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. Конспект лекций

▪ Русский язык. Шпаргалка

▪ Гистология. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Интерактивная система Lego Smart Play 17.01.2026

Компания Lego предложила новый подход к конструкторским играм, представив платформу Smart Play, которая объединяет традиционные кирпичики с сенсорами, звуками и возможностью реагировать на действия ребенка. Разработка системы заняла около восьми лет и направлена на поддержку социальной, сюжетной и творческой игры. Главная идея Smart Play заключается в том, чтобы "спрятать" сложную электронику внутри конструкции. Это позволяет детям сосредотачиваться не на гаджетах, а на создании историй, взаимодействии с персонажами и собственной фантазии. Технология ориентирована на развитие творческого мышления и вовлечение в игру с самого начала. Система базируется на специальном "умном кирпиче", оснащенном датчиками, который способен реагировать на движение, воспроизводить звуки и распознавать другие элементы конструктора, включая умные минифигурки. Дополнительные Tiny Smart Tags позволяют платформе понимать контекст использования кирпичей: например, находится ли элемент в машине, вертолете и ...>>

Геймерские AR-очки ROG XREAL R1 17.01.2026

Дополненная реальность (AR) стремительно проникает в сферу развлечений, открывая пользователям новые формы взаимодействия с играми и мультимедийным контентом. Компании ASUS и XREAL представили долгожданное устройство - AR-очки ROG XREAL R1, которые обещают изменить представление о мобильных играх и иммерсивном игровом опыте. Новинка поражает своими техническими характеристиками. Каждое глазное яблоко пользователя получает изображение с помощью двух micro-OLED дисплеев с разрешением 1920x1080, пиковая яркость достигает 700 нит, а поле зрения составляет 57°. Частота обновления 240 Гц обеспечивает плавное изображение даже в динамичных играх, а встроенные динамики от Bose гарантируют качественный звук. Центром управления устройством стал ROG Control Dock - настоящий мультимедийный хаб, оснащенный двумя HDMI 2.0 и DisplayPort 1.4. Он позволяет мгновенно переключаться между ПК, консолями и другими устройствами. Подключение через USB-C обеспечивает максимальную совместимость, включая по ...>>

Большой адронный коллайдер прекращает работу 16.01.2026

Физика элементарных частиц - одна из самых передовых областей науки, где каждый эксперимент может изменить наше понимание мироздания. Центральным инструментом этих исследований является Большой адронный коллайдер (LHC), уникальный ускоритель частиц, позволяющий изучать самые фундаментальные законы природы. Недавно стало известно, что LHC временно прекращает свою работу для масштабной модернизации, которая подготовит его к новому этапу экспериментов с гораздо большей производительностью. Коллайдер, расположенный в подземном тоннеле вдоль швейцарско-французской границы, создает столкновения частиц на невероятно высоких энергиях. Именно здесь в 2012 году ученые открыли бозон Хиггса - ключевую частицу, объясняющую, почему другие элементарные частицы имеют массу. Это открытие стало одним из самых значимых событий современной физики и подтвердило предсказания Стандартной модели. Причиной временной остановки LHC стало развертывание проекта High-Luminosity LHC (HL-LHC). Модернизация позв ...>>

Случайная новость из Архива Пластиковый материал с прочностью алюминия 29.10.2021 Компания LG Chem начала поставки пластикового материала для замены алюминия при изготовлении каркасов солнечных панелей. Тем самым компания намерена выйти на новый для себя рынок и обещает решить массу проблем в солнечной энергетике. Например, облегченные панели снизят стоимость транспортировки и монтажа, а также позволят разворачивать солнечные фермы на крышах, у которых нет запаса прочности, чтобы выдержать современные панели. В основе пластикового материала LG Chem LUPOY EU5201 для каркасов фотопанелей лежит поликарбонат. Примечательно, что для изготовления материала для каркасов можно использовать поликарбонатную крошку, полученную после утилизации соответствующих строительных материалов. Более того, компания обещает разработать технологию сбора и переработки пластиковых каркасов солнечных панелей для повторной переработки. Это известная проблема возобновляемой энергетики - невозможность или экономическая нецелесообразность переработки фотопанелей и лопастей ветрогенераторов. Если в LG Chem решат эту проблему для предложенного материала, то "зеленая" энергетика еще немного приблизится к своему идеалу - быть полностью экологически чистой. Кроме высокой прочности - как у алюминия, - новый пластиковый материал в два раза легче алюминия, имеет низкий коэффициент теплового расширения, огнеупорный и устойчив к ультрафиолетовому, температурному и иным климатическим воздействиям, что гарантирует длительный срок эксплуатации пластиковых рам без изменения формы и качества материала. Компания LG Chem настолько уверена в превосходных свойствах нового пластика, что рассчитывает проложить ему путь в область машиностроения, для изготовления частей кузова автомобилей.

Другие интересные новости:

▪ Турбина с другого конца света

▪ Умная ткань MXene

▪ Рекордер DVD+R/+RW с жестким диском

▪ Старина четвероног

▪ 32-битный микроконтроллер V850E/RS1

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Гарри Трумэн. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему растения поворачиваются к Солнцу? Подробный ответ

▪ статья Дежурный электромонтер подстанции 10/0,4 кВ. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Модуль альтернативных альтомов переменного объема. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вакуумный люминесцентный индикатор ИЛД1-М. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026