内容正文:
第1章 分子动理论
第1节 分子动理论的基本观点
各种各样的物质
各种物质是由什么组成的?
物质是由大量分子组成的
两千多年前,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.
科学技术发展到现在,这种猜想已被证实.构成物质的单元多种多样,如:原子、离子和分子等,热学中统称为分子.
物质是由大量分子组成的.
扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图
图中每一个亮斑都是一个碳原子
扫描隧道显微镜
1.分子的大小
一、物体由大量分子组成
放大上亿倍的蛋白质分子结构模型
1.分子的大小
一、物体由大量分子组成
利用纳米技术把铁原子排成“师”字
单分子油膜法粗测分子直径的原理,类似于取一定量的小米,测出它的体积V,然后把它平摊在桌面上,上下不重叠,一粒紧挨一粒,量出这些米粒占据桌面的面积S,从而计算出米粒的直径.
如何得知油酸体积?
如何得知油膜面积?
2.单分子油膜法
一、物体由大量分子组成
水
油酸分子
d
2.单分子油膜法
一、物体由大量分子组成
2.单分子油膜法
一、物体由大量分子组成
用单分子油膜法测得分子直径的数量级为
利用现代技术,使用不同的方法测出的分子大小并不
完全相同,但数量级是一样的,均为
注意:除一些有机物质的大分子外,一般分子的直径数量级为上面数值,以后无特别说明,我们就以上面数值作为分子直径的数量级.
2.单分子油膜法
一、物体由大量分子组成
1.在做 “用油膜法估测分子的大小”实验中,104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,然后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如下图所示,坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm.
(1)油膜的面积是多少?
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
(3)根据上述数据,估测出油酸分子的直径.
(1)面积为油膜轮廓范围内的格子数乘以一个格子的面积,即S=58×(0.02)2 m2=2.32×10-2 m2
即油膜的厚度
1.阿伏加德罗常数NA:1摩尔(mol)任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数.
2.阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁.
3.阿伏加德罗常数NA
一、物体由大量分子组成
1.固体或者液体分子的估算方法:
对固体或液体来说,分子间隙数量级远小于分子大小的数量级,所以可以近似认为分子紧密排列,据这一理想化模型,1mol任何固体或液体都含有NA个分子,其摩尔体积Nmol可以认为是NA个分子体积的总和.
如果把分子简化成球体,可进一步求出分子的直径d
3.阿伏加德罗常数NA
一、物体由大量分子组成
2.气体分子间平均距离的估算:
气体分子间的间隙不能忽略,设想气体分子平均分布,且每个气体分子平均占有的空间设想成一个小立方体,据这一微观模型,气体分子间的距离就等于小立方体的边长L,即:( L并非分子的直径).
3.阿伏加德罗常数NA
一、物体由大量分子组成
L
L
L
3.物质分子所含分子数的估算:
关键为求出分子的摩尔数,便可以利用阿佛加德罗常数求出含有的分子数
3.阿伏加德罗常数NA
一、物体由大量分子组成
2.已知水的摩尔质量是1.8×10-2kg/mol,水的密度是1×103kg/m3,求水分子的体积(已知NA=6.0×1023mol-1).
摩尔体积
演示实验一
结论:气体分子在不停地运动
二、分子永不停息地做无规则运动
1.扩散现象
结论:液体分子在不停地运动
演示实验二
刚开始
五天后
十天后
三十天后
二、分子永不停息地做无规则运动
1.扩散现象
结论:固体分子在不停地运动
演示实验三
二、分子永不停息地做无规则运动
1.扩散现象
二、分子永不停息地做无规则运动
1.扩散现象
结论:温度越高,分子运动越剧烈。
归纳
固体、液体、气体都存在这样的现象:
不同的物质互相接触时,会发生彼此进入对方的现象,物理上把这种现象叫做扩散现象.
思考:扩散现象说明了什么?
结论一:一切物体的分子都在不停地做无规则的运动
结论二:温度越高,分子的运动越剧烈
问题1.颗粒运动是否有规律可循?
问题2.大颗粒与小颗粒的运动有什么区别?
二、分子永不停息地做无规则运动
2.布朗运动
二、分子永不停息地做无规则运动
2.布朗运动
观察到的现象:
微粒在做
________;
布 朗 运 动 :_____________________
悬浮微粒的无规则运动
三颗微粒每隔30秒位置的连线图
微粒越小,运动越______.
温度越高,运动越______.
无规则运动
明显
二、分子永不停息地做无规则运动
2.布朗运动