第一节 物质是由大量分子组成的（教学课件）物理粤教版选择性必修第三册

第一节 物质是由大量分子组成的 粤教版（2019）高中物理选择性必修第三册 第一章 分子动理论 @HY 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 在热学中，由于原子、离子、分子这些微粒做热运动时遵从相同的规律，为了简化，通常统称为分子。 金属原子 双螺旋结构的DNA分子 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 1、物质是由大量分子组成的，分子是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒。 2、分子大小的数量级通常是10-10 m 扫描隧道显微镜 石墨表面原子的排布图 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 分子 乒乓球 硅晶体表面原子排列 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 问题：分子直径这么小——10-10m，用普通的光学显微镜和电子显微镜都观察不到分子，分子直径是如何测出来的？ 分子大小的估测——单分子油膜法 在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理： (1)把分子看成一个个小球； (2)认为油酸分子一个紧挨一个整齐排列； (3)认为油膜厚度等于分子直径。 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 方法： 通过测量较大量来研究较小量。 二、用油膜法估测油酸分子的大小 实验目的 （1）估测油酸分子大小的数量级。 （2）体验通过油膜法测量油酸分子大小的思想方法。 实验器材 油酸、酒精、清水、滴管（或注射器）、量筒、笔、爽身粉、玻璃片、 浅水盘、坐标纸。 实验原理 油酸是一种脂肪酸，把一滴油酸滴到平静的水面上，油酸会展开成一片油膜。油膜面积最大且稳定时，可近似认为是单层油酸分子油膜。若把油酸分子视为球体，则单分子油膜的厚度就近似等于分子的直径。只要测量出这一滴油酸的体积 V 和油膜的面积 S，就可估算出油酸分子的直径d=V/S 。 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 实验过程 1．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液(1:200油酸酒精溶液)一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(如1 mL)时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的________，然后再按油酸酒精溶液的浓度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的________． 体积 体积V 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 2．往边长约为30～40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水稳定后，将适量痱子粉均匀地洒在水面上． 3．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴，形成如上图所示的形状，待油酸薄膜的形状稳定后，将准备好的玻璃板放在浅盘上，(注意玻璃板不能与油膜接触)然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上． 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 实验过程 4．将画有油膜轮廓的玻璃板正确的放在坐标纸上，计算出油膜的面积S，求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个． 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 实验过程 5．根据纯油酸的体积V和油酸的面积S可计算出油酸薄膜的厚度d＝ V/S ，即油酸分子的大小． 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 数据处理 计算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积方法： 设n滴油酸酒精溶液是1 mL， 则每1滴的油酸酒精溶液的体积是 mL， 事先知道配制溶液的比例是 ， 则1滴溶液中的纯油酸体积V＝ 求面积时 以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位， 计算出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个． 测量出这一滴油酸的体积 V 和油膜的面积 S， 就可估算出油酸分子的直径d=V/S 。 新课引入 分子的大小 阿伏伽德罗常数 油 膜 法 误差分析1．由于我们是采用间接测量的方式测量分子的直径，实验室中配制的油酸酒精溶液的浓度、油酸在水面展开的程度、油酸面积的计算都直接影响测量的准确程度．2．虽然分子大小的数量级应在10-10 m．但中学阶段，对于本实验只要能测出油酸分子大小的数量级在10-9 m以内即可认为是成功的． 注意事项1．痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可．2．滴入油酸酒精溶液时，一定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的面积过大．3．待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩． 1、在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的体积分数为0.05%，用小量筒测得180滴该溶液约为3 mL。现把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示，塑料盖板上的小方格边长为1 cm，