内容正文:
初一科学
物质构成和质量
第一节 物质构成
知识梳理:
【活动1】观察蔗糖
1.用放大镜观察一块方形蔗糖,我们可以看到蔗糖是白色块状固体。
2.将方形蔗糖碾碎后,再用放大镜观察,我们可以看到白色粉末状固体。
3.将碾碎后的蔗糖放入水中,用放大镜观察糖水,我们发现蔗糖的粉末消失了,彻底看不到了。
结论:我们用放大镜看到的方形蔗糖似乎是由大量细小的颗粒构成的,但这些细小的颗粒远不是构成蔗糖的最小颗粒。蔗糖溶解在水中后,我们再也看不见那些蔗糖小颗粒,这时蔗糖是以一种更小的微粒存在于水中。
这种蔗糖微粒称为蔗糖分子。蔗糖是由大量蔗糖分子构成的。与蔗糖一样,水、空气等物质也都是由大量分子构成的。
一、物质由分子构成
分子是构成物质的一种极其微小的粒子。很多物质都是由分子构成的,如:蔗糖是由蔗糖分子构成的,水是由水分子构成的,二氧化碳是由二氧化碳分子构成的等。
1.小颗粒用放大镜可看见,细胞要用光学显微镜才能看见,只有用较先进的扫描隧道显微镜,才能看到一些较大的分子,所以分子比细胞小得多。
2.分子是构成物质的微粒中的一种,而不是唯一的一种,构成物质的微粒还可以是原子、离子等。如:蔗糖是由蔗糖分子构成的,铁是由铁原子构成的,氯化钠(俗称食盐)是由钠离子和氯离子构成的。
【重要提醒】无论物质的状态如何,构成同种物质的分子种类相同。
二、分子的基本性质
1.分子的体积和质量都很小
分子 (molecule) 是构成物质的一种极其微小的粒子。据估算,一滴水中含有的水分子数大约是 1000000000000000000000(共有 21 个零)。这些分子如果让人去数,每秒钟数1个,大约需要30万亿年。
体积小:水分子的直径约是2.8×10-10米,1亿个水分子排一排约2.8厘米长。
质量小:一个水分子的质量约3×10-26千克。
【活动2】酒精和水的混合
1.往一端封闭的细径玻璃管内注入近一半的清水,再沿内管壁缓缓注入酒精,使酒精上液面距管口约 5 厘米,标出酒精上液面的位置。
2.用手指封住管口,将玻璃管反复颠倒几次,使酒精和水充分混合。此时混合液的液面将低于原先所标的液面位置。
实验表明:水和酒精混合后的总体积小于水和酒精的体积之和。
为了进一步理解以上实验的结果,我们做一个模拟实验。
【活动3】芝麻和黄豆混合
1.在量筒中先倒入黄豆,再倒入芝麻。记下黄豆和芝麻的总体积。
2.将量筒反复摇晃几次,使黄豆和芝麻混合。可以看到,混合后的总体积将小于混合前的总体积。
两个实验类比我们可以知道:构成物质的分子之间存在着空隙。当水和酒精混合时,水分子和酒精分子彼此进入对方分子的空隙中,所以总体积会减小。
2.分子之间存在空隙
分子间存在一定的空隙,如水和酒精混合后总体积会变小等。一般来说气体分子间空隙较大,固体、液体分子间空隙较小,因此气体容易被压缩,而固体、液体不易被压缩。分子间的空隙会随温度、状态的变化而变化,一般情况下,在温度升高时,分子间的空隙会变大。
【重要提醒】当大小不同的两种分子混合时,小分子进入大分子的空隙里去,使总体积减小。
【思考与讨论】请用事实证据说明是构成固体和液体的分子之间的空隙大,还是构成气体的分子之间的空隙大。
一般来说构成固体分子间隙<液体分子间隙<气体分子间隙,例如水蒸气和水都是由水分子构成,但是水蒸气中水分子间隙比较大,而水分子很小所以我们看不见,水中的水分子间隙较小,水分子汇聚在一起我们就能看到水。
过渡:构成物质的分子是静止不动地固定在确定的位置上,还是处于不停的运动之中?
【活动4】气体扩散现象
1.如图 4-6,老师在讲台上压一下香水瓶的喷嘴,当你闻到香水味时,请马上举手示意。
2.如图 4-7,两只分别装有空气和二氧化氮气体的玻璃瓶瓶口相对,中间用玻璃板隔开。抽去玻璃板,使两个瓶口相互贴紧,将会看到红色逐渐向左蔓延,左边颜色加深,右边颜色变淡,直至两个玻璃瓶里面颜色相同。
上述实验反映的是气体扩散的现象。扩散现象是指由于分子的运动而使物质从一处进入到另一处的现象。进一步的实验表明,气体扩散的快慢与温度密切相关,温度越高,气体扩散得越快。气体会发生扩散,液体和固体是否也会发生扩散?
【活动4】液体扩散实验
两只烧杯中分别装入热水和冷水,按图 4-8 所示的方式用注射器慢慢地将红墨水注入两杯水的底部。一段时间后,将会看到什么现象?两杯水中发生的现象有什么不同?
将会看到两个烧杯中的红墨水都会向四周扩散开来,而且热水中的红墨水扩散的速度更快。
上述实验反映的是液体扩散的现象。实验结果表明,液体扩散的快慢也与温度有关,温度越高,液体扩散也越快。
【活动5】固体扩散实