Атомы и молекулы. Молекулярное строение вещества. Движение молекул. Явление диффузии

Атомы и молекулы. Молекулярное строение вещества. Движение молекул. Явление диффузии Цель урока: рассказать учащимся, что такое атом и что такое молекула вещества; объяснить, как  происходит движение молекул; дать определение явлению диффузии. Ход урока: 1. Организационный момент 2. Проверка домашнего задания А) Что такое природные явления? Б) Что изучает наука физика? В) Что изучает астрономия? Г) Назовите основные методы изучения природы? Д) Что называется физическими величинами. И как можно их измерить? 3. Объяснение новой темы С древнейших времен люди задумывались над переходом вещества из одного состояния в другое.  Например, почему вода при охлаждении превращается в лед, а при нагревании ­ в пар? Металлы  при нагревании плавятся, а жидкости при охлаждении затвердевают. Могут ли металлы  испаряться? Ответы на такие вопросы были получены в процессе исторического развития теории о  строении вещества. Идея о том, что все тела состоят из мельчайших частиц, стала формироваться в Древней Греции.  Основателем этой идеи является древнегреческий философ Демокрит (V в. до н. э.). Он считал, что существует предел деления любого тела, в конце концов можно получить далее неделимые  мельчайшие частицы ­ атомы (от греч. атомос ­ неделимый). Он также полагал, что атомы  находятся в постоянном движении, у различных тел они отличаются друг от друга размером и  формой. Идею Демокрита развил Эпикур (341­270 до н. э.). Он, так же как и Демокрит, утверждал, что  «атомы различаются по размерам, форме, объему и весу». Эти выводы о строении вещества являлись только смелыми предположениями, еще не нашедшими  экспериментального подтверждения. Поэтому учение об атомном строении вещества долгое время  не находило применения. Даже великий Аристотель не разделял взглядов Демокрита. А в Европе в  эпоху Возрождения сторонникам учения об атомном строении вещества выносили смертный  приговор. Итальянский ученый Джордано Бруно, сожженный на костре за свои научные взгляды(1600), не сомневался в правильности атомного учения. К концу эпохи Возрождения учение об  атомном строении вещества одержало полную победу. В 1827 г. английский ботаник Р. Броун (1773­1858) экспериментально открыл новое явление,  доказывающее, что молекулы вещества непрерывно и беспорядочно двигаются. Рассматривая под  микроскопом пыльцу растений, находившуюся во взвешенном состоянии в воде, он заметил, что  частицы непрерывно хаотично движутся. Возникает вопрос: почему эти частицы движутся беспорядочно и непрерывно? Действительно, молекулы жидкости, находящиеся в хаотическом движении, наталкиваются на  пыльцу и беспорядочно толкают ее в разные стороны. Поскольку их столкновения происходят  непрерывно и в различных направлениях, пыльца непроизвольно совершает хаотическое  непрерывное движение. Беспорядочное и непрерывное движение мелких частиц (пыльца, пылинки и т. д.), находящихся в  воздухе или жидкости, называют броуновским движением. Броуновское движение частиц  является следствием непрерывного и хаотического движения молекул и атомов. В XX в. окончательно было установлено, что атом является сложной частицей, так как состоит из  различных более мелких частиц. Их называют элементарными частицами. Атом любого вещества состоит из трех элементарных частиц: электронов,  протонов инейтронов. Атомные частицы обладают различными электрические ми  характеристиками. Так, например, электрон имеет отрицательный электрический заряд, а протон ­  положительный заряд. Однако численное значение их одинаково и является самым наименьшим  зарядом как у электрона, так и протона. Поэтому заряды электрона и протона  называются элементарными зарядами и обозначаются соответственно (­е) и (+е). Заряд, как и  масса, является неотъемлемым свойством материи, С ними вы более подробно ознакомитесь в  старших классах. Нейтрон не обнаруживает заряда. Масса атома в основном сосредоточена в его ядре. Действительно, масса протона в 1836 раз больше массы электрона. Масса нейтрона, который также входит в состав ядра, как и протон, в 1841 раз  превышает массу. Все вещества, встречающиеся в мире, имеют в своем составе какие­либо атомы  92 химических элементов. Атом каждого элемента — самая мельчайшая частица, характеризующая химические свойства этого элемента. Молекула — это наименьшая частица вещества, облагающая его основными химическими  свойствами. Чтобы представить себе размер молекулы, приводим следующие примеры: во сколько раз яблоко  средней величины меньше земного шара, во столько же раз молекула меньше яблока. В заключение можно сказать: атом — наименьшая частица элемента, молекула —  наименьшая частица вещества. Тела состоят из различных веществ. 2Многочисленные опыты показали, что частицы, из которых состоят тела, находятся в непрерывном  движении. Например, если в комнату внести вещество с резким запахом, то его запах  распространится по всей комнате. Отсюда можно сделать предположение, что мельчайшие частицы тела находятся в непрерывном движении. Однако достоверность научных предположений нужно проверить с помощью многочисленных  опытов. Например, если посмотреть на полосу света, проникающую через щель в темную комнату, то можно увидеть, что мельчайшие частицы в воздухе находятся в беспорядочном движении. Эти частицы,  конечно же, не являются молекулами. Однако невидимые глазу многочисленные молекулы и атомы  воздуха, находясь в непрерывном беспорядочном движении, постоянно ударяются об эти частицы,  заставляя их беспорядочно двигаться. Таким образом, беспорядочное движение частиц,  содержащихся в воздухе, является следствием непрерывного движения молекул и атомов. В том, что частицы жидкости также находятся в движении, можно убедиться на примере  следующего опыта. В стеклянный сосуд наливают раствор медного купороса (сульфата меди).  Сверху в раствор очень осторожно доливают чистую воду. В начале опыта можно увидеть четкую  границу между темно­голубым раствором и прозрачной водой (рис. 29, а).Через несколько дней  граница между жидкостями исчезает, в сосуде образуется раствор одного цвета. Отсюда вытекает,  что молекулы жидкостей, находящиеся в покоящемся сосуде, движутся непрерывно и  беспорядочно. Проникновение молекул одного вещества в межмолекулярные пустоты другого вещества  называется диффузией. Диффузия в переводе с латинского языка означает растекание, рас­ пространение. Из вышесказанного вытекает следующий вывод: частицы, из которых состоят газообразные, жидкие и твердые тела, располагаются на определенном расстоянии друг от друга и находятся в  непрерывном движении. Большую часть объема тела занимает свободное пространство. Не только  твердое тело, но и атомы имеют «огромное» свободное пространство. Чтобы представить это  умозрительно, увеличим ядро атома до размера вишни. Тогда орбиты электронов атома будут  соответствовать размерам большого стадиона. 3. Итоги урока. 4. Домашнее задание: § 3