第一节 分子的大小（教学课件）物理沪科版选择性必修第三册

第十章 分子动理论 第一节 分子的大小 主讲教师：XXX 1 1 2 第十章 分子动理论 目录 01 分子的大小 02 分子大小的测量 03 物质的量 阿伏伽德罗常数 3 第十章 新课引入 《梅花》 （宋）王安石 墙角数枝梅，凌寒独自开。 遥知不是雪，为有暗香来。 王安石如何判断远处是梅花而不是雪呢？ 想一想 4 第十章 物质的构成 古希腊的著名思想家德谟克利特说：万物都是由极小的微粒组成的。将玻璃杯子破碎，能不能无限进行呢？ 乙醇分子 原子 现代科技证明了，物质无数次的分割后最终会变成微小的离子，我们称之为分子、原子等。 5 第十章 分子的大小 分子很小肉眼不可见 那么分子有多小呢？ 一滴水中（约1cm3）约有1.67×1021个水分子。如果一个人每秒钟数1万个，他要不停地数100多亿年才能数完。 6 第十章 分子的大小 肉眼、光学显微镜都无法观察到分子！只有通过电子显微镜才可以观察到！ 电子显微镜下的原子 7 第十章 分子的大小 常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。 (1)无论是生命体还是非生命体，无论物体是大还是小，都是由分子、原子等粒子构成的。 (2) 分子和原子非常小，若把分子看成球形，一般分子的直径以10－10 m 为单位来量度。 (3) 构成物质的分子数量非常巨大。例如：体积为1 cm3 的空气中分子数大约为2.7×1019 个。 (4) 构成物质的分子间有间隙。 8 第十章 分子大小的测量 分子十分微小。那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢？下面我们通过一个实验来估测分子的大小。 9 第十章 分子大小的测量 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 1．实验思路把1滴油酸酒精溶液滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子中的烃基C17H33-组成．把分子简化为球形处理，并认为它们紧密排布，测出油膜的厚度d，它就相当于分子的直径，即油酸分子的直径等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比，如图所示． d-----单分子油酸的直径 V-----纯油酸的体积 S-----油酸单分子膜的面积 10 第十章 分子大小的测量 二、实验器材 配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉(或细石膏粉)、注射器、烧杯、玻璃板、彩笔、坐标纸． 三、物理量的测量1．测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V.(1)配制一定浓度的油酸酒精溶液．(2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数．(3)用它们的总体积除以总滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积．(4)根据溶液浓度计算其所含纯油酸的体积V. 11 第十章 分子大小的测量 2．测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S.(1)在浅盘里盛上水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，将爽身粉均匀地撒在水面上．(2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液形成一块有轮廓的油膜．(3)待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状．(4)根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．(5)把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S. 12 第十章 分子大小的测量 正方形的个数N乘单个正方形的面积s0就得到油膜的面积S=s0 N 。 不足半个的舍去 多于半个的算一个 互补法 13 第十章 分子大小的测量 四、数据分析 1．用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和该油膜面积S计算出油膜厚度，即油酸分子的直径. 2．除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10 m. 五、注意事项 1油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差． 2．实验前应注意检查浅盘是否干净，爽身粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上． 3．向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成． 4．待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓． 5．计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个． 14 第十章 分子大小的测量 15 第十章 阿伏伽德罗常数 ⑵数值： 1 mol的任何物质都含有相同的粒子数. 是微观世界的一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁． ⑶意义： ⑴定义： NA＝6.02×1023mol－1 3.计算：宏观量与微观量的关系 微观量 m0—分子质量 V0—分子体积 d—分子直径 V—物体体积 Vmol—摩尔体积 m—物体的质量 Mmol—摩尔质量 ρ—物体的密度 宏观量 微观 宏观 NA 桥梁 标况下气体摩尔体积VA=22.4