Урок 3. Молекулы и простые вещества

Урок 3. Молекулы и простые вещества

Вещества могут существовать только в трёх агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твёрдом.

В газообразном состоянии вещество существует в виде отдельных частиц (молекул, атомов или ионов). Расстояние между частицами в газах намного превышает размеры этих частиц. В жидкостях расстояние между отдельными частицами намного меньше, поэтому силы взаимного притяжения между ними существенно больше, чем в газах. В то время как частицы, составляющие твёрдое тело (атомы, молекулы или ионы), плотно упакованы и совершают колебательные движения. Различают кристаллические и аморфные твёрдые тела.

Для кристаллических веществ характерно упорядоченное расположение частиц, из которых они состоят. Например, снежинка имеет совершенную форму благодаря тому, что молекулы воды, из которых она состоит, располагаются упорядоченно по отношению друг к другу. Правильная форма кристаллов обусловлена особенностями их внутреннего строения. В кристаллах ионы, атомы или молекулы расположены в определённом порядке, на определённых расстояниях друг от друга.

Совокупность точек пространства, в которых располагаются частицы, образующие кристалл, называют КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЁТКОЙ.

Вещества, которые состоят из молекул, — это вещества молекулярного строения. А вещества, которые состоят из атомов или ионов, — это вещества немолекулярного строения.

Вещества с молекулярным и немолекулярным строением существенно различаются по своим свойствам. Чтобы расплавить вещество, необходимо разрушить его кристаллическую решётку. Оказывается, что в кристаллической решётке связи между молекулами гораздо слабее, чем связи между атомами или ионами. Поэтому, как правило, вещества с молекулярным строением имеют низкие температуры плавления и кипения. Такие вещества часто летучи и имеют запах.

Вещества с немолекулярным строением имеют высокие температуры плавления и кипения. Эти вещества твёрдые, нелетучие и не имеют запаха.

Простые и сложные вещества

Сложные вещества — это вещества, которые образованы атомами разного вида. Например, такое сложное вещество, как вода, состоит из атомов кислорода и водорода, углекислый газ — из атомов углерода и кислорода.

Такие вещества, как, например, сера, железо, кислород и водород, нельзя ни получить из более простых веществ, ни разложить. Эти вещества относят только к простым веществам.

Простые вещества — это вещества, которые образованы атомами одного вида. Например, простое вещество кислород состоит только из атомов кислорода, простое вещество графит — только из атомов углерода.

Сложные вещества и простые вещества молекулярного строения часто называют химическими соединениями.

Аллотропия

Аллотропия — это явление образования химическим элементом нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам. Образующиеся вещества называются аллотропными видоизменениями. Примеры аллотропии:

С (углерод) — алмаз, графит, карбин, фуллерен, графин;
О (кислород) — собственно кислород, озон;
Р (фосфор) — белый, красный, черный, фиолетовый;
S (сера) — ромбическая, моноклинная, пластическая;
Si (кремний) — аморфный, кристаллический;
As (мышьяк) — желтый, серый, черный.

К примеру, у азота аллотропных модификаций нет.

Конспект урока «Простые и сложные вещества».

Урок№9. Простые и сложные вещества.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СООТВЕТСТВУЮЩИХ ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ

Железо Fe , медь Cu , алюминий Al , ртуть Hg , золото Au , серебро Ag и другие

Уголь С, сера S , фосфор P , йод I 2 , кислород O 2 , водород H 2 и другие.

1. Твёрдое агрегатное состояние (исключение – ртуть)

2. Металлический блеск

3. Хорошие проводники тепла и электричества.

4. Пластичные и ковкие.

1. Твёрдые (Уголь С, сера S , фосфор P , йод I 2 ), жидкие (бром Br 2 ) и газообразные (кислород O 2 , водород H 2 ).

2. Металлическим блеском не обладают (исключение йод)

3. Не проводят тепло и электрический ток – ИЗОЛЯТОРЫ.

Об атомах и химических элементах

Другого ничего в природе нет

ни здесь, ни там, в космических глубинах:

все — от песчинок малых до планет —

из элементов состоит единых.

С. П. Щипачев, «Читая Менделеева».

В химии кроме терминов “атом” и “молекула” часто употребляется понятие “элемент” . Что общего и чем эти понятия различаются?

Читайте также:
Урок 21. Водород - самый лёгкий газ

Химический элементэто атомы одного и того же вида . Так, например, все атомы водорода – это элемент водород; все атомы кислорода и ртути – соответственно элементы кислород и ртуть.

В настоящее время известно более 107 видов атомов, то есть более 107 химических элементов. Нужно различать понятия “химический элемент”, “атом” и “простое вещество”

Простые и сложные вещества

По элементному составу различают простые вещества , состоящие из атомов одного элемента (H 2 , O 2 , Cl 2 , P 4 , Na, Cu, Au), и сложные вещества , состоящие из атомов разных элементов (H 2 O, NH 3 , OF 2 , H 2 SO 4 , MgCl 2 , K 2 SO 4 ).

К 70-м гг. XIX в. было уже известно более 60 химических элементов. Их условно классифицировали на металлы и неметаллы

На 2019 год в периодической таблице – 118 химических элементов, которые образуют около 500 простых веществ.

Самородное золото – простое вещество

Способность одного элемента существовать в виде различных простых веществ, отличающихся по свойствам, называется аллотропией . Например, элемент кислород O имеет две аллотропные формы – кислород O 2 и озон O 3 с различным числом атомов в молекулах. Аллотропные формы элемента углерод C – алмаз и графит – отличаются строение их кристаллов. Существуют и другие причины аллотропии.

Сложные вещества часто называют химическими соединениями , например, оксид ртути(II) HgO (получается путем соединения атомов простых веществ – ртути Hg и кислорода O 2 ), бромид натрия (получается путем соединения атомов простых веществ – натрия Na и брома Br 2 ).

Итак, подытожим вышесказанное. Молекулы вещества бывают двух видов:

1. Простые – молекулы таких веществ состоят из атомов одного вида. В химических реакциях не могут разлагаться с образованием нескольких более простых веществ.

2. Сложные – молекулы таких веществ состоят из атомов разного вида. В химических реакциях могут разлагаться с образованием более простых веществ.

Различие понятий “химический элемент” и “простое вещество”

Отличить понятия “химический элемент” и “простое вещество” можно при сравнении свойств простых и сложных веществ. Например, простое вещество – кислород – бесцветный газ, необходимый для дыхания, поддерживающий горение. Мельчайшая частица простого вещества кислорода – молекула, которая состоит из двух атомов. Кислород входит также в состав оксида углерода (угарный газ) и воды. Однако, в состав воды и оксида углерода входит химически связанный кислород, который не обладает свойствами простого вещества, в частности он не может быть использован для дыхания. Рыбы, например, дышат не химически связанным кислородом, входящим в состав молекулы воды, а свободным, растворенным в ней. Поэтому, когда речь идет о составе каких – либо химических соединений, следует понимать, что в эти соединения входят не простые вещества, а атомы определенного вида, то есть соответствующие элементы.

При разложении сложных веществ, атомы могут выделяться в свободном состоянии и соединяясь, образовывать простые вещества. Простые вещества состоят из атомов одного элемента. Различие понятий «химический элемент» и «простое вещество» подтверждается и тем, что один и тот же элемент может образовывать несколько простых веществ. Например, атомы элемента кислорода могут образовать двухатомные молекулы кислорода и трехатомные – озона. Кислород и озон – совершенно различные простые вещества. Этим объясняется тот факт, что простых веществ известно гораздо больше, чем химических элементов.

Пользуясь понятием «химический элемент», можно дать такое определение простым и сложным веществам:

Простыми называют такие вещества, которые состоят из атомов одного химического элемента.

Сложными называют такие вещества, которые состоят из атомов разных химических элементов.

Отличие понятий «смесь» и «химическое соединение»

Читайте также:
Урок 38. Получение и применение оснований

Сложные вещества часто называют химическими соединениями.

Попробуйте ответить на вопросы:

1.Чем отличаются по составу смеси от химических соединений?

2. Сопоставьте свойства смесей и химических соединений?

3. Какими способами можно разделить на составляющие компоненты смеси и химического соединения?

4. Можно ли судить по внешним признакам об образовании смеси и химического соединения?

Сравнительная характеристика смесей и химических

Строение вещества. Молекулы

Урок 3. Физика 7 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока “Строение вещества. Молекулы”

Строение вещества

Познать сущее нельзя извне, можно только изнутри

Николай Бердяев

Данная тема посвящена строению вещества. Еще в древности люди высказывали предположения о том, что все вещества состоят из очень маленьких частичек. Однако лишь в восемнадцатом веке эти предположения сложились в более или менее стройную теорию. Представления о строении вещества помогли людям не только понять и объяснить те или иные физические явления, но и влиять на происхождение явлений, предсказывать поведение различных веществ при изменении внешних условий. Более того, люди научились сами получать вещества с заданными свойствами.

Некоторые явления можно легко предсказать, опираясь на свой повседневный опыт. Например, если сжать руками воздушный шарик, то он изменит свой объем и форму.

Если развязать шарик, то из него выйдет воздух. Если капнуть каплю краски в воду, то вода окрасится. Если нагреть лед, то он растает и превратится в воду.

Рассмотрим несколько целенаправленных опытов, которые дадут некоторые сведения о строении вещества. Возьмем самый обычный листочек с дерева. Можно ли его разделить? Конечно, легко можно его разорвать. Полученные кусочки можно разорвать ещё и ещё. Если растереть маленький кусочек листика пальцами, то можно увидеть, мелкие частички, оставшиеся у вас на пальцах. Можно провести аналогичный опыт с водой. Если взять бутылку, в которой находится некоторое количество воды.

Легко можно перелить часть воды в другую ёмкость, а из этой ёмкости – в еще одну, и так далее. Подобные опыты говорят нам, что самые различные вещества состоят из частиц.

Сжимая шарик, можно добиться уменьшения его объёма. При этом следует заметить, что количество частиц воздуха внутри шарика не изменилось. Следовательно, уменьшилось расстояние между частицами.

Аналогично, можно растянуть резиновый шнурок, тем самым увеличив его объём. Опять же, количество частиц от этого не меняется. Следовательно, увеличивается расстояние между частицами. Таким образом, вещество состоит из частиц, и между этими частицами есть определенные промежутки. Но только ли механическими усилиями можно уменьшить или увеличить эти промежутки? Оказывается, что нет. Можно провести следующий опыт: проденем шарик, подвешенный на цепочке через кольцо.

Нагреем этот шарик и попытаемся вытащить его обратно. После нагревания шарик в кольцо не пролезает. Это говорит о том, что при нагревании тела расширяются, то есть, увеличивается их объём. Если подождать, пока шарик остынет, то он снова сможет пройти через кольцо. Значит, при охлаждении, объем тела уменьшается. То же самое будет происходить и с жидкостью. Наполним сосуд водой до краев и закупорим его пробкой. В пробку проденем маленькую стеклянную трубку. При нагревании вода частично заполнит трубку, а, значит, объём воды тоже увеличивается при нагревании. Это хорошо подтверждается и другим бытовым опытом: если в сосуд с горячей водой опустить термометр, то столбик ртути поползет вверх. То есть, при нагревании ртути, промежутки между её частицами увеличиваются, что приводит к увеличению объёма.

Таким образом, когда частицы тела отдаляются друг от друга, объём тела увеличивается. И наоборот, когда частицы тела сближаются друг с другом, объём тела уменьшается. Может возникнуть вопрос: о каких частицах идет речь, если все тела являются сплошными и их можно перемещать целиком, не волнуясь о том, что эти частицы рассыплются?! Более детальное объяснения этих вопросов, будет раскрыто при дальнейшем изучении физики. Тем не менее, можно провести довольно простой опыт, подтверждающий, что вещество состоит из частиц. Возьмем три стакана с водой и окрасим воду в одном из них.

Читайте также:
Урок 39. Соли

Перенесем часть окрашенной воды в другой стакан. Видно, что вода в этом стакане тоже окрасилась, но цвет менее насыщенный. Если затем перенести часть воды из второго стакана в третий, то вода в нем тоже окрасится, но совсем немного. Этот опыт подтверждает, что вещество состоит из частиц. Все меньшая насыщенность цвета в стаканах объясняется присутствием меньшего количества частиц краски. И это, конечно, лишь один из множества опытов, подтверждающих то, что вещества состоят из мельчайших частичек.

Такие частички были названы молекулами. Молекула в переводе с латинского языка означает «маленькая масса». Размеры молекул настолько малы, что человеческий глаз просто не в состоянии увидеть отдельные молекулы. Чтобы представить, насколько малы молекулы, приведем несколько примеров. Например, в яблоке содержится примерно столько же молекул, сколько яблок можно было бы уложить внутри нашей планеты – Земли. Ещё один пример: в одной капле воды содержится примерно столько же молекул, сколько капель содержится в Черном море. В очень малом объёме воздуха – в одном кубическом миллиметре содержится 27×10 15 , то есть миллионы миллиардов молекул. Конечно, столь малые частицы мы не в состоянии увидеть без специальных приборов. Один из таких приборов называется электронным микроскопом: с его помощью, мы можем увидеть молекулы и получить их изображения. Например, на рисунке представлен один из видов частичек крови – эритроциты, а также витамин C.

На сегодняшний день ученые изучили множество различных молекул и с уверенностью могут сказать, что молекулы разных веществ отличаются друг от друга, но молекулы одинаковых веществ абсолютно одинаковы. Таким образом, из молекул воды может состоять только вода и ничего больше. Однако, даже молекулы не являются наиболее мелкими частицами. Они состоят из атомов (атом в переводе с греческого означает «неделимый»). При дальнейшем изучении физики будет показано, что и атом имеет внутреннее строение. Молекулы принято изображать схематически: вот, например, схематическое изображение молекулы воды: она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Каждое вещество имеет своё обозначение. Например, водород обозначается латинской буквой H, а кислород – буквой О. Таким образом, молекула воды имеет химическую формулу H2O – эта формула показывает, что в молекуле два атома водорода и только один атом кислорода.

Если молекулы состоят из атомов, почему же, молекулы считаются наименьшими частицами данного вещества? Дело здесь вот в чем: молекулы образуют вещество таким, каким мы его видим, осязаем, ощущаем и так далее.

Основные выводы:

– Все тела состоят из частиц.

– Между этими частицами есть промежутки.

Размеры этих частиц очень и очень малы.

Наименьшие частицы данного вещества называются молекулами.

Молекулы состоят из атомов.

– При нагревании тела расширяются, а при охлаждениисжимаются.

Молекулы и атомы

Содержание

Молекулы

Что будет, если вещество начать делить на мельчайшие составляющие? Мы дойдем до частицы, разделив которую, вещество утратит свои свойства.

Рассмотрим это на примере воды. 1 грамм воды составляют $3,35 cdot 10^<22>$ равных частиц, каждая из которых обладает свойствами воды. Они называются молекулами.

Молекула – это самая мелкая частица вещества, которая сохраняет все химические свойства вещества

Вода образовывается в процессе сжигания некоторых веществ: газа, бензина, древесины и пр. Ее также выделяет водородный двигатель, но не в том виде, что мы привыкли, а в молекулярном, но это все же вода.

Читайте также:
Урок 6. Валентность

Размер молекулы

Каковы же размеры молекул? Если бы мы смогли уложить в один ряд 10 000 000 молекул воды, то получилась бы нить длиной в 2 мм. А в $1 см^3$ воздуха содержится около $27 cdot 10^<18>$ молекул.

Если представить, что маленькое отверстие пропускают по миллиону молекул в секунду, тогда указанное количество молекул пройдет только через 840 000 лет.

Еще немного интересный факт: если размер молекулы увеличить до размера точки в конце предложения в книге, то толщина человеческого волоса стала бы равна 40м, а человек, стоя на поверхности Земли, упирался бы головою в Луну.

Современная наука позволяет нам увидеть эти малейшие составляющие нашего мира с помощью электронного микроскопа. На рисунке 5 представлены фотографии молекул, полученные с помощью электронного микроскопа, и их графическая интерпретация.

Рисунок 5. Фотографии молекул, полученные с помощью электронного микроскопа.

Помните, что все тела, окружающие нас, похожие друг на друга, всегда будут различны. В природе вы не встретите ни двух одинаковых снежинок, ни людей, ни песчинок, ни животных, но молекулы одного и то же вещества всегда будут одинаковы.

Атомы

Будем ли мы считать молекулы самыми мельчайшими частицами? Например, если мы разделим молекулы воды, то свойства воды потеряются. Мы получим атомы двух химических элементов: 1 атом кислорода (O) и 2 атома водорода (H).

Термин «атом» переводится с греческого, как «неделимый», хотя современная наука уже опровергла данный факт, и вы узнаете об этом в следующих курсах физики.

Атом – это частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств

Каждый атом – это химический элемент. Все химические элементы перечислены в таблице Менделеева (рисунок 6).

Рисунок 6. Периодическая таблица Менделеева.

Мы можем сравнить атомы с буквами, при помощи которых собирается бесконечное количество слов – молекул. Таким образом, из атомов водорода и кислорода (взятые в разных количествах) мы получим молекулы разных веществ.

Например, если взять 2 атома водорода (H) и 1 атом кислорода(O), то получим молекулу воды $H_2 O$ (рисунок 7)

Рисунок 7. Молекула воды.

А если взять 2 атома водорода (H) и 2 атома кислорода (O), то получим перекись водорода $H_2O_2$ (рисунок 8).

Рисунок 8. Молекула перекиси водорода.

Итак, физические тела состоят из вещества, вещество состоит из молекул, а молекулы состоят из атомов (рисунок 9).

Рисунок 9. Схема строения вещества.

Сложные и простые вещества

У сложных веществ молекулы состоят из атомов нескольких химических элементов. Например, молекула воды состоит из атомов кислорода и водорода, поэтому вода – сложное вещество.

У простых веществ молекулы состоят только из одного химического элемента. Например – кислород. Наглядное изображение приведено на рисунке 10.

Рисунок 10. Простые и сложные вещества.

Урок на тему “Простые и сложные вещества”. 8-й класс, химия

Разделы: Химия

Класс: 8

Цель урока:

  • Знать определение атома, молекулы, простого и сложного вещества.
  • Уметь различать простые и сложные вещества; смеси и сложные вещества.
  • Знать отличие смеси и сложного вещества.

Оборудование: Шаровые модели молекул воды, Штатив с пробирками, реактивы (железо, вода, сера, карбонат кальция).
демонстрация соединение железа с серой.

Лабораторные опыты: Ознакомление с образцами простых и сложных веществ.

Ход урока

1. Повторение и обобщение знаний.

1) Проверка домашнего задания:

Упражнение упр. 8, 9, 10, на стр. 22. (Взаимопроверка).

Читайте также:
Урок 16. Кислород и озон

2) Выполните тестовое задание. Подберите соответствие: термин – определение понятия.

3) Приведите примеры смесей (не менее двух), которые можно разделить:

2. Изучение нового материала

1. Фронтальный опрос:

Какие виды смесей вам известны?

Какие смеси называются однородными, неоднородными?

Какое вещество называется чистым? Что такое «вещество»? Из курса физики вам известно, что многие вещества состоят из молекул.

Дайте определения понятиям «молекула» и «атом». (Приложение №2).

Рассмотрите шаровые модели некоторых веществ, укажите состав данного вещества. Чем молекула озона отличается от молекулы оксида кальция? Чем водород отличается от соляной кислоты? Учащиеся могут ответить, что молекулы водорода, фосфора, азота образованы атомами одного вида. – Простые вещества.

Вещества соляная кислота, оксид кальция, метан, оксид натрия образованы атомами разного вида. Сложные вещества.

Выпишите в словарь новые понятия, со страниц 15,16.

2. Лабораторный опыт.

Инструкция к лабораторному опыту.

железо

вода

сера

Карбонат кальция

Агрегатное состояние (твердое, жидкое, газообразное)

Растворимость в воде

Температура кипения, температура плавления.

Простое (сложное) вещество

Вывод к работе: о физических свойствах веществ, о составе простых и сложных веществах.

3. Чем смесь отличается от сложного вещества.

Напомнив, как готовиться смесь железа и серы, учитель отмечает, что сера – простое вещество, молекулы ее состоят из одинаковых атомов одного вида, железо тоже простое вещество, состоящее из одинаковых атомов другого вида. Можно ли назвать то, что получилось при перемешивании порошков, сложным веществом? Разделим смесь при помощи магнита. После обсуждения делаем вывод, что смесь можно разделить физическими способами и получить чистые вещества, из которых она состояла. Нагреваем железо с опилками. Образовалось новое вещество, которое невозможно разделить, не действует на него магнит. Сульфид железа – это чистое сложное вещество.

Таблица №1. Сравнение смесей и сложных веществ.

Смесь

Сложное вещество

1. Вещества сохраняют свои свойства.

1. Свойства исходных веществ не сохраняются.

2. Вещества можно разделить физическими методами.

2. Сложное вещество нельзя разделить физическими методами.

3. Количественный состав может быть произвольным.

3. Количественный состав химического соединения всегда одинаков независимо от места нахождения и способа получения.

3. Закрепление.

1. Выпишите простые вещества: сталь, чугун, железо, морская вода, дистиллированная вода, алюминий, лимонад, спиртовая настойка йода, нефть, глюкоза, поваренная соль, воздух, кислород, бронза.

2. Простые вещества состоят из атомов … химического элемента.
Сложные вещества состоят из атомов … Химических элементов. Сложные вещества иначе называют … .

Простое вещество, в отличие от сложного, нельзя … .

3. Чем морская вода отличается от дистиллированной воды?

4. Сравнить смесь со сложным веществом.

Вопросы и задания

Вещества

вода

Водород и кислород (смесь)

Можно ли разделить эти вещества на более простые компоненты. Не разрушая молекул? Почему?

Сохраняется ли способность молекул кислорода поддерживать горение? Почему?

Рефлексия и подведение итогов.

Что нового узнали на уроке?

Какие вопросы вызвали затруднение?

Какие знания вы сегодня приобрели?

Домашнее задание: Читать стр. 15-17.

Выполнить упражнения 11-13 на стр.22.

Литература: Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. «Химия 8 класс».

Физика

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Из чего все состоит. Молекулы

Сейчас тела рассматривают при помощи очень мощных электронных микроскопов. Через них видно, что вещество представлено множеством мельчайших подвижных «кирпичиков». У разных веществ эти «кирпичики» различны. Их называют молекулами. А если представить, что глаза – это «глаза-микроскопы», то мысленно можно увидеть эти маленькие частички.

Молекулы, оказывается, состоят из атомов, а они еще более мелкие частицы. Например, атомы кислорода и водорода, объединившись, образуют знаменитую молекулу воды. Существует шутливая фраза: «Сапоги мои того – пропускают Н2О». Н2О – химическая формула молекулы вода. Н – обозначение водорода, О – кислорода. Индекс 2 в данному случае обозначает число атомов водорода в составе молекулы воды. Молекулы газов водорода и кислорода уже новые. В них по два атома водорода и кислорода (Н2 и О2).

Читайте также:
Урок 7. Относительная молекулярная и относительная формульная массы

Существуют вещества, состоящие только из атомов. Это металлы и инертные газы (например, неон в рекламной иллюминации). Различные комбинации атомов порождают новые вещества, существующие в природе.

Люди очень давно предполагали, что вещества составлены из молекул и атомов. Еще в пятом веке до нашей эры ученый Древней Греции Демокрит высказал такую гипотезу. В России учение о молекулярном строении вещества развил М.В. Ломоносов в восемнадцатом веке.

Как же оценить размеры загадочных маленьких частиц?

Следуя правилу измерения, их нужно с чем-то сравнить. Интересен такой мысленный эксперимент: семиклассник и молекула. Если молекулу увеличить в несколько раз так, чтобы она стала размером с семиклассника, но и его увеличить во столько же раз, то семиклассник может достать до Солнца. Наука, конечно, не пользуется такими сравнениями. Современные приборы – микроскопы позволяют найти размеры атомов и молекул довольно точно. Существует возможность подсчитать и количество маленьких частиц в любом теле.

Легко догадаться, что число молекул вещества огромно. И опять интересное сравнение: если бы людей на планете Земля было столько, сколько молекул в одном кубическом сантиметре воздуха, то на одном квадратном километре Земли могли бы уместиться пять тысяч человек.

Итак, вещество состоит из молекул, а молекулы из атомов;

  • разные вещества по структуре имеют разные молекулы (комбинации атомов);
  • молекулы микроскопически малы, а в теле их огромное количество.

Движение молекул

Будет ли чай в стакане сладким, если сахар в нем не перемешивать? Да, конечно. Но через определенное время, за которое молекулы сахара со дна стакана поднимутся в верхние слои жидкости. Значит, молекулы движутся. Как они движутся и где?

Простой опыт:

Если в полстакана крупы засыпать без перемешивания полстакана гороха, получится целый стакан. Крупинки и горошинки небольшие, но не могут «протиснуться» в пустые промежутки.

А если в мензурку налить по одинаковому количеству воды и спирта? Увеличения смеси в два раза, как в первом случае, не получится. Почему?
Молекулы воды и спирта совершенно разные. Между молекулами воды расстояния больше, чем между молекулами спирта. Вот эти промежутки частично и заполняются, уменьшая объем смеси.

Таким же образом молекулы сахара «разбегаются» по всему объему, делая чай сладким.

Проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого называется диффузией.

В газах диффузия – тоже довольно частый процесс. Проходя мимо кондитерской фабрики, люди наслаждаются запахом карамели, зефира, шоколада, входя в парикмахерскую, ощущают аромат духов, одеколона, туалетной воды. Человека постоянно сопровождают запахи. Они несут важную информацию о веществе, благодаря диффузии. В газах она протекает быстрее, чем в жидкостях, и вот почему. Межмолекулярные расстояния в газах больше, чем в жидкостях, отсюда возможности для движения больше.

А возможна ли диффузия в твердых телах? Нужно учитывать, что твердое тело держит форму без изменения, благодаря расстояниям, близким к размерам самих молекул или даже меньше их. Могут ли туда проникнуть «чужие» молекулы? Оказывается, диффузия в твердых телах тоже возможна, но при условии, что они находятся в очень тесном контакте друг с другом. Процесс длится очень медленно, и время измеряется годами. Известен опыт с двумя отшлифованными телами из золота и свинца. Их плотно прижали друг к другу и оставили под наблюдением. Диффузия произошла. Всего на 1 мм за пять лет.

Читайте также:
Урок 23. Понятие о кислотах

Движение молекул и промежутки между ними объясняют диффузию. Гипотезу об этом впервые высказал греческий ученый Эпикур в III веке до н.э.

Опытным путем доказал это в 1827 г. Броун, знаменитый английский ботаник. Он рассмотрел через микроскоп споры растения плаун, находящегося в воде, и заметил, что эти маленькие частички постоянно двигаются в разных направлениях. Безостановочное, беспорядочное движение продолжалось и днем, и ночью, в любое время года. Почему же двигались споры растения? А двигались они потому, что их толкали и заставляли двигаться невидимые в простой микроскоп молекулы воды.

Молекулы движутся постоянно, сближаются друг с другом и, отталкиваясь, приобретают новое направление движения. Их много в веществе, и встречи, изменяющие направление, происходят очень часто. Суммарный удар нескольких молекул приводит в движение небольшие частицы, попавшие в воду. Движение этих частиц назвали броуновским движением, а сами частицы – броуновскими.

Итак, следует запомнить:

  • Между молекулами существуют промежутки
  • Молекулы движутся хаотично и постоянно
  • Явление проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого называется диффузией.

Температура

Благодаря комбинациям атомов у разных веществ молекулы неодинаковы. А если рассмотреть одно вещество, но в разных ситуациях, например, воду из водопроводного крана, в кружке чая или весеннем ручейке. Во всех трех случаях молекулы одни и те же, но ведут они себя по-разному. В горячем чае молекулы движутся наиболее быстро. В холодном ручейке гораздо медленнее. А в воде из крана молекулы движутся медленнее, чем в горячем чае, но быстрее, чем в ручейке.

Конечно, речь здесь идет о таких скоростях, с которыми человек не может передвигаться. Человек может идти со скоростью 4 – 7 км/ч. Скорость молекулы воды при комнатной температуре в среднем 590 м/с = 2124 км/ч (в кипящей воде – ≈ 2340км/ч) Это надо понимать, когда говорят, что одни молекулы движутся быстро, а другие медленно.

Когда говорят «холодно», «тепло», «горячо», то сравнивают температуру. Определяется температура любого тела тем, как движутся молекулы этого тела: быстро или медленно. Температура тем выше, чем быстрее передвигаются молекулы. Если же молекулы начинают двигаться медленнее, то и температура тела понижается.

Окружающая нас природа зависит от температуры. С понижением ее приходит осень, а потом зима. С ростом температуры зима уступает место весне, а весна – лету.

Свойства вещества также зависят от температуры. Например, мягкая резина на холоде становится твердой, а твердый лед превращается в жидкость, если его занести в теплую комнату.

Температура характеризует свойства живой и неживой природы. Значит, о ней многое нужно знать. Главное надо запомнить это: скорость движения молекул, образующих вещество, определяет его температуру.

Чтобы измерить температуру, используют приборы – термометры. Термометры бывают по назначению:

  • лабораторные;
  • медицинские;
  • уличные;
  • комнатные;
  • технические.
  • жидкостные;
  • газовые;
  • механические;
  • электрические;
  • оптические.

Температура измеряется в градусах. В 1742 году шведский геолог, метеоролог и астроном Андрес Цельсий придумал шкалу, в основе которой лежат отсчетные точки: температура таяния льда (0 градусов) и температура кипения воды (100 градусов).

В 1848 году Уильям Томсон (лорд Кельвин) ввел понятие абсолютного нуля температуры (-273 градуса, минимальная возможная температура во Вселенной). При этом, температура таяния льда уже 273 градуса и соответственно кипения воды 373 градуса.

В 1724 году польско-немецкий ученый Даниель Габриель Фаренгейт создал свою шкалу, которая использовала в англоязычных странах. Сейчас она используется только в США.

На всех трех шкалах используются две основные точки – температуры перехода выбранного вещества из одного состояния в другое.

На шкалах Цельсия и Кельвина этим веществом выбраны вода, а две точки – это температура таяния льда и кипения воды. Промежуток между этими температурами разделен на 100 частей, таким образом получен 1 градус.

Читайте также:
Урок 14. Расчеты по уравнениям химических реакций

Цельсий выбрал за 0 о температуру плавления льда. Кельвин обозначил нулем минимальную возможную температуру (когда движение молекул прекращено). Тогда по Цельсию лед плавится при 0 о С (по Кельвину при – 273 о К), вода кипит при 100 о С, а по Кельвину при 373 о К, так как нуль Кельвина ниже нуля Цельсия на 273 о . При переходе от градусов Цельсия к градусам Кельвина нужно прибавлять 273 градуса.

Фаренгейт основными точками назвал температуру, близкую к температуре застывания ртути и нормальную температуру человеческого тела. В результате температура таяния льда Фаренгейта выше примерно на 32 градуса температуры Цельсия.

Пример перехода от одной шкалы к другой:

нормальная комнатная температура

  • по шкале Цельсия – 20 о С;
  • по шкале Кельвина – о С + 273 о = 20 о С + 273 о = 293 о К;
  • по шкале Фаренгейта – о С ∙ 9/5 + 32 о = 20 о С ∙ 9/5 + 32 о = 68 о F.

Наиболее рациональной и простой в использовании считается шкала Цельсия.

(Подробно температура изучается в старших классах в разделах «Тепловые явления» и «Термодинамика»).

Молекулы в любых условиях движутся постоянно и хаотично. Движение влияет на температуру, поэтому называется оно тепловым. Тепловое движение передается и броуновским частицам. Определение этого явления: движение частиц твердого вещества, попавших в жидкость, под действием теплового движения молекул жидкости называется броуновским движением.

  • Движение молекул определяет температуру тела
  • Температура измеряется термометром по шкалам Цельсия, Кельвина, Фаренгейта
  • Температура – физическая характеристика тела

Взаимодействие молекул

Все тела состоят из движущихся молекул. Между ними есть промежутки. Встает вопрос: почему тела не рассыпаются на молекулы или мелкие крошки? Наоборот, ломая деревянную палку, надо сильно потрудиться.

Молекулы крепко удерживаются вместе. А если попытаться соединить две части сломанной палки, она целой не станет. Значит, между молекулами есть постоянная связь (взаимодействие).

Тела не распадаются на отдельные частички, благодаря притяжению молекул и атомов. С другой стороны, если бы существовало только межмолекулярное притяжение, то не было бы среди молекул промежутков, а они есть. Значит, должно быть и отталкивание. Но оно начинает проявляться при условии, когда молекулы сближаются на расстояния, меньшие размеров самих молекул. Чем ближе сдвигаются молекулы, тем сильнее они отталкиваются.

В случае со сломанной палкой края обломков разрушились, и человек не может просто так, одними руками, соединить их так близко, чтобы молекулы начали взаимодействовать. Поэтому результат опыта будет нулевым.

А теперь другой эксперимент. Нужно разъединить два стеклянных листа, лежащих друг на друге.

Сделать это не просто. Почему? Нетрудно догадаться. Молекулы обоих листов достаточно близки, так как листы очень гладкие. Наступает взаимодействие (притяжение молекул).

Влажный бумажный лист гораздо труднее поднять, чем сухой с полированной крышки стола. В жидкости молекулы легче сдвинуть на расстояния, когда начинает возникать притяжение. Если две отдельные капельки воды соединить, то они сольются в одну.

Наблюдается взаимное притяжение жидкости к твердому телу. Оно называется смачиванием. Например, вода смачивает многие ткани, дерево, бумагу, но к пластилину, воску, жирным поверхностям не притягивается. Этот процесс называется несмачиванием. Смачивание и несмачивание встречается в быту, технике, живой и неживой природе.

В каких случаях будет наблюдаться смачивание, а в каких несмачивание?

  • Между молекулами действует взаимное притяжение и отталкивание
  • Величина притяжения и отталкивания определяется расстоянием между молекулами
  • Взаимодействовать друг с другом могут молекулы и атомы различных веществ

Три агрегатных состояния

Какое вещество на Земле самое привычное и распространенное? Конечно, вода. Вода встречается повсюду, причем в разном виде (лед или снег, жидкость, пар). Это агрегатные состояния воды.

Читайте также:
Урок 26. Получение водорода и его применение

Абсолютно все вещества меняют внешний вид и свойства. Происходит это при определенной для каждого вещества температуре. Кислород, если его охладить до – 183 о С бывает голубой жидкостью, а железо кипит при 2750 о С. Непривычно, но это так.

Каковы же свойства и отличие агрегатных состояний?

Например, воздух. Пусть в квартире в одну из комнат воздух не попал. Такого не может быть. Воздух – смесь нескольких газов, но, как и любой газ, занимает всю емкость предоставленную ему. Расстояние между соседними молекулами газа или пара намного больше самих молекул. Поэтому взаимодействие между молекулами не существует. Они разлетаются по всему пространству, которое им предоставляется (в квартире все комнаты заполняется воздухом).

На больших расстояниях молекулы легко можно сближать, силы отталкивания мешать не будут. Значит, газы легко сжимаемы. Воздушный шарик легко сжимается. Камеру велосипеда сжать труднее, а баллон автомобиля тем более. Чем больше молекул газа содержится в единице объема (а в камеры велосипеда и автомобиля их накачивают насосами специально), тем они плотнее друг к другу, а значит, и сблизить их можно лишь чуть-чуть.

Молекулы жидкости располагаются близко. Они не летают свободно, как в газе, но и не стоят на месте, а как будто топчутся, затем перескакивают на небольшое расстояние, затем снова меняют место, и так без конца.

Почему жидкости почти несжимаемы? Стоит сблизить молекулы, как сразу начинает действовать отталкивание. Вода текуча и принимает форму сосуда, где находится. Если ее вылить на пол, то растечется по нему. Но зато, жидкость в разных по форме сосудах имеет одинаковый объем. Если литровую банку молока перелить в трехлитровую, то в ней так и останется один литр молока.

Внутри твердого вещества молекулы располагаются на своих, строго определенных местах. Это вовсе не значит, что они не движутся. Они постоянно колеблются, участвуя в тепловом движении. Такое расположение называется кристаллической решеткой, а тела – кристаллами. Форма и объем у твердых тел сохраняются (не разлетаются и не растекаются).

Для наглядности три возможных состояния вещества можно сравнить с людьми. Люди, бродящие по базару, кто куда хочет – «газ», люди на митинге – «жидкость», участники парада – «твердое тело».

Греческий ученый Эмпедокл (врач, поэт, музыкант, основатель Сицилийской медицинской школы) в V веке до нашей эры впервые выдвинул такую интересную гипотезу: весь мир состоит из воздуха, воды, земли и огня.

Первые три элемента соответствуют трем агрегатным состояниям.

А как быть с огнем? Огонь – это четвертое состояние вещества, называется словом «плазма». (Физические свойства плазмы сложны, изучается это понятие позднее).

  • Вещество может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Плазма – это отдельное состояние вещества;
  • При определенных условиях тело может переходить из одного состояния в другое;
  • Агрегатное состояние определяется движением и взаимодействие молекул вещества.

Простые и сложные вещества

Простые вещества: молекулы состоят из атомов одного вида (атомов одного элемента).

Пример: H2, O2,Cl2, P4, Na, Cu, Au.

Сложные вещества (или химические соединения): молекулы состоят из атомов разного вида (атомов различных химических элементов).

Пример: H2O, NH3, OF2, H2SO4, MgCl2, K2SO4.

Аллотропия — способность одного химического элемента образовывать несколько простых веществ, различающихся по строению и свойствам.

  • С – алмаз, графит, карбин, фуллерен.
  • O – кислород, озон.
  • S – ромбическая, моноклинная, пластическая.
  • P – белый, красный, чёрный.

Явление аллотропии вызывается двумя причинами:

  • Различным числом атомов в молекуле, например кислород O2 и озон O3.
  • Образованием различных кристаллических форм, например алмаз, графит, карбин и фуллерен (смотри рисунок выше).
Читайте также:
Урок 6. Валентность

Основные классы неорганических веществ

Бинарные соединения

Вещества, состоящие из двух химических элементов называются бинарными (от лат. би – два) или двухэлементными.

Названия бинарных соединений образуют из двух слов – названий входящих в их состав химических элементов.

Первое слово обозначает электроотрицательную часть соединения – неметалл, его латинское название с суффиксом –ид стоит всегда в именительном падеже.

Второе слово обозначает электроположительную часть – металл или менее электроотрицательный элемент, его название стоит в родительном падеже, затем указывается степень окисления (только в том случае, если она переменная):

Запомни!

Оксиды

Оксиды — сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых кислород в степени окисления -2.

Общая формула оксидов: ЭхОу

Основные оксиды

Основные оксиды — оксиды, которым соответствуют основания.

Основные оксиды образованы металлом со степенью окисления +1, +2.

Пример

Соответствие основных оксидов и оснований

  • Na2O — Na2(+1)O(-2) — NaOH
  • MgO — Mg(+2)O(-2) — Mg(OH)2
  • FeO — Fe(+2)O(-2) — Fe(OH)2
  • MnO — Mn(+2)O(-2) — Mn(OH)2

Амфотерные оксиды

Амфотерные оксиды — оксиды, которые в зависимости от условий проявляют либо основные, либо кислотные свойства.

Амфотерные оксиды образованы металлом со степенью окисления +3, +4, а также некоторыми металлами (Zn, Be) со степенью окисления +2.

Пример

Кислотные оксиды

Кислотные оксиды — оксиды, которым соответствуют кислоты.

Кислотные оксиды образованы неметаллом, а также металлом со степенью окисления +5, +6, +7.

Пример

Соответствие кислотных оксидов и кислот

  • SO3 — S(+6)O3(-2) — H2SO4
  • N2O5 — N2(+5)O5(-2) — HNO3
  • CrO3 — Cr(+6)O3(-2) — H2CrO4
  • Mn2O7 — Mn2(+7)O7(-2) — HMnO4

Гидроксиды

Гидроксиды — сложные вещества, состоящие из трех элементов, два из которых водород со степенью окисления +1 и кислород со степенью окисления -2.

Общая формула гидроксидов: ЭхОуНz

Основания

Основания — сложные вещества, состоящие из ионов металла и одной или нескольких гидроксо-групп (ОН-).

В основаниях металл имеет степень окисления +1, +2 или вместо металла стоит ион аммония NH4+

Пример

NaOH, NH4OH, Ca(OH)2

Амфотерные гидроксиды

Амфотерные гидроксиды — сложные вещества, которые в зависимости от условий проявляют свойства оснований или кислот.

Амфотерные гидроксиды имеют металл со степенью окисления +3, +4, а также некоторые металлы (Zn, Be) со степенью окисления +2.

Пример

Zn(OH)2, Be(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3

Кислоты

Кислоты — сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотных остатков.

В состав кислот входит неметалл или металл со степенью окисления +5, +6, +7.

Пример

H2SO4, HNO3, H2Cr2O7, HMnO4

Соли- соединения, состоящие из катионов металлов (или NH4+) и кислотных остатков.

Общая формула солей: MexAcy

  • Me – металл
  • Ac – кислотный остаток
Пример

KNO3 — нитрат калия

(NH4)2SO4 — сульфат аммония

Mg(NO3)2 — нитрат магния

Названия кислот и кислотных остатков

Кислота Кислотный остаток
Название Формула Название Формула
Соляная
(хлороводородная)
HCl Хлорид Cl(-)
Плавиковая
(фтороводородная)
HF Фторид F(-)
Бромоводородная HBr Бромид Br(-)
Иодоводородная HI Иодид I(-)
Азотистая HNO2 Нитрит NO2(-)
Азотная HNO3 Нитрат NO3(-)
Сероводородная H2S Сульфид
Гидросульфид
S(2-)
HS(-)
Сернистая H2SO3 Сульфит
Гидросульфит
SO3(2-)
HSO3(-)
Серная H2SO4 Сульфат
Гидросульфат
SO4(2-)
HSO4(-)
Угольная H2CO3 Карбонат
Гидрокарбонат
СО3(2-)
НСО3(-)
Кремниевая H2SiO3 Силикат SiO3(2-)
Ортофосфорная H3PO4 Ортофосфат
Гидроортофосфат
Дигидроортофосфат
РО4(3-)
НРО4(2-)
Н2РО4(-)
Муравьиная НСООН Формиат НСОО(-)
Уксусная СН3СООН Ацетат СН3СОО(-)

Полезные ссылки

Дополнительные материалы

Станьте первым, кто оставит
комментарий к данному материалу.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: