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:

▪ История экономических учений. Шпаргалка

▪ Педагогическая психология. Конспект лекций

▪ Госпитальная терапия. Конспект лекций

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Электромобиль MG Dynamo 27.04.2014 Британский автопроизводитель MG, празднующий в нынешнем году свое 90-летие, представил концепцию компактного полностью электрического хетчбэка Dynamo. Небольшой автомобиль имеет трехдверную конструкцию. Он спроектирован в первую очередь для езды по городу. Длина составляет 3569 мм, собственная масса - 1080 кг. При полном заряде блока аккумуляторных батарей машина, как утверждается, может проехать до 80 км, хотя на практике этот показатель, скорее всего, будет меньше. Зарядка аккумуляторов до 80 % емкости займет приблизительно полчаса, а на 100-процентное восполнение запаса энергии потребуется не менее двух часов. Электрическая силовая установка выдает максимальную мощность в 70 лошадиных сил и обеспечивает крутящий момент в 155 ньютон-метров. Время разгона с 0 до 100 км/ч не уточняется, но производитель отмечает, что отметку в 50 км/ч электромобиль проходит через 5,3 секунды с момента старта. Dynamo - это первый полностью электрический автомобиль MG. Когда новинка доберется до рынка, не уточняется. Выпуск Dynamo в Великобритании может оказаться весьма кстати, поскольку в этой стране планируется развертывание масштабной сети зарядных станций для электрокаров. Предполагается, что к 2020 году на территории Туманного Альбиона появится до 70 тыс. специализированных пунктов для пополнения заряда аккумуляторов гибридных автомобилей и полностью электрических транспортных средств. А в Лондоне в ближайшее время должен заработать сервис краткосрочного проката электромобилей. По плану, парк таких электрокаров к концу текущего года будет насчитывать 100 машин. В дальнейшем их количество планируется довести до 3000. Стоимость проката составит около 12 евро в час.

Другие интересные новости:

▪ Очки с автофокусом

▪ Дешевые микросхемы - генераторы сигналов

▪ Исследование магнетаров

▪ Фотографии помогают поверить в ложь

▪ Высокопрочная сталь для зданий и бронетехники

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Товарищ не понимает. Крылатое выражение

▪ статья Что такое поверхность Мохоровичича и как ее обнаружили? Подробный ответ

▪ статья Шиповник. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Зарядное устройство автомобильной аккумуляторной батареи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Звуковое реле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025