Μοριακή-κινητική θεωρία - το δόγμα της δομής και των ιδιοτήτων της ύλης, χρησιμοποιώντας την έννοια της ύπαρξης ατόμων και μορίων ως τα μικρότερα σωματίδια μιας χημικής ουσίας. Το MCT βασίζεται σε τρεις δηλώσεις που αποδεικνύονται αυστηρά από πειράματα:
Η ουσία αποτελείται από σωματίδια - άτομα και μόρια, μεταξύ των οποίων υπάρχουν κενά.
Αυτά τα σωματίδια βρίσκονται σε χαοτική κίνηση, η ταχύτητα της οποίας επηρεάζεται από τη θερμοκρασία.
Τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Το γεγονός ότι μια ουσία αποτελείται πραγματικά από μόρια μπορεί να αποδειχθεί προσδιορίζοντας το μέγεθός τους: Μια σταγόνα ελαίου απλώνεται στην επιφάνεια του νερού, σχηματίζοντας ένα στρώμα του οποίου το πάχος είναι ίσο με τη διάμετρο του μορίου. Μια σταγόνα με όγκο 1 mm 3 δεν μπορεί να απλωθεί περισσότερο από 0,6 m 2:
Σύγχρονες συσκευές ( ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, προβολέας ιόντων) σας επιτρέπει να βλέπετε μεμονωμένα άτομα και μόρια.
Δυνάμεις αλληλεπίδρασης μορίων. α) η αλληλεπίδραση είναι ηλεκτρομαγνητικής φύσης. β) δυνάμεις μικρής εμβέλειας βρίσκονται σε αποστάσεις συγκρίσιμες με το μέγεθος των μορίων. γ) υπάρχει τέτοια απόσταση όταν οι δυνάμεις έλξης και απώθησης είναι ίσες (R 0), εάν R> R 0, τότε οι δυνάμεις έλξης υπερισχύουν εάν R Η δράση των δυνάμεων της μοριακής έλξης αποκαλύπτεται σε ένα πείραμα με κυλίνδρους μολύβδου που κολλάνε μεταξύ τους μετά τον καθαρισμό των επιφανειών τους. Τα μόρια και τα άτομα σε ένα στερεό κάνουν τυχαίες ταλαντώσεις σχετικά με θέσεις στις οποίες εξισορροπούνται οι δυνάμεις έλξης και απώθησης από γειτονικά άτομα. Σε ένα υγρό, τα μόρια όχι μόνο ταλαντώνονται γύρω από τη θέση ισορροπίας, αλλά και πηδούν από τη μια θέση ισορροπίας στην άλλη, αυτά τα μοριακά άλματα είναι η αιτία της ρευστότητας του υγρού, της ικανότητάς του να παίρνει τη μορφή αγγείου. Στα αέρια, συνήθως οι αποστάσεις μεταξύ ατόμων και μορίων είναι, κατά μέσο όρο, πολύ μεγαλύτερες από τις διαστάσεις των μορίων. Οι απωστικές δυνάμεις δεν δρουν σε μεγάλες αποστάσεις, επομένως τα αέρια συμπιέζονται εύκολα. Δεν υπάρχουν πρακτικά ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων αερίου, επομένως τα αέρια έχουν την ιδιότητα να διαστέλλονται απεριόριστα. Κάθε ουσία αποτελείται από σωματίδια, επομένως η ποσότητα μιας ουσίας θεωρείται ανάλογη του αριθμού των σωματιδίων. Η μονάδα ποσότητας μιας ουσίας είναι το mole. Ένα mole ισούται με την ποσότητα της ουσίας ενός συστήματος που περιέχει τόσα σωματίδια όσα άτομα υπάρχουν σε 0,012 kg άνθρακα. Ο λόγος του αριθμού των μορίων προς την ποσότητα της ουσίας ονομάζεται σταθερά Avogadro: Η σταθερά Avogadro είναι . Δείχνει πόσα άτομα ή μόρια περιέχονται σε ένα mole μιας ουσίας. Η ποσότητα μιας ουσίας μπορεί να βρεθεί ως ο λόγος του αριθμού των ατόμων ή μορίων μιας ουσίας προς τη σταθερά Avogadro: Μοριακή μάζα είναι μια ποσότητα ίση με την αναλογία της μάζας μιας ουσίας προς την ποσότητα μιας ουσίας: Η μοριακή μάζα μπορεί να εκφραστεί ως προς τη μάζα του μορίου: Για να προσδιορίσετε τη μάζα των μορίων, πρέπει να διαιρέσετε τη μάζα μιας ουσίας με τον αριθμό των μορίων σε αυτήν: Η κίνηση Brown είναι η θερμική κίνηση των σωματιδίων που αιωρούνται σε ένα αέριο ή υγρό. Ο Άγγλος βοτανολόγος Robert Brown (1773 - 1858) το 1827 ανακάλυψε την τυχαία κίνηση στερεών σωματιδίων ορατών μέσω μικροσκοπίου σε ένα υγρό. Αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε κίνηση Brown. Αυτή η κίνηση δεν σταματά. με την αύξηση της θερμοκρασίας, η έντασή της αυξάνεται. Η κίνηση Brown είναι αποτέλεσμα διακυμάνσεων της πίεσης (μια αξιοσημείωτη απόκλιση από τη μέση τιμή). Ο λόγος για την κίνηση Brown ενός σωματιδίου είναι ότι οι επιπτώσεις των μορίων του υγρού στο σωματίδιο δεν αλληλοεξουδετερώνονται. Σε ένα σπάνιο αέριο, η απόσταση μεταξύ των μορίων είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από το μέγεθός τους. Σε αυτή την περίπτωση, η αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων είναι αμελητέα και η κινητική ενέργεια των μορίων είναι πολύ μεγαλύτερη από τη δυναμική ενέργεια της αλληλεπίδρασής τους. Για να εξηγηθούν οι ιδιότητες μιας ουσίας σε αέρια κατάσταση, αντί για πραγματικό αέριο, χρησιμοποιείται το φυσικό της μοντέλο - ιδανικό αέριο. Το μοντέλο υποθέτει: η απόσταση μεταξύ των μορίων είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από τη διάμετρό τους. Τα μόρια είναι ελαστικές μπάλες. δεν υπάρχουν ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων. Όταν τα μόρια συγκρούονται μεταξύ τους και με τα τοιχώματα του αγγείου, ενεργούν απωστικές δυνάμεις. Η μοριακή κίνηση υπακούει στους νόμους της μηχανικής. Η βασική εξίσωση του MKT ενός ιδανικού αερίου είναι: Η βασική εξίσωση του MKT καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της πίεσης ενός αερίου εάν είναι γνωστά η μάζα του μορίου, η μέση τιμή του τετραγώνου της ταχύτητας και η συγκέντρωση των μορίων. Η πίεση ενός ιδανικού αερίου έγκειται στο γεγονός ότι τα μόρια, όταν συγκρούονται με τα τοιχώματα του αγγείου, αλληλεπιδρούν μαζί τους σύμφωνα με τους νόμους της μηχανικής ως ελαστικά σώματα. Όταν ένα μόριο συγκρούεται με το τοίχωμα του αγγείου, η προβολή της ταχύτητας v x του διανύσματος ταχύτητας στον άξονα OX, κάθετο στο τοίχωμα, αλλάζει πρόσημο στο αντίθετο, αλλά παραμένει σταθερή σε απόλυτη τιμή. Κατά τη σύγκρουση, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, το μόριο δρα στον τοίχο με δύναμη F 2 ίση σε απόλυτη τιμή με τη δύναμη F 1 και κατευθυνόμενη αντίθετα. Εξίσωση κατάστασης ιδανικού αερίου (εξίσωση Mendeleev-Clapeyron). Καθολική σταθερά αερίου: Με βάση την εξάρτηση της πίεσης του αερίου από τη συγκέντρωση των μορίων και τη θερμοκρασία του, μπορεί να ληφθεί μια εξίσωση που σχετίζεται και με τις τρεις μακροσκοπικές παραμέτρους: πίεση, όγκο και θερμοκρασία, που χαρακτηρίζουν την κατάσταση μιας δεδομένης μάζας ενός επαρκώς αραιωμένου αερίου. Αυτή η εξίσωση ονομάζεται εξίσωση κατάστασης ιδανικού αερίου. Πού είναι η καθολική σταθερά αερίου για μια δεδομένη μάζα αερίου, επομένως Εξίσωση Clapeyron. Οι ποσοτικές σχέσεις μεταξύ δύο παραμέτρων αερίου για μια σταθερή τιμή της τρίτης παραμέτρου ονομάζονται νόμοι αερίων. Και οι διεργασίες που συμβαίνουν σε μια σταθερή τιμή μιας από τις παραμέτρους είναι ισοδιεργασίες. Ισοθερμική διαδικασία - η διαδικασία αλλαγής της κατάστασης του θερμοδυναμικού συστήματος μακροσκοπικών σωμάτων σε σταθερή θερμοκρασία. Για ένα αέριο δεδομένης μάζας, το γινόμενο της πίεσης του αερίου και του όγκου του είναι σταθερό εάν η θερμοκρασία του αερίου δεν μεταβάλλεται. - Νόμος του Boyle - Mariotte. Ισοχωρική διαδικασία - η διαδικασία αλλαγής της κατάστασης του θερμοδυναμικού συστήματος μακροσκοπικών σωμάτων σε σταθερό όγκο. Για ένα αέριο δεδομένης μάζας, ο λόγος της πίεσης προς τη θερμοκρασία είναι σταθερός εάν ο όγκος του αερίου δεν μεταβάλλεται. ο νόμος του Καρόλου. Ισοβαρική διαδικασία - η διαδικασία αλλαγής της κατάστασης του θερμοδυναμικού συστήματος μακροσκοπικών σωμάτων σε σταθερή πίεση. Για ένα αέριο δεδομένης μάζας, ο λόγος όγκου προς θερμοκρασία είναι σταθερός εάν η πίεση του αερίου δεν μεταβάλλεται. - Ο νόμος του Gay-Lussac. Η μοριακή-κινητική θεωρία της δομής της ύλης βασίζεται σε τρεις θέσεις, καθεμία από τις οποίες έχει αποδειχθεί μέσω πειραμάτων: μια ουσία αποτελείται από σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια κινούνται τυχαία. τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Οι ιδιότητες και η συμπεριφορά των σωμάτων, που κυμαίνονται από τα σπάνια αέρια της ανώτερης ατμόσφαιρας και τελειώνουν με στερεά σώματα στη Γη, καθώς και οι υπερπυκνοί πυρήνες πλανητών και αστεριών, καθορίζονται από την κίνηση των σωματιδίων που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους που αποτελούν όλα τα σώματα - μόρια, άτομα, ή ακόμη μικρότεροι σχηματισμοί - στοιχειώδη σωματίδια. Εκτίμηση των μεγεθών των μορίων.Για πλήρη εμπιστοσύνη στην πραγματικότητα της ύπαρξης μορίων, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν τα μεγέθη τους. Ας εξετάσουμε μια σχετικά απλή μέθοδο για την εκτίμηση του μεγέθους των μορίων. Είναι γνωστό ότι είναι αδύνατο να πιέσεις μια πτώση ελαιόλαδοαπλώνεται στην επιφάνεια του νερού έτσι ώστε να καταλαμβάνει μια περιοχή μεγαλύτερη από 1. Μπορεί να υποτεθεί ότι όταν το λάδι απλώνεται στη μέγιστη περιοχή, σχηματίζει ένα στρώμα με πάχος μόνο ενός μορίου. Είναι εύκολο να προσδιοριστεί το πάχος αυτού του στρώματος και έτσι να εκτιμηθεί το μέγεθος του μορίου του ελαιολάδου. Ας κόψουμε νοερά έναν κύβο όγκου σε τετράγωνα στρώματα επιφάνειας το καθένα έτσι ώστε να μπορούν να καλύψουν την περιοχή (Εικ. 2). Ο αριθμός τέτοιων στρωμάτων θα είναι ίσος με: Το πάχος του στρώματος λαδιού, και επομένως το μέγεθος του μορίου του ελαιολάδου, μπορεί να βρεθεί διαιρώντας την άκρη ενός κύβου 0,1 cm με τον αριθμό των στρωμάτων: cm. Ιωνικός προβολέας.Προς το παρόν, δεν χρειάζεται να απαριθμήσουμε όλους τους πιθανούς τρόπους απόδειξης της ύπαρξης ατόμων και μορίων. Τα σύγχρονα όργανα καθιστούν δυνατή την παρατήρηση εικόνων μεμονωμένων ατόμων και μορίων. Στο εγχειρίδιο της φυσικής για την τάξη VI, υπάρχει μια φωτογραφία που τραβήχτηκε με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, στην οποία μπορείτε να δείτε τη διάταξη μεμονωμένων ατόμων στην επιφάνεια ενός κρυστάλλου χρυσού. Αλλά το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι μια πολύ περίπλοκη συσκευή. Θα εξοικειωθούμε με μια πολύ πιο απλή συσκευή που μας επιτρέπει να λαμβάνουμε εικόνες μεμονωμένων ατόμων και να υπολογίζουμε το μέγεθός τους. Αυτή η συσκευή ονομάζεται προβολέας ιόντων ή μικροσκόπιο ιόντων. Διατάσσεται ως εξής: στο κέντρο ενός σφαιρικού αγγείου με ακτίνα περίπου 10 cm, βρίσκεται το σημείο μιας βελόνας βολφραμίου (Εικ. 3). Η ακτίνα καμπυλότητας του άκρου γίνεται όσο το δυνατόν μικρότερη με τη σύγχρονη τεχνολογία κατεργασίας μετάλλων - περίπου 5-10 6 εκ. Η εσωτερική επιφάνεια της σφαίρας καλύπτεται με ένα λεπτό αγώγιμο στρώμα που μπορεί, σαν οθόνη σωλήνα τηλεόρασης, να λάμπει κάτω από επίδραση των γρήγορων σωματιδίων. Μια τάση αρκετών εκατοντάδων βολτ δημιουργείται μεταξύ του θετικά φορτισμένου άκρου και του αρνητικά φορτισμένου αγώγιμου στρώματος. Το δοχείο γεμίζεται με ήλιο σε χαμηλή πίεση 100 Pa (0,75 mm Hg). Τα άτομα βολφραμίου στην επιφάνεια του σημείου σχηματίζουν μικροσκοπικά «εξογκώματα» (Εικ. 4). Όταν πλησιάζει τυχαία κινούμενα άτομα ηλίου με άτομα βολφραμίου, ένα ηλεκτρικό πεδίο, ιδιαίτερα ισχυρό κοντά σε άτομα στην επιφάνεια της κορυφής, αποκόπτει τα ηλεκτρόνια από τα άτομα ηλίου και μετατρέπει αυτά τα άτομα σε ιόντα. Τα ιόντα ηλίου απωθούνται από το θετικά φορτισμένο άκρο και κινούνται με μεγάλη ταχύτητα κατά μήκος των ακτίνων της σφαίρας. Σε σύγκρουση με την επιφάνεια της σφαίρας, τα ιόντα προκαλούν λάμψη. Ως αποτέλεσμα, μια μεγεθυμένη εικόνα της διάταξης των ατόμων βολφραμίου στο άκρο εμφανίζεται στην οθόνη (Εικ. 5). Τα φωτεινά σημεία στην οθόνη είναι εικόνες μεμονωμένων ατόμων. Η μεγέθυνση του προβολέα - η αναλογία της απόστασης μεταξύ των εικόνων των ατόμων προς την απόσταση μεταξύ των ίδιων των ατόμων - αποδεικνύεται ότι είναι ίση με την αναλογία της ακτίνας του δοχείου προς την ακτίνα του άκρου και φτάνει τα δύο εκατομμύρια. Γι' αυτό είναι δυνατό να δούμε μεμονωμένα άτομα. Η διάμετρος ενός ατόμου βολφραμίου, που προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας έναν προβολέα ιόντων, αποδεικνύεται ότι είναι περίπου εκ. Τα μεγέθη των ατόμων που βρέθηκαν με άλλες μεθόδους αποδεικνύονται περίπου τα ίδια. Τα μεγέθη των μορίων που αποτελούνται από πολλά άτομα είναι φυσικά μεγαλύτερα. Με κάθε εισπνοή, συλλαμβάνετε τόσα πολλά μόρια στους πνεύμονές σας που αν όλα κατανεμηθούν ομοιόμορφα στην ατμόσφαιρα της Γης μετά την εκπνοή, τότε κάθε κάτοικος του πλανήτη θα λάμβανε δύο μόρια κατά την εισπνοή που επισκέφτηκαν τους πνεύμονές σας. Πολλά πειράματα το δείχνουν μέγεθος μορίουπολύ μικρό. Το γραμμικό μέγεθος ενός μορίου ή ατόμου μπορεί να βρεθεί με διάφορους τρόπους. Για παράδειγμα, με τη βοήθεια ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, λήφθηκαν φωτογραφίες ορισμένων μεγάλων μορίων και με τη βοήθεια ενός προβολέα ιόντων (ιοντικό μικροσκόπιο), μπορεί κανείς όχι μόνο να μελετήσει τη δομή των κρυστάλλων, αλλά και να καθορίσει την απόσταση μεταξύ των μεμονωμένων ατόμων σε ένα μόριο. Χρησιμοποιώντας τα επιτεύγματα της σύγχρονης πειραματικής τεχνολογίας, κατέστη δυνατός ο προσδιορισμός των γραμμικών διαστάσεων απλών ατόμων και μορίων, που είναι περίπου 10-8 εκ. Οι γραμμικές διαστάσεις σύνθετων ατόμων και μορίων είναι πολύ μεγαλύτερες. Για παράδειγμα, το μέγεθος ενός μορίου πρωτεΐνης είναι 43*10 -8 cm. Για τον χαρακτηρισμό των ατόμων, χρησιμοποιείται η έννοια των ατομικών ακτίνων, η οποία καθιστά δυνατή την κατά προσέγγιση εκτίμηση των διατομικών αποστάσεων σε μόρια, υγρά ή στερεά, καθώς τα άτομα δεν έχουν σαφή όρια σε μέγεθος. Αυτό είναι ατομική ακτίνα- αυτή είναι μια σφαίρα στην οποία περικλείεται το κύριο μέρος της πυκνότητας ηλεκτρονίων ενός ατόμου (τουλάχιστον 90 ... 95%). Το μέγεθος ενός μορίου είναι τόσο μικρό που μπορεί να αναπαρασταθεί μόνο με συγκρίσεις. Για παράδειγμα, ένα μόριο νερού είναι πολλές φορές μικρότερο από ένα μεγάλο μήλο, πόσες φορές ένα μήλο είναι μικρότερο την υδρόγειο. Οι μάζες των μεμονωμένων μορίων και ατόμων είναι πολύ μικρές, επομένως είναι πιο βολικό να χρησιμοποιείτε σχετικές παρά απόλυτες τιμές μάζας στους υπολογισμούς. Σχετικό μοριακό βάρος(ή σχετική ατομική μάζα) ουσίες M r είναι ο λόγος της μάζας ενός μορίου (ή ατόμου) μιας δεδομένης ουσίας προς το 1/12 της μάζας ενός ατόμου άνθρακα. M r \u003d (m 0) : (m 0C / 12) όπου m 0 είναι η μάζα ενός μορίου (ή ατόμου) μιας δεδομένης ουσίας, m 0C είναι η μάζα ενός ατόμου άνθρακα. Η σχετική μοριακή (ή ατομική) μάζα μιας ουσίας δείχνει πόσες φορές η μάζα ενός μορίου ουσίας είναι μεγαλύτερη από το 1/12 της μάζας του ισοτόπου άνθρακα C 12. Η σχετική μοριακή (ατομική) μάζα εκφράζεται σε μονάδες ατομικής μάζας. Μονάδα ατομικής μάζαςείναι το 1/12 της μάζας του ισοτόπου άνθρακα C 12. Οι ακριβείς μετρήσεις έδειξαν ότι η μονάδα ατομικής μάζας είναι 1.660 * 10 -27 kg, δηλαδή 1 amu = 1.660 * 10 -27 κιλά Η σχετική μοριακή μάζα μιας ουσίας μπορεί να υπολογιστεί προσθέτοντας τις σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων που αποτελούν το μόριο της ουσίας. Η σχετική ατομική μάζα των χημικών στοιχείων υποδεικνύεται στο περιοδικό σύστημα των χημικών στοιχείων από το D.I. Μεντελέεφ. Στο περιοδικό σύστημα Δ.Ι. Ο Mendeleev για κάθε στοιχείο υποδεικνύεται ατομική μάζα, η οποία μετριέται σε μονάδες ατομικής μάζας (amu). Για παράδειγμα, η ατομική μάζα του μαγνησίου είναι 24.305 amu, δηλαδή το μαγνήσιο είναι δύο φορές πιο βαρύ από τον άνθρακα, αφού η ατομική μάζα του άνθρακα είναι 12 amu. (αυτό προκύπτει από το γεγονός ότι 1 amu = 1/12 της μάζας του ισοτόπου άνθρακα που αποτελεί την πλειοψηφία του ατόμου άνθρακα). Γιατί να μετρήσετε τη μάζα των μορίων και των ατόμων σε amu, εάν υπάρχουν γραμμάρια και κιλά; Φυσικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτές τις μονάδες, αλλά θα είναι πολύ άβολο για τη γραφή (θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν πάρα πολλοί αριθμοί για να καταγράψετε τη μάζα). Για να βρείτε τη μάζα ενός στοιχείου σε χιλιόγραμμα, πολλαπλασιάστε την ατομική μάζα του στοιχείου επί 1 amu. Η ατομική μάζα βρίσκεται σύμφωνα με τον περιοδικό πίνακα (γραμμένο στα δεξιά του χαρακτηρισμού του γράμματος του στοιχείου). Για παράδειγμα, το βάρος ενός ατόμου μαγνησίου σε κιλά θα ήταν: m 0Mg = 24.305 * 1 π.μ. = 24.305 * 1.660 * 10 -27 = 40.3463 * 10 -27 kg Η μάζα ενός μορίου μπορεί να υπολογιστεί προσθέτοντας τις μάζες των στοιχείων που απαρτίζουν το μόριο. Για παράδειγμα, η μάζα ενός μορίου νερού (H 2 O) θα είναι ίση με: m 0H2O \u003d 2 * m 0H + m 0O \u003d 2 * 1,00794 + 15,9994 \u003d 18,0153 a.e.m. = 29.905 * 10 -27 κιλά ΕΛΙΑ δερματοςισούται με την ποσότητα της ουσίας του συστήματος, που περιέχει τόσα μόρια όσα άτομα υπάρχουν σε 0,012 kg άνθρακα C 12. Δηλαδή, αν έχουμε ένα σύστημα με κάποια ουσία, και σε αυτό το σύστημα υπάρχουν τόσα μόρια αυτής της ουσίας όσα άτομα σε 0,012 kg άνθρακα, τότε μπορούμε να πούμε ότι σε αυτό το σύστημα έχουμε 1 mole ουσίας. Ποσότητα ουσίαςν ισούται με την αναλογία του αριθμού των μορίων σε ένα δεδομένο σώμα προς τον αριθμό των ατόμων σε 0,012 kg άνθρακα, δηλαδή τον αριθμό των μορίων σε 1 mole μιας ουσίας. ν = N / N A όπου N είναι ο αριθμός των μορίων σε ένα δεδομένο σώμα, N A είναι ο αριθμός των μορίων σε 1 mole της ουσίας που συνθέτει το σώμα. Το N A είναι η σταθερά του Avogadro. Η ποσότητα μιας ουσίας μετριέται σε mol. Σταθερά Avogadroείναι ο αριθμός των μορίων ή των ατόμων σε 1 mole μιας ουσίας. Αυτή η σταθερά πήρε το όνομά της προς τιμήν του Ιταλού χημικού και φυσικού Amedeo Avogadro (1776 – 1856). 1 mole οποιασδήποτε ουσίας περιέχει τον ίδιο αριθμό σωματιδίων. N A \u003d 6,02 * 10 23 mol -1 Μοριακή μάζαείναι η μάζα μιας ουσίας που λαμβάνεται σε ποσότητα ενός mol: μ = m 0 * N A όπου m 0 είναι η μάζα του μορίου. Η μοριακή μάζα εκφράζεται σε κιλά ανά mole (kg/mol = kg*mol -1). Η μοριακή μάζα σχετίζεται με τη σχετική μοριακή μάζα από τη σχέση: μ \u003d 10 -3 * M r [kg * mol -1] Η μάζα οποιασδήποτε ποσότητας ουσίας m είναι ίση με το γινόμενο της μάζας ενός μορίου m 0 με τον αριθμό των μορίων: m = m 0 N = m 0 N A ν = μν Η ποσότητα μιας ουσίας είναι ίση με την αναλογία της μάζας της ουσίας προς τη μοριακή της μάζα: ν = m / μ Η μάζα ενός μορίου μιας ουσίας μπορεί να βρεθεί εάν η μοριακή μάζα και η σταθερά του Avogadro είναι γνωστές: m 0 = m / N = m / νN A = μ / N A Ο ακριβέστερος προσδιορισμός της μάζας των ατόμων και των μορίων επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μάζας - μια συσκευή στην οποία μια δέσμη φορτισμένων σωματιδίων διαχωρίζεται στο διάστημα ανάλογα με τη μάζα φορτίου τους χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Για παράδειγμα, ας βρούμε τη μοριακή μάζα ενός ατόμου μαγνησίου. Όπως διαπιστώσαμε παραπάνω, η μάζα ενός ατόμου μαγνησίου είναι m0Mg = 40,3463 * 10 -27 kg. Τότε η μοριακή μάζα θα είναι: μ \u003d m 0Mg * N A \u003d 40,3463 * 10 -27 * 6,02 * 10 23 \u003d 2,4288 * 10 -2 kg / mol Δηλαδή, 2,4288 * 10 -2 κιλά μαγνησίου «χωράνε» σε ένα mole. Λοιπόν, ή περίπου 24,28 γραμμάρια. Όπως μπορείτε να δείτε, η μοριακή μάζα (σε γραμμάρια) είναι σχεδόν ίση με την ατομική μάζα που υποδεικνύεται για το στοιχείο στον περιοδικό πίνακα. Επομένως, όταν υποδεικνύουν την ατομική μάζα, συνήθως κάνουν αυτό: Η ατομική μάζα του μαγνησίου είναι 24.305 amu. (g/mol). >>Φυσική: Βασικές αρχές της μοριακής κινητικής θεωρίας. Μεγέθη μορίων Ενταση ΗΧΟΥ Vστρώμα λαδιού είναι ίσο με το γινόμενο της επιφάνειάς του μικρόγια πάχος ρεστρώμα, δηλ. V=Sd. Επομένως, το μέγεθος ενός μορίου ελαιολάδου είναι: Δεν χρειάζεται να απαριθμήσουμε τώρα όλους τους πιθανούς τρόπους απόδειξης της ύπαρξης ατόμων και μορίων. Τα σύγχρονα όργανα καθιστούν δυνατή τη θέαση εικόνων μεμονωμένων ατόμων και μορίων. Το σχήμα 8.2 δείχνει μια μικρογραφία της επιφάνειας μιας γκοφρέτας πυριτίου, όπου τα εξογκώματα είναι μεμονωμένα άτομα πυριτίου. Τέτοιες εικόνες έμαθαν για πρώτη φορά να λαμβάνονται το 1981 χρησιμοποιώντας όχι συνηθισμένα οπτικά, αλλά πολύπλοκα μικροσκόπια σήραγγας. Τα μεγέθη των μορίων, συμπεριλαμβανομένων αυτών του ελαιολάδου, περισσότερα μεγέθηάτομα. Η διάμετρος οποιουδήποτε ατόμου είναι περίπου 10 -8 εκ. Αυτές οι διαστάσεις είναι τόσο μικρές που είναι δύσκολο να τις φανταστεί κανείς. Σε τέτοιες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται συγκρίσεις. Με κάθε εισπνοή, συλλαμβάνετε τόσα πολλά μόρια που αν όλα ήταν ομοιόμορφα κατανεμημένα στην ατμόσφαιρα της Γης μετά την εκπνοή, τότε κάθε κάτοικος του πλανήτη θα λάμβανε δύο ή τρία μόρια που υπήρχαν στους πνεύμονές σας κατά την εισπνοή. ??? G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Φυσική τάξη 10 Εάν έχετε διορθώσεις ή προτάσεις για αυτό το μάθημα,2. Μάζα και μέγεθος μορίων. Σταθερά Avogadro
3. Κίνηση Brown και ιδανικό αέριο
μόριο ουσίας
Σταθερά Avogadro
Τα μόρια είναι πολύ μικρά, αλλά δείτε πόσο εύκολο είναι να υπολογίσετε το μέγεθος και τη μάζα τους. Αρκεί μια παρατήρηση και δυο απλοί υπολογισμοί. Είναι αλήθεια ότι πρέπει ακόμα να καταλάβουμε πώς να το κάνουμε αυτό.
Η μοριακή-κινητική θεωρία της δομής της ύλης βασίζεται σε τρεις δηλώσεις: Η ύλη αποτελείται από σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια κινούνται τυχαία. τα σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Κάθε ισχυρισμός αποδεικνύεται αυστηρά με πειράματα.
Οι ιδιότητες και η συμπεριφορά όλων των σωμάτων χωρίς εξαίρεση, από τα βλεφαροειδή έως τα αστέρια, καθορίζονται από την κίνηση των σωματιδίων που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους: μόρια, άτομα ή ακόμη και μικρότεροι σχηματισμοί - στοιχειώδη σωματίδια.
Εκτίμηση των μεγεθών των μορίων.Για να είμαστε απόλυτα σίγουροι για την ύπαρξη μορίων, είναι απαραίτητο να προσδιορίσουμε τα μεγέθη τους.
Ο ευκολότερος τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να παρατηρήσετε το άπλωμα μιας σταγόνας λαδιού, όπως το ελαιόλαδο, στην επιφάνεια του νερού. Το λάδι δεν θα καταλάβει ποτέ ολόκληρη την επιφάνεια εάν το δοχείο είναι μεγάλο ( εικ.8.1). Είναι αδύνατο να απλωθεί ένα σταγονίδιο 1 mm 3 ώστε να καταλαμβάνει επιφάνεια μεγαλύτερη από 0,6 m 2 . Μπορεί να υποτεθεί ότι όταν το λάδι απλώνεται στη μέγιστη περιοχή, σχηματίζει ένα στρώμα με πάχος μόνο ενός μορίου - ένα "μονομοριακό στρώμα". Είναι εύκολο να προσδιοριστεί το πάχος αυτού του στρώματος και έτσι να εκτιμηθεί το μέγεθος του μορίου του ελαιολάδου. 
Εδώ είναι ένα από αυτά. Εάν τα δάχτυλα είναι σφιγμένα σε μια γροθιά και μεγεθυνθούν στο μέγεθος της σφαίρας, τότε το άτομο, με την ίδια μεγέθυνση, θα γίνει το μέγεθος μιας γροθιάς.
Αριθμός μορίων.Με πολύ μικρά μεγέθη μορίων, ο αριθμός τους σε κάθε μακροσκοπικό σώμα είναι τεράστιος. Ας υπολογίσουμε τον κατά προσέγγιση αριθμό μορίων σε μια σταγόνα νερού με μάζα 1 g και, επομένως, όγκο 1 cm 3 .
Η διάμετρος ενός μορίου νερού είναι περίπου 3 10 -8 cm. Αν υποθέσουμε ότι κάθε μόριο νερού με πυκνή συσκευασία μορίων καταλαμβάνει όγκο (3 10 -8 cm) 3, μπορείτε να βρείτε τον αριθμό των μορίων σε μια σταγόνα διαιρώντας το πτώση όγκου (1 cm 3) κατά όγκο, ανά μόριο:
Οι διαστάσεις του ατόμου είναι μικρές: .
Οι τρεις κύριες διατάξεις της μοριακής-κινητικής θεωρίας θα συζητηθούν επανειλημμένα.
1. Ποιες μετρήσεις πρέπει να ληφθούν για να υπολογιστεί το μέγεθος ενός μορίου ελαιολάδου;
2. Εάν ένα άτομο επρόκειτο να αυξηθεί στο μέγεθος ενός σπόρου παπαρούνας (0,1 mm), τότε τι μέγεθος σώματος θα έφτανε ο κόκκος με την ίδια μεγέθυνση;
3. Να αναφέρετε τις αποδείξεις για την ύπαρξη μορίων που σας είναι γνωστά που δεν αναφέρονται στο κείμενο.