sa sarili, mga pagsasanay, mga kaso, mga pakikipagsapalaran sa mga tanong sa talakayan sa araling-bahay, mga tanong na retorika mula sa mga mag-aaral Mga Ilustrasyon audio, mga video clip at multimedia mga litrato, larawan, graphics, talahanayan, diagram, katatawanan, anekdota, biro, komiks, talinghaga, kasabihan, crosswords, quote Mga add-on mga abstract articles tricks para sa mga curious crib textbooks basic at karagdagang diksyunaryo ng mga terminong iba Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at mga aralinpagwawasto ng mga pagkakamali sa aklat-aralin pag-update ng isang fragment sa isang aklat-aralin, mga elemento ng pagbabago sa aralin, pagpapalit ng hindi napapanahong kaalaman ng mga bago Para lamang sa mga guro perpektong mga aralin plano sa kalendaryo para sa mga metodolohikal na mga programa sa talakayan; Pinagsanib na Aralin

Kung mayroon kang mga pagwawasto o mungkahi para sa araling ito,

Ang teorya ng molecular kinetic ay ang pag-aaral ng istraktura at mga katangian ng bagay, gamit ang ideya ng pagkakaroon ng mga atomo at molekula bilang pinakamaliit na particle ng isang kemikal na sangkap. Ang MCT ay batay sa tatlong mahigpit na napatunayan na mga pahayag:

Ang bagay ay binubuo ng mga particle - mga atomo at molekula, kung saan may mga puwang;

Ang mga particle na ito ay nasa magulong paggalaw, ang bilis nito ay apektado ng temperatura;

Ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Ang katotohanan na ang isang sangkap ay talagang binubuo ng mga molekula ay mapapatunayan sa pamamagitan ng pagtukoy sa kanilang mga sukat: Ang isang patak ng langis ay kumakalat sa ibabaw ng tubig, na bumubuo ng isang layer na ang kapal ay katumbas ng diameter ng molekula. Ang isang patak na may volume na 1 mm 3 ay hindi maaaring kumalat ng higit sa 0.6 m 2:

Ginagawang posible ng mga modernong instrumento (electron microscope, ion projector) na makita ang mga indibidwal na atom at molekula.

Mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula. a) ang pakikipag-ugnayan ay electromagnetic sa kalikasan; b) ang mga short-range na pwersa ay nakikita sa mga distansyang maihahambing sa laki ng mga molekula; c) mayroong isang distansya kapag ang mga puwersa ng atraksyon at pagtanggi ay pantay (R 0), kung R>R 0, kung gayon ang mga puwersa ng pang-akit ay mananaig, kung R

Ang pagkilos ng mga molekular na kaakit-akit na puwersa ay ipinahayag sa isang eksperimento na may mga lead cylinder na nagdidikit pagkatapos linisin ang kanilang mga ibabaw.

Ang mga molekula at mga atomo sa isang solid ay sumasailalim sa mga random na panginginig ng boses tungkol sa mga posisyon kung saan ang mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi mula sa mga kalapit na atomo ay balanse. Sa isang likido, ang mga molekula ay hindi lamang umiikot sa paligid ng posisyon ng balanse, ngunit gumagawa din ng mga pagtalon mula sa isang posisyon ng balanse patungo sa susunod na mga paglukso ng mga molekula ang dahilan ng pagkalikido ng likido, ang kakayahang kunin ang hugis ng isang sisidlan. Sa mga gas, ang mga distansya sa pagitan ng mga atomo at mga molekula ay karaniwang, sa karaniwan, mas malaki kaysa sa mga sukat ng mga molekula; ang mga salungat na pwersa ay hindi kumikilos sa malalayong distansya, kaya ang mga gas ay madaling ma-compress; Halos walang kaakit-akit na puwersa sa pagitan ng mga molekula ng gas, samakatuwid ang mga gas ay may pag-aari na lumawak nang walang katiyakan.

2. Mass at laki ng mga molekula. Ang pare-pareho ni Avogadro

Ang anumang sangkap ay binubuo ng mga particle, samakatuwid ang dami ng sangkap ay itinuturing na proporsyonal sa bilang ng mga particle. Ang yunit ng dami ng isang sangkap ay ang nunal. Ang isang nunal ay katumbas ng dami ng sangkap sa isang sistema na naglalaman ng parehong bilang ng mga particle tulad ng mga atomo sa 0.012 kg ng carbon.

Ang ratio ng bilang ng mga molekula sa dami ng sangkap ay tinatawag na pare-pareho ng Avogadro:

Ang pare-pareho ni Avogadro ay . Ipinapakita nito kung gaano karaming mga atomo o molekula ang nasa isang nunal ng isang sangkap.

Ang halaga ng isang sangkap ay matatagpuan bilang ang ratio ng bilang ng mga atom o molekula ng sangkap sa pare-pareho ng Avogadro:

Ang molar mass ay isang dami na katumbas ng ratio ng mass ng isang substance sa dami ng substance:

Ang molar mass ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng masa ng molekula:

Upang matukoy ang masa ng mga molekula, kailangan mong hatiin ang masa ng isang sangkap sa bilang ng mga molekula sa loob nito:

3. Brownian motion at ideal gas

Ang Brownian motion ay ang thermal movement ng mga particle na nasuspinde sa isang gas o likido. Ang Ingles na botanista na si Robert Brown (1773 - 1858) noong 1827 ay natuklasan ang random na paggalaw ng mga solidong particle na nakikita sa pamamagitan ng mikroskopyo sa isang likido. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na Brownian motion. Ang kilusang ito ay hindi tumitigil; sa pagtaas ng temperatura ay tumataas ang intensity nito. Ang Brownian motion ay resulta ng pagbabagu-bago ng presyon (isang kapansin-pansing paglihis mula sa average na halaga).

Ang dahilan ng Brownian motion ng isang particle ay ang mga epekto ng mga likidong molekula sa particle ay hindi nakakakansela sa isa't isa.

Sa isang rarefied gas, ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay maraming beses na mas malaki kaysa sa kanilang laki. Sa kasong ito, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay bale-wala at ang kinetic energy ng mga molekula ay mas malaki kaysa sa potensyal na enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan.

Upang ipaliwanag ang mga katangian ng isang sangkap sa isang gas na estado, sa halip na isang tunay na gas, ang pisikal na modelo nito ay ginagamit - isang perpektong gas. Ipinapalagay ng modelo:

ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay bahagyang mas malaki kaysa sa kanilang diameter;

ang mga molekula ay mga nababanat na bola;

walang kaakit-akit na puwersa sa pagitan ng mga molekula;

kapag ang mga molekula ay nagbanggaan sa isa't isa at sa mga dingding ng sisidlan, kumikilos ang mga salungat na pwersa;

Ang paggalaw ng mga molekula ay sumusunod sa mga batas ng mekanika.

Ang pangunahing equation ng MKT ng isang ideal na gas:

Ang pangunahing equation ng MKT ay nagpapahintulot sa isa na kalkulahin ang presyon ng gas kung ang masa ng molekula, ang average na halaga ng parisukat ng bilis at ang konsentrasyon ng mga molekula ay kilala.

Ang presyon ng isang perpektong gas ay kapag ang mga molekula ay bumangga sa mga dingding ng isang sisidlan, nakikipag-ugnayan sila sa kanila ayon sa mga batas ng mekanika bilang nababanat na mga katawan. Kapag ang isang molekula ay bumangga sa pader ng isang sisidlan, ang projection ng velocity v x velocity vector sa OX axis, patayo sa dingding, ay nagbabago ng sign nito sa kabaligtaran, ngunit nananatiling pare-pareho sa magnitude. Sa panahon ng isang banggaan, ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang molekula ay kumikilos sa dingding na may puwersang F 2, na katumbas ng magnitude ng puwersa F 1 at nakadirekta sa tapat.

Equation ng estado ng isang ideal na gas (Mendeleev–Clapeyron equation). Universal gas constant:

Batay sa pag-asa ng presyon ng gas sa konsentrasyon ng mga molekula at temperatura nito, posible na makakuha ng isang equation na nagkokonekta sa lahat ng tatlong macroscopic na mga parameter: presyon, dami at temperatura - na nagpapakilala sa estado ng isang naibigay na masa ng isang medyo rarefied na gas. Ang equation na ito ay tinatawag na ideal gas equation ng estado.

Nasaan ang unibersal na gas constant

para sa isang naibigay na masa ng gas, samakatuwid

Ang equation ni Clapeyron.

Ang mga quantitative na relasyon sa pagitan ng dalawang parameter ng gas na may nakapirming halaga ng ikatlong parameter ay tinatawag na mga batas ng gas. At ang mga prosesong nagaganap sa isang pare-parehong halaga ng isa sa mga parameter ay isoprocesses.

Ang proseso ng isothermal ay isang proseso ng pagbabago ng estado ng isang thermodynamic system ng mga macroscopic na katawan sa isang pare-parehong temperatura.

Para sa isang gas ng isang naibigay na masa, ang produkto ng presyon ng gas at ang dami nito ay pare-pareho kung ang temperatura ng gas ay hindi nagbabago. – Batas ng Boyle-Mariotte.

Ang proseso ng isochoric ay isang proseso ng pagbabago ng estado ng isang thermodynamic system ng mga macroscopic na katawan sa isang pare-parehong dami.

Para sa isang gas ng isang naibigay na masa, ang ratio ng presyon sa temperatura ay pare-pareho kung ang dami ng gas ay hindi nagbabago. - Batas ni Charles.

Ang proseso ng isobaric ay isang proseso ng pagbabago ng estado ng isang thermodynamic system ng mga macroscopic na katawan sa pare-pareho ang presyon.

Para sa isang gas ng isang naibigay na masa, ang ratio ng volume sa temperatura ay pare-pareho kung ang presyon ng gas ay hindi nagbabago. - Batas ni Gay-Lussac.

Maraming mga eksperimento ang nagpapakita nito laki ng molekular napakaliit. Ang linear na laki ng isang molekula o atom ay matatagpuan sa iba't ibang paraan. Halimbawa, gamit ang isang electron microscope, ang mga litrato ng ilang malalaking molekula ay nakuha, at gamit ang isang ion projector (ion mikroskopyo) hindi mo lamang mapag-aralan ang istraktura ng mga kristal, ngunit matukoy ang distansya sa pagitan ng mga indibidwal na atomo sa isang molekula.

Gamit ang mga nakamit ng modernong teknolohiyang pang-eksperimento, posible na matukoy ang mga linear na sukat ng mga simpleng atomo at molekula, na mga 10-8 cm Ang mga linear na sukat ng mga kumplikadong atomo at molekula ay mas malaki. Halimbawa, ang laki ng isang molekula ng protina ay 43 * 10 -8 cm.

Upang makilala ang mga atomo, ginagamit ang konsepto ng atomic radii, na ginagawang posible na tantiyahin ang mga interatomic na distansya sa mga molekula, likido o solido, dahil ang mga atom ay walang malinaw na mga hangganan sa laki. Iyon ay atomic radius- ito ang globo kung saan ang pangunahing bahagi ng density ng elektron ng atom ay nakapaloob (hindi bababa sa 90...95%).

Ang laki ng molekula ay napakaliit na maaari lamang itong isipin gamit ang mga paghahambing. Halimbawa, ang isang molekula ng tubig ay kasing daming beses na mas maliit kaysa sa isang malaking mansanas bilang ang mansanas ay mas maliit kaysa sa globo.

Nunal ng substance

Ang mga masa ng mga indibidwal na molekula at atomo ay napakaliit, kaya sa mga kalkulasyon ay mas maginhawang gumamit ng kamag-anak kaysa sa ganap na mga halaga ng masa.

Kamag-anak na molekular na timbang(o relatibong atomic mass) ng isang substance Ang M r ay ang ratio ng mass ng isang molecule (o atom) ng isang substance sa 1/12 ng mass ng isang carbon atom.

M r = (m 0) : (m 0C / 12)

kung saan ang m 0 ay ang masa ng isang molekula (o atom) ng isang naibigay na sangkap, ang m 0C ay ang masa ng isang carbon atom.

Ang relatibong molecular (o atomic) na masa ng isang substance ay nagpapakita kung gaano karaming beses ang mass ng isang molekula ng isang substance ay mas malaki kaysa sa 1/12 ng mass ng carbon isotope C12. Ang kamag-anak na molecular (atomic) na masa ay ipinahayag sa atomic mass units.

Yunit ng atomic mass– ito ay 1/12 ng masa ng carbon isotope C12. Ang mga tumpak na sukat ay nagpakita na ang atomic mass unit ay 1.660 * 10 -27 kg, iyon ay

1 amu = 1.660 * 10 -27 kg

Ang relatibong molecular mass ng isang substance ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pagdaragdag ng relative atomic mass ng mga elementong bumubuo sa molecule ng substance. Ang kamag-anak na atomic mass ng mga elemento ng kemikal ay ipinahiwatig sa periodic table ng mga elemento ng kemikal ng D.I. Mendeleev.

Sa periodic system D.I. Mendeleev para sa bawat elemento ay ipinahiwatig atomic mass, na sinusukat sa atomic mass units (amu). Halimbawa, ang atomic mass ng magnesium ay 24.305 amu, ibig sabihin, ang magnesium ay dalawang beses na mas mabigat kaysa sa carbon, dahil ang atomic mass ng carbon ay 12 amu. (ito ay sumusunod mula sa katotohanan na 1 amu = 1/12 ang masa ng carbon isotope, na bumubuo sa karamihan ng carbon atom).

Bakit sukatin ang masa ng mga molekula at atomo sa amu kung mayroong gramo at kilo? Siyempre, maaari mong gamitin ang mga yunit na ito ng pagsukat, ngunit ito ay magiging lubhang abala para sa pagsulat (napakaraming numero ang kailangang gamitin upang maisulat ang masa). Upang mahanap ang masa ng isang elemento sa kilo, kailangan mong i-multiply ang atomic mass ng elemento sa pamamagitan ng 1 amu. Ang atomic mass ay matatagpuan ayon sa periodic table (nakasulat sa kanan ng titik na pagtatalaga ng elemento). Halimbawa, ang bigat ng isang magnesium atom sa kilo ay magiging:

m 0Mg = 24.305 * 1 a.u.m. = 24.305 * 1.660 * 10 -27 = 40.3463 * 10 -27 kg

Ang masa ng isang molekula ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga masa ng mga elemento na bumubuo sa molekula. Halimbawa, ang masa ng isang molekula ng tubig (H 2 O) ay magiging katumbas ng:

m 0H2O = 2 * m 0H + m 0O = 2 * 1.00794 + 15.9994 = 18.0153 a.m. = 29.905 * 10 -27 kg

nunal katumbas ng dami ng substance sa isang sistema na naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula gaya ng mga atomo sa 0.012 kg ng carbon C 12. Iyon ay, kung mayroon tayong isang sistema na may anumang sangkap, at sa sistemang ito mayroong kasing dami ng mga molekula ng sangkap na ito bilang mayroong mga atomo sa 0.012 kg ng carbon, kung gayon maaari nating sabihin na sa sistemang ito mayroon tayong 1 mole ng substance.

Ang pare-pareho ni Avogadro

Dami ng sangkap Ang ν ay katumbas ng ratio ng bilang ng mga molekula sa isang ibinigay na katawan sa bilang ng mga atom sa 0.012 kg ng carbon, iyon ay, ang bilang ng mga molekula sa 1 mole ng isang sangkap.

ν = N / N A

kung saan ang N ay ang bilang ng mga molekula sa isang partikular na katawan, ang N A ay ang bilang ng mga molekula sa 1 mole ng sangkap kung saan binubuo ang katawan.

Ang N A ay pare-pareho ni Avogadro. Ang dami ng isang substance ay sinusukat sa moles.

Ang pare-pareho ni Avogadro ay ang bilang ng mga molecule o atoms sa 1 mole ng isang substance. Ang pare-parehong ito ay pinangalanan pagkatapos ng Italian chemist at physicist Amedeo Avogadro (1776 – 1856).

Ang 1 mole ng anumang substance ay naglalaman ng parehong bilang ng mga particle.

N A = 6.02 * 10 23 mol -1

Molar mass ay ang masa ng isang sangkap na kinuha sa dami ng isang nunal:

μ = m 0 * N A

kung saan ang m 0 ay ang masa ng molekula.

Ang molar mass ay ipinahayag sa kilo bawat mole (kg/mol = kg*mol -1).

Ang molar mass ay nauugnay sa relatibong molekular na masa sa pamamagitan ng relasyon:

μ = 10 -3 * M r [kg*mol -1 ]

Ang masa ng anumang dami ng sangkap m ay katumbas ng produkto ng masa ng isang molekula m 0 sa pamamagitan ng bilang ng mga molekula:

m = m 0 N = m 0 N A ν = μν

Ang halaga ng isang sangkap ay katumbas ng ratio ng masa ng sangkap sa molar mass nito:

ν = m/μ

Ang masa ng isang molekula ng isang sangkap ay matatagpuan kung ang molar mass at ang pare-pareho ng Avogadro ay kilala:

m 0 = m / N = m / νN A = μ / N A

Ang isang mas tumpak na pagpapasiya ng masa ng mga atomo at molekula ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mass spectrometer - isang aparato kung saan ang isang sinag ng mga sisingilin na particle ay pinaghihiwalay sa espasyo depende sa kanilang masa ng singil gamit ang mga electric at magnetic field.

Halimbawa, hanapin natin ang molar mass ng isang magnesium atom. Tulad ng nalaman namin sa itaas, ang masa ng isang magnesium atom ay m0Mg = 40.3463 * 10 -27 kg. Pagkatapos ang molar mass ay magiging:

μ = m 0Mg * N A = 40.3463 * 10 -27 * 6.02 * 10 23 = 2.4288 * 10 -2 kg/mol

Iyon ay, 2.4288 * 10 -2 kg ng magnesium "magkasya" sa isang nunal. Well, o mga 24.28 gramo.

Tulad ng nakikita natin, ang molar mass (sa gramo) ay halos katumbas ng atomic mass na ipinahiwatig para sa elemento sa periodic table. Samakatuwid, kapag nagpapahiwatig ng atomic mass, kadalasang ginagawa nila ito:

Ang atomic mass ng magnesium ay 24.305 amu. (g/mol).

« Physics - ika-10 baitang"

Anong mga pisikal na bagay (systems) ang pinag-aaralan ng molecular physics?
Paano makilala sa pagitan ng mekanikal at thermal phenomena?

Ang molecular kinetic theory ng istruktura ng bagay ay batay sa tatlong pahayag:

1) ang bagay ay binubuo ng mga particle;
2) ang mga particle na ito ay random na gumagalaw;
3) ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Ang bawat pahayag ay mahigpit na napatunayan sa pamamagitan ng mga eksperimento.

Ang mga katangian at pag-uugali ng lahat ng mga katawan nang walang pagbubukod ay tinutukoy ng paggalaw ng mga particle na nakikipag-ugnayan sa isa't isa: mga molekula, atomo o kahit na mas maliit na mga pormasyon - elementarya na mga particle.

Pagtataya ng mga laki ng molekular. Upang maging ganap na sigurado sa pagkakaroon ng mga molekula, dapat matukoy ang kanilang mga sukat. Ang pinakamadaling paraan upang gawin ito ay panoorin ang isang patak ng langis, tulad ng langis ng oliba, na kumalat sa ibabaw ng tubig. Hindi kailanman sasakupin ng langis ang buong ibabaw kung kukuha tayo ng sapat na lapad na sisidlan (Larawan 8.1). Imposibleng pilitin ang isang droplet na may dami na 1 mm 2 na kumalat upang ito ay sumasakop sa isang ibabaw na lugar na higit sa 0.6 m 2. Ipagpalagay natin na kapag ang langis ay kumalat sa pinakamataas na lugar nito, ito ay bumubuo ng isang layer na isang molekula lamang ang kapal - isang "monomolecular layer". Ang kapal ng layer na ito ay madaling matukoy at sa gayon ay tantiyahin ang laki ng molekula ng langis ng oliba.

Ang volume V ng layer ng langis ay katumbas ng produkto ng surface area nito S at ang kapal d ng layer, ibig sabihin, V = Sd. Samakatuwid, ang linear na sukat ng molekula ng langis ng oliba ay:

Ginagawang posible ng mga modernong instrumento na makita at masukat ang mga indibidwal na atomo at molekula. Ang Figure 8.2 ay nagpapakita ng isang micrograph ng ibabaw ng isang silicon wafer, kung saan ang mga bumps ay mga indibidwal na silicon atoms. Ang ganitong mga imahe ay unang nakuha noong 1981 gamit ang mga kumplikadong tunnel microscope.

Ang mga sukat ng mga molekula, kabilang ang langis ng oliba, ay mas malaki kaysa sa mga sukat ng mga atomo. Ang diameter ng anumang atom ay humigit-kumulang 10 -8 cm Ang mga sukat na ito ay napakaliit na mahirap isipin. Sa ganitong mga kaso, gumagamit sila ng mga paghahambing.

Narito ang isa sa kanila. Kung ikukuyom mo ang iyong mga daliri sa isang kamao at palakihin ito sa laki ng globo, ang atom sa parehong paglaki ay magiging kasing laki ng isang kamao.

Bilang ng mga molekula.

Sa napakaliit na laki ng molekular, ang kanilang bilang sa anumang macroscopic na katawan ay napakalaki. Kalkulahin natin ang tinatayang bilang ng mga molekula sa isang patak ng tubig na may mass na 1 g at, samakatuwid, isang volume na 1 cm 3.

Ang diameter ng isang molekula ng tubig ay humigit-kumulang 3 10 -8 cm Isinasaalang-alang na ang bawat molekula ng tubig, na may siksik na packing ng mga molekula, ay sumasakop sa isang volume (3 10 -8 cm) 3, maaari mong mahanap ang bilang ng mga molekula sa isang drop by. paghahati ng volume ng drop (1 cm 3) sa volume, bawat molekula:

Masa ng mga molekula.

Ang mga masa ng mga indibidwal na molekula at atom ay napakaliit. Kinakalkula namin na ang 1 g ng tubig ay naglalaman ng 3.7 10 22 molekula. Samakatuwid, ang masa ng isang molekula ng tubig (H 2 0) ay katumbas ng:

Ang mga molekula ng iba pang mga sangkap ay may isang masa ng parehong pagkakasunud-sunod, hindi kasama ang malalaking molekula ng mga organikong sangkap; halimbawa, ang mga protina ay may mass na daan-daang libong beses na mas malaki kaysa sa masa ng mga indibidwal na atom. Ngunit gayon pa man, ang kanilang mga masa sa macroscopic na kaliskis (gramo at kilo) ay napakaliit.

Kamag-anak na molekular na timbang.

Dahil ang mga masa ng mga molekula ay napakaliit, ito ay maginhawang gumamit ng kamag-anak kaysa sa ganap na mga halaga ng masa sa mga kalkulasyon.

Sa pamamagitan ng internasyonal na kasunduan, ang masa ng lahat ng mga atomo at molekula ay inihahambing sa masa ng isang carbon atom (ang tinatawag na carbon atomic mass scale).

Ang relatibong molecular (o atomic) na masa M r ng isang substance ay ang ratio ng mass m 0 ng isang molekula (o atom) ng isang partikular na substance sa mass ng isang carbon atom:

Ang mga kamag-anak na masa ng atom ng lahat ng mga elemento ng kemikal ay tumpak na nasusukat. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga relatibong atomic na masa ng mga elemento na bumubuo sa isang molekula ng isang sangkap, maaari nating kalkulahin ang kamag-anak na molekular na masa ng sangkap. Halimbawa, ang relatibong molecular mass ng carbon dioxide CO 2 ay humigit-kumulang katumbas ng 44, dahil ang relatibong atomic mass ng carbon ay halos katumbas ng 12, at ang oxygen ay humigit-kumulang 16: 12 + 2 16 = 44.

Ang paghahambing ng mga atomo at molekula na may masa ng isang carbon atom ay pinagtibay noong 1961. Ang pangunahing dahilan para sa pagpili na ito ay ang carbon ay matatagpuan sa isang malaking bilang ng iba't ibang mga kemikal na compound. Ang multiplier ay ipinakilala upang ang mga kamag-anak na masa ng mga atom ay malapit sa buong mga numero.