Строение вещества. Строение атома

Что же нам известно на современном этапе о атомы и молекулы?

1. Вещество состоит из молекул, молекулы — из атомов, атомы — из более элементарных частиц. Своему строению атом напоминает нашу Солнечную систему: посередине крошечное ядро, вокруг которого движутся электроны. Ядро имеет положительный электрический заряд, а электроны — отрицательный. Между ними действует сила электрического притяжения. Она и не дает электронам покинуть атом. Диаметр ядра в 100000 раз меньше, чем диаметр атома! В состав ядра входят два типа частиц: нейтроны (нейтральные частицы) и протоны (они имеют положительный электрический заряд). Атом в целом не имеет заряда, то есть он нейтрален. Эта модель атома предложена Резерфордом и называется ядерным (планетарной) модели.

2. В зависимости от агрегатного состояния вещества молекулы находятся на определенном расстоянии друг от друга. (Доказательством наличия промежутков между молекулами твердых тел может служить тот факт, что под большим давлением — несколько тысяч атмосфер — масло просачивается через толстостенную стальную емкость, в которой оно находится. Маленькие капельки масла выступают на внешний поверхности, не приводя к ее разрушению.)

3. Молекулы взаимодействуют между собой с силами притяжения и отталкивания (силы отталкивания намного больше, чем силы притяжения на малых расстояниях, но довольно быстро уменьшаются, если увеличить расстояние между молекулами).

4. Молекулы находятся в состоянии непрерывного хаотического движения. Это движение остановить невозможно. Однако ослабить его можно, если снизить температуру. Хаотическое движение молекул тем быстрее, чем выше температура вещества. (Демонстрация растворения кристаллов перманганата калия в холодной и горячей воде.) Теплая вода состоит из таких же молекул, как и холодная. Итак, атомы одного вещества одинаковы. Различные вещества состоят из разных молекул (например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, а молекула кислорода состоит из двух одинаковых атомов кислорода).

5. Молекулярная система энергию (кинетическую — энергию движения и потенциальную — энергию взаимодействия). Схематическое изображение молекул называют моделью.

6. Размеры молекул (а их в любом теле бесчисленное количество) очень маленькие.

Экспериментальным подтверждением вышеперечисленных пунктов является явления диффузии и броуновского движения.

Диффузия — это явление переноса массы вещества молекулами, хаотично двигаются.

Диффузия — это взаимное проникновение частиц одного вещества в другое при непосредственном соприкосновении, вызванное движением молекул (это латинское слово, означающее «растекания, распространения»). Диффузия наблюдается:

— В газах (воздух, цветы, еда, духи);

— В жидкостях (чай, краски, раствор медного купороса);

— В твердых телах (сращивания под прессом отшлифованных пластинок золота и свинца при обычной температуре в течение 5 лет на 1 мм).

Скорость диффузии зависит от:

1) агрегатного состояния вещества, что связано с расстоянием между молекулами. Диффузия в газах при одинаковых условиях происходит быстрее, чем в жидкостях, а в жидкостях — быстрее, чем в твердых телах;

2) температуры вещества, связана со скоростью движения молекул. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы, следовательно, диффузия проходить быстрее.

Диффузия имеет большое значение в жизни человека и животных. Так, например, кислород из окружающей среды вследствие диффузии проникает внутрь организма через кожу человека. Питательные вещества благодаря диффузии проникают из кишечника в кровь животных. Вследствие диффузии состав воздуха у поверхности Земли является однородным. Диффузия происходит и при пайке металлических деталей; диффузное сварки позволяет соединять металл даже с керамическим материалом.

Броуновское движение было открыто в начале XIX в. (1827 г.) английским ботаником Робертом Броуном тогда, когда он наблюдал под микроскопом крошечные частицы растительного происхождения (споры), которые находились в воде. Он с удивлением убедился, что такие частицы никогда не находятся в покое!

Броуновское движение — это непрерывный хаотическое движение частиц, расположенных в жидкости или газе при таких условиях, что сила тяжести не влияет на их движение.

Причиной броуновского движения частицы является нескомпенсированные удары, с которыми молекулы жидкости или газа со всех сторон действуют на эту частицу. (Демонстрация модели хаотического движения молекул.) Интенсивность движения зависит от массы частицы, температуры и вязкости среды. Теорию броуновского движения создал в 1905 году Эйнштейн.

Мы в Google+