ЛЕКЦИЯ № 12. Молекулы и атомы

1. Молекулы

Еще античные философы утверждали, что все вещи, предметы, да и сам человек состоят из маленьких частиц. К сожалению, в то время доказать существование таких частиц не представлялось возможным. Но шло время, человечество изобрело первые микроскопы. Таким образом, было научно доказано существование этих частиц, которые получили название молекул.

Молекулы имеют свой размер и свой вес. Физика изучает молекулярно-кинетическую теорию. Суть данной теории состоит в том, что в любом теле происходят тепловые процессы. Молекулярно-кинетическая теория объясняет, что все тела состоят из отдельных, беспорядочно движущихся частиц. Это движение и порождает тепло.

В основе молекулярно-кинетической теории лежит три утверждения:

1) вещество состоит из частиц;

2) эти частицы находятся в беспорядочном движении;

3) эти частицы также находятся в постоянном взаимодействии друг с другом.

Ученые-физики выработали даже формулу, по которой можно рассчитать размер молекул. Причем сложность состоит не в использовании данной формулы, а в том, чтобы понять, как ее применить. Простейший пример расчета размера молекулы - это расчет размера молекулы оливкового масла. Если капнуть всего лишь одну каплю оливкового масла в чан с водой, то масло никогда не займет всю поверхность этого чана (при условии, конечно, что этот сосуд с водой достаточно большой). Капля оливкового масла займет максимум 0,6 м², а объем этой капли равняется 1 мм³. Проще говоря, при растекании масла по поверхности воды оно создаст слой. И толщина этого слоя будет равняться одной молекуле оливкового масла.

Если размеры молекул достаточно малы, то размеры атомов еще меньше. Диаметр атомов составляет примерно 10-8 см. Эти размеры представить себе просто нереально. Проще прибегнуть к методу сравнения: "Если пальцы сжать в кулак и увеличить его до размеров земного шара, то атом при том же увеличении станет размером с кулак".

Число молекул из-за их небольшого размера в каждом теле огромно. Подсчитать их очень трудно. Но известно, что при каждом выдохе человек выдыхает столько молекул, что если их распределить равномерно в атмосфере Земли, то каждый житель нашей планеты получил бы по две-три молекулы.

Раз молекулы существуют и движутся, то, значит, между ними обязательно действуют физические силы. Это уже давно доказано. Между молекулами и атомами действует сила притяжения. Если бы ее не было, то все тела были бы в газообразном состоянии. Но, помимо силы притяжения, действует также и сила отталкивания. Если бы не было силы отталкивания, то все тела просто-напросто слиплись бы в один большой комок.

Между молекулами действуют электрические силы. Причем действуют они только на малых расстояниях. И природа этих сил такова: происходит взаимодействие между электронами и атомными ядрами соседних молекул. На расстоянии, которое равняется двум-трем диаметрам молекулы, начинает действовать сила притяжения. По мере того как молекулы начинают сближаться, сила притяжения начинает расти. Когда же расстояние между молекулами становится равным сумме радиусов молекулы, она начинает убывать.

2. Строение атома

Как уже было сказано выше, в далекой древности философы предполагали о существовании молекул и атомов. С тех пор, как человек "воочию" увидел их, считалось, что молекулы могут делиться, а атомы нет. Это было главным заблуждением ученых. В конце XIX в. были проведены опыты, которые выявили, что атомы могут не только делиться, но и превращаться из одних в другие.

С тех пор в химии был выделен новый раздел, который получил название "Строение атома". Настоящее исследование строения атома началось примерно в 1897-1898 гг. В это время было достоверно установлено, что при электрических разрядах в разреженных газах возникают катодные лучи. Опыт с катодными лучами был проведен так: в стеклянные трубки, в которые были впаяны электроды, закачивали воздух, а затем пропускали через них электричество. Катодные лучи являются невидимыми для человеческого глаза, но те места, через которые они проходят, "горят" светло-зеленым светом.

Катодные лучи не распространяются вне трубки, так как стекло для них непроницаемо. Ученые выяснили, что катодные лучи состоят из мельчайших частиц. Эти мельчайшие частицы несут отрицательный заряд, а скорость их передвижения равняется половине скорости света. Известна масса и величина заряда атома. Так, масса атома составляет 0,00055 углеродной частицы, а заряд - 1,602 на 10 в минус 19 степени.

Следует отметить, что между массой частиц, величиной их заряда и между природой газа, который они составляют, нет ни малейшей связи. Величина и заряд частиц не зависят от вещества, из которого сделаны электроды, а также от других условий опыта. Кроме того, катодные частицы известны только в заряженном состоянии и не могут существовать без своих зарядов, не могут быть превращены в электронейтральные частицы: электрический заряд составляет самую сущность их природы. Эти частицы называются электроны.

В 1911 г. Резерфорд предложил свою теорию строения атома:

1) атом состоит из атомного ядра, которое является положительно заряженным;

2) химическая связь между атомами различных элементов - это проявление взаимодействия между двумя внешними электронами соседних атомов.

Несмотря на то что модель Резерфорда была самой современной на то время, она не объяснила главное: почему один атом после столкновения с атомами других веществ всегда возвращается в свое исходное положение.

Объяснение этого постоянства дал Нильс Бор. Бор применил квантовую гипотезу Планка к модели Резерфорда и доказал, что если атом может изменять свою энергию только прерывно, атом существует лишь в дискретных стационарных состояниях. Низшее из этих состояний и есть нормальное состояние для атома. Теперь в физике было объяснено то, что не смог объяснить Резерфорд.

Теория Бора была подтверждена в многочисленных теориях таких известных мировых ученых, как Франк, Герц, Штерн, Герлах, и ряда других.

Автор: Филин С.П.

<< Назад: Место человека в мире (Разделы и подразделы системы "человек-мир". Основные концепции, выделяющие место человека в мире. Три группы представлений о месте человека в мире)

>> Вперед: Христианство (Возникновение христианства. Десять заповедей. Иисус Христос. Его рождение, жизнь и смерть. Пятикнижие пророка Моисея)

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Контроль и ревизия. Конспект лекций

▪ Социальная статистика. Конспект лекций

▪ Акушерство и гинекология. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Новые клавиатуры Logitech Signature Slim 19.03.2024 Компания Logitech представила новые беспроводные клавиатуры Signature Slim K950, а также наборы Signature Slim Combo и Signature Slim Combo for Business, разработанные для упрощения работы с персональными и рабочими компьютерами. Они предлагают больше возможностей, чем обычные клавиатуры начального уровня, и оснащены программным обеспечением, которое экономит время. Набор Signature Slim Combo включает в себя клавиатуру Signature Slim K950 и мышь Signature Plus M750 в графитовом и белом цветах. Тихое нажатие клавиш и мыши, а также функция SmartWheel для быстрой и точной прокрутки помогают оставаться сосредоточенным. Клавиатура Logitech Signature Slim K950 в тонком корпусе обеспечивает комфортный и быстрый набор текста. Программное обеспечение Logi Options+App улучшает рабочий опыт, оптимизируя рабочее время и ежедневные задачи. Быстрые клавиши для регулировки громкости, управления воспроизведением и функции Smart Actions делают работу более продуктивной. Набор Signature Slim Combo for Business поддерживает защищенную беспроводную технологию Logi Bolt для надежного подключения в любой среде. Он позволяет ИТ-командам использовать клавиатуру и мышь для всех сотрудников по всему миру, а также удаленно контролировать устройства с помощью Logitech Sync. Клавиатуры Signature Slim K950 и Signature Slim Combo разработаны с учетом принципов Logitech - создавать продукты, улучшающие жизнь людей. Оба продукта сертифицированы как углеродно-нейтральные, а их упаковка изготовлена из экологически чистых материалов. Цена новых клавиатур составляет $99 и $119 соответственно.

Другие интересные новости:

▪ Неразрушимое композитное стекло для смартфонов и телевизоров

▪ Новый логарифмический усилитель от TI

▪ Профессии исчезающие и перспективные

▪ Звучат фрески

▪ Литий-ионный транзистор с твердым электролитом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство видео. Подборка статей

▪ статья Остались от козлика рожки да ножки. Крылатое выражение

▪ статья Как возникла государственная гражданская служба? Подробный ответ

▪ статья Миррис душистая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Термометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заземление и защитные меры электробезопасности. Заземляющие устройства в районах с большим удельным сопротивлением земли. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025