STRUCTURE DE LA SUBSTANCE

Toutes les substances sont constituées de minuscules particules individuelles : molécules et atomes.
Le fondateur de l'idée d'une structure discrète de la matière (c'est-à-dire constituée de particules individuelles) est considéré comme l'ancien philosophe grec Démocrite, qui a vécu vers 470 av. Démocrite croyait que tous les corps sont composés d'un nombre infini de particules ultra-petites, invisibles à l'œil, indivisibles. "Ils sont infiniment divers, ont des creux et des renflements, qu'ils emboîtent, formant tous les corps matériels, et dans la nature il n'y a que des atomes et du vide.
La supposition de Démocrite a été oubliée pendant longtemps. Cependant, ses vues sur la structure de la matière nous sont parvenues grâce au poète romain Lucretius Karu : "... toutes choses, comme nous le remarquons, deviennent plus petites, Et elles semblent fondre sur un long siècle..."
Atomes.
Les atomes sont très petits. Ils ne peuvent pas être vus non seulement à l'œil nu, mais aussi à l'aide du microscope optique le plus puissant.
L'œil humain n'est pas capable de voir les atomes et les écarts entre eux, donc toute substance nous semble solide.
En 1951, Erwin Müller invente le microscope ionique, qui permet de voir en détail la structure atomique d'un métal.
Atomes de divers éléments chimiques diffèrent les uns des autres. Les différences entre les atomes des éléments peuvent être déterminées par le tableau périodique de Mendeleev.
Molécules.
Une molécule est la plus petite particule d'une substance qui possède les propriétés de cette substance. Ainsi, la molécule de sucre est sucrée et les sels sont salés.
Les molécules sont constituées d'atomes.
La taille des molécules est négligeable.

Comment voir une molécule ? - à l'aide d'un microscope électronique.

Comment obtenir une molécule à partir d'une substance ? - broyage mécanique de la substance. Chaque substance correspond à un certain type de molécule. Pour différentes substances, les molécules peuvent être constituées d'un atome (gaz inertes) ou de plusieurs atomes identiques ou différents, voire de centaines de milliers d'atomes (polymères). Les molécules de diverses substances peuvent avoir la forme d'un triangle, d'une pyramide et d'autres formes géométriques, ainsi que linéaires.

Les molécules d'une même substance sont les mêmes dans tous les états d'agrégation.

Il existe des écarts entre les molécules d'une substance. La preuve de l'existence de lacunes est le changement du volume de la substance, c'est-à-dire expansion et contraction de la matière lorsque la température change

Devoirs.
La tâche. Répondez aux questions:
№ 1.
1. De quoi sont faites les substances ?
2. Quelles expériences confirment que les substances sont constituées des plus petites particules ?
3. Comment le volume d'un corps change-t-il lorsque la distance entre les particules change ?
4. Quelle expérience montre que les particules de matière sont très petites ?
5. Qu'est-ce qu'une molécule ?
6. Que savez-vous de la taille des molécules ?
7. De quelles particules est constituée une molécule d'eau ?
8. Comment est représentée schématiquement une molécule d'eau ?
№ 2.
1. La composition des molécules d'eau dans le thé chaud et dans une boisson au cola réfrigérée est-elle la même ?
2. Pourquoi les semelles des bottes s'usent-elles et les coudes des vestes s'usent-ils jusqu'aux trous ?
3. Comment expliquer le séchage du vernis à ongles ?
4. Vous passez devant une boulangerie. Une délicieuse odeur de pain frais s'en dégage…. Comment cela pourrait-il arriver?

L'expérience de Robert Rayleigh.

Les tailles des molécules ont été déterminées dans de nombreuses expériences. L'une d'elles a été menée par le scientifique anglais Robert Rayleigh.
De l'eau a été versée dans un grand récipient propre et une goutte d'huile d'olive a été déposée à sa surface. La goutte s'est répandue à la surface de l'eau et a formé un film rond. La surface du film a progressivement augmenté, mais ensuite l'étalement s'est arrêté et la surface a cessé de changer. Rayleigh a suggéré que les molécules étaient disposées sur une rangée, c'est-à-dire l'épaisseur du film est devenue égale à la taille d'une molécule, et a décidé de déterminer son épaisseur. Dans ce cas, bien entendu, il faut tenir compte du fait que le volume du film est égal au volume de la goutte.
Sur la base des données obtenues dans l'expérience de Rayleigh, nous calculons l'épaisseur du film et découvrons quelle est la taille linéaire de la molécule d'huile. La goutte avait un volume de 0,0009 cm3, et la surface du film formé à partir de la goutte était de 5500 cm2. D'où l'épaisseur du film :

Mission expérimentale :

Faites une expérience à la maison pour déterminer la taille des molécules d'huile.
Pour l'expérience, il est pratique d'utiliser de l'huile moteur propre. Tout d'abord, déterminez le volume d'une goutte d'huile. Réfléchissez vous-même à la manière de procéder avec une pipette et un bécher (vous pouvez utiliser un bécher utilisé pour mesurer les médicaments).
Versez de l'eau dans un bol et déposez une goutte d'huile à sa surface. Lorsque la goutte s'est répandue, mesurez le diamètre du film avec une règle sur le bord de la plaque. Si la surface du film n'a pas la forme d'un cercle, alors soit attendez qu'il prenne cette forme, soit prenez plusieurs mesures et déterminez son diamètre moyen. Calculez ensuite la surface et l'épaisseur du film.
Quel numéro as-tu obtenu ? Combien de fois diffère-t-elle de la taille réelle de la molécule d'huile ?

A) atome B) molécule

A) liquides B) gaz

1.solide 2. liquide 3. gaz

1. La plus petite particule d'une substance qui conserve ses propriétés est

A) atome B) molécule

B) particule brownienne B) oxygène

2. Le mouvement brownien est….

A) mouvement chaotique de très petites particules solides dans un liquide

B) pénétration chaotique des particules les unes dans les autres

C) le mouvement ordonné des particules solides dans un liquide

D) mouvement ordonné des molécules liquides

3. La diffusion peut se produire...

A) uniquement dans les gaz B) uniquement dans les liquides et les gaz

C) uniquement dans les liquides D) dans les liquides, gaz et solides

4. Ils n'ont pas leur propre forme et leur volume constant...

A) liquides B) gaz

C) solides D) liquides et gaz

5. Entre les molécules il y a….

A) uniquement l'attraction mutuelle B) uniquement la répulsion mutuelle

C) répulsion et attraction mutuelles D) il n'y a pas d'interaction

6. La diffusion est plus rapide

A) dans les solides B) dans les liquides

C) dans les gaz D) dans tous les corps les mêmes

7. Quel phénomène confirme que les molécules interagissent entre elles ?

A) mouvement brownien B) phénomène de mouillage

C) diffusion D) une augmentation du volume corporel lors du chauffage

8. Corréler l'état d'agrégation de la matière et la nature du mouvement des molécules :

1.solide 2. liquide 3. gaz

A) les sauts changent de position

B) fluctuer autour d'un certain point

B) se déplacer au hasard dans toutes les directions

9. Corréler l'état d'agrégation et l'arrangement des molécules :

1.solide 2. liquide 3. gaz

A) au hasard, proches les uns des autres

B) au hasard, la distance est des dizaines de fois plus grande que les molécules elles-mêmes

B) les molécules sont disposées dans un certain ordre

10. Mettre en corrélation la disposition sur la structure de la matière et sa justification expérimentale

1.toutes les substances sont composées de molécules, entre lesquelles il y a des lacunes

2. les molécules se déplacent de manière continue et aléatoire

3. les molécules interagissent les unes avec les autres

A) mouvement brownien B) mouillage

C) une augmentation du volume corporel lorsqu'il est chauffé

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Électricité : concepts généraux

Les phénomènes électriques sont devenus connus de l'homme d'abord sous la forme redoutable de la foudre - décharges d'électricité atmosphérique, puis l'électricité obtenue par frottement a été découverte et étudiée (par exemple, peau sur verre, etc.); Enfin, après la découverte des sources chimiques de courant (cellules galvaniques en 1800), le génie électrique apparaît et se développe rapidement. Dans l'Etat soviétique, nous avons assisté à un brillant épanouissement de l'électrotechnique. Les scientifiques russes ont beaucoup contribué à ces progrès rapides.

Néanmoins, il est difficile de donner une réponse simple à la question : « Qu'est-ce que l'électricité ?". On peut dire que "l'électricité, ce sont les charges électriques et les champs électromagnétiques associés". Mais une telle réponse nécessite des explications plus détaillées : « Que sont les charges électriques et les champs électromagnétiques ? Progressivement, nous montrerons à quel point le concept d'« électricité » est par essence complexe, bien que des phénomènes électriques extrêmement divers aient été étudiés en détail, et parallèlement à leur compréhension plus approfondie, le champ d'application pratique de l'électricité s'est également élargi.

Les inventeurs des premières machines électriques ont imaginé le courant électrique comme le mouvement d'un fluide électrique spécial dans des fils métalliques, mais pour créer des tubes à vide, il était nécessaire de connaître la nature électronique du courant électrique.

La théorie moderne de l'électricité est étroitement liée à la théorie de la structure de la matière. La plus petite particule d'une substance qui conserve ses propriétés chimiques est une molécule (du mot latin "moles" - masse).

Cette particule est très petite, par exemple, une molécule d'eau a un diamètre d'environ 3 / 100 000 000 = 3/10 8 = 3 * 10 -8 cm et un volume de 29,7 * 10 -24.

Pour imaginer plus clairement à quel point de telles molécules sont petites, combien d'entre elles tiennent dans un petit volume, réalisons mentalement l'expérience suivante. D'une certaine manière, nous marquons toutes les molécules dans le verre d'eau (50 cm3) et versez cette eau dans la mer Noire. Imaginez que les molécules contenues dans ces 50 cm 3, uniformément répartis dans le vaste océan mondial, qui occupe 71% de la superficie du globe; Ensuite, nous ramasserons un verre d'eau de cet océan, au moins à Vladivostok. Y a-t-il une chance de trouver au moins une des molécules que nous avons marquées dans ce verre ?

Le volume des océans du monde est énorme. Sa superficie est de 361,1 millions de km2. Sa profondeur moyenne est de 3795 m. Par conséquent, son volume est de 361.1 * 10 6 * Z, 795 km 3, soit environ 1 370 LLC LLC Km 3 = 1,37*10 9 km 3 - 1,37*10 24 cm 3.

Mais à 50 ans cm 3 l'eau contient 1,69 * 10 24 molécules. Par conséquent, après le mélange, il y aura 1,69/1,37 molécules marquées dans chaque centimètre cube d'eau de mer, et environ 66 molécules marquées entreront dans notre verre à Vladivostok.

Peu importe la taille des molécules, elles sont constituées de particules encore plus petites - des atomes.

Un atome est la plus petite partie d'un élément chimique qui porte ses propriétés chimiques. Il est d'usage de comprendre un élément chimique comme une substance constituée d'atomes identiques. Les molécules peuvent former les mêmes atomes (par exemple, une molécule d'hydrogène gazeux H 2 est constituée de deux atomes) ou des atomes différents (une molécule d'eau H 2 0 est constituée de deux atomes d'hydrogène H 2 et d'un atome d'oxygène O). Dans ce dernier cas, lorsque les molécules sont divisées en atomes, les propriétés chimiques et physiques de la substance changent. Par exemple, lorsque les molécules d'un corps liquide, l'eau, se décomposent, deux gaz sont libérés - l'hydrogène et l'oxygène. Le nombre d'atomes dans les molécules est différent : de deux (dans une molécule d'hydrogène) à des centaines et des milliers d'atomes (dans les protéines et les composés de poids moléculaire élevé). Un certain nombre de substances, en particulier les métaux, ne forment pas de molécules, c'est-à-dire qu'elles sont constituées directement d'atomes qui ne sont pas interconnectés par des liaisons moléculaires.

Pendant longtemps, l'atome a été considéré comme la plus petite particule de matière (le nom même d'atome vient du mot grec atome-indivisible). On sait maintenant que l'atome est un système complexe. La majeure partie de la masse atomique est concentrée dans son noyau. Les particules élémentaires les plus légères chargées électriquement - les électrons - tournent autour du noyau sur certaines orbites, tout comme les planètes tournent autour du Soleil. Les forces de gravité maintiennent les planètes sur leurs orbites et les électrons sont attirés vers le noyau par des forces électriques. Les charges électriques peuvent être de deux types différents : positives et négatives. Nous savons par expérience que seules des charges électriques opposées s'attirent mutuellement. Par conséquent, les charges du noyau et des électrons doivent également être de signe différent. Il est classiquement admis que la charge des électrons est négative, et la charge du noyau est positive.

Tous les électrons, quelle que soit la manière dont ils sont obtenus, ont les mêmes charges électriques et la même masse 9,108 * 10 -28 g. Par conséquent, les électrons qui composent les atomes de n'importe quel élément peuvent être considérés comme les mêmes.

En même temps, la charge électronique (il est d'usage de la désigner) est élémentaire, c'est-à-dire la plus petite charge électrique possible. Les tentatives pour prouver l'existence de charges moins importantes ont été infructueuses.

L'appartenance d'un atome à l'un ou l'autre élément chimique est déterminée par l'amplitude de la charge positive du noyau. Charge négative générale Zélectrons d'un atome est égal à la charge positive de son noyau, par conséquent, la valeur de la charge positive du noyau doit être eZ. Le nombre Z détermine la place d'un élément dans le tableau périodique des éléments de Mendeleev.

Certains des électrons d'un atome sont sur des orbites internes et d'autres sur des orbites externes. Les premiers sont relativement fermement maintenus dans leurs orbites par des liaisons atomiques. Ces derniers peuvent être relativement facilement séparés de l'atome et passer à un autre atome, ou ils peuvent rester libres pendant un certain temps. Ces électrons dans les orbites externes déterminent les propriétés électriques et chimiques de l'atome.

Tant que la somme des charges négatives des électrons est égale à la charge positive du noyau, l'atome ou la molécule est neutre. Mais si un atome a perdu un ou plusieurs électrons, alors en raison de l'excès de charge positive du noyau, il devient un ion positif (du mot grec ion - allant). Si l'atome a capturé des électrons en excès, il sert alors d'ion négatif. De la même manière, des ions peuvent être formés à partir de molécules neutres.

Les porteurs de charges positives dans le noyau de l'atome sont des protons (du mot grec "protos" - le premier). Le proton sert de noyau d'hydrogène, le premier élément du tableau périodique. Sa charge positive e + numériquement égale à la charge négative d'un électron. Mais la masse du proton est 1836 fois la masse de l'électron. Les protons, avec les neutrons, forment les noyaux de tous les éléments chimiques. Le neutron (du mot latin "neutre" - ni l'un ni l'autre) n'a pas de charge et sa masse est 1838 fois supérieure à la masse d'un électron. Ainsi, les parties principales des atomes sont les électrons, les protons et les neutrons. Parmi ceux-ci, les protons et les neutrons sont fermement maintenus dans le noyau d'un atome et seuls les électrons peuvent se déplacer à l'intérieur d'une substance, et les charges positives dans des conditions normales ne peuvent se déplacer qu'avec des atomes sous forme d'ions.

Le nombre d'électrons libres dans une substance dépend de la structure de ses atomes. S'il y a beaucoup de ces électrons, alors la substance donnée passe bien à travers elle-même les charges électriques en mouvement. C'est ce qu'on appelle un conducteur. Tous les métaux sont considérés comme des conducteurs. L'argent, le cuivre et l'aluminium sont particulièrement bons conducteurs. Si, sous l'une ou l'autre influence extérieure, le conducteur a perdu une partie des électrons libres, la prédominance des charges positives de ses atomes créera l'effet d'une charge positive du conducteur dans son ensemble, c'est-à-dire que le conducteur attirera des charges - électrons libres et ions négatifs. Sinon, avec un excès d'électrons libres, le conducteur sera chargé négativement.

Un certain nombre de substances contiennent très peu d'électrons libres. De telles substances sont appelées diélectriques ou isolants. Ils transmettent mal ou pratiquement pas les charges électriques. Les diélectriques sont la porcelaine, le verre, l'ébonite, la plupart des plastiques, l'air, etc.

Dans les appareils électriques, les charges électriques se déplacent le long des conducteurs et les diélectriques servent à diriger ce mouvement.

Ainsi, par exemple, une molécule d'eau est le plus petit représentant d'une substance telle que l'eau.

Pourquoi ne remarquons-nous pas que les substances sont constituées de molécules ? La réponse est simple : les molécules sont si petites qu'elles sont tout simplement invisibles à l'œil humain. Alors quelle taille font-ils ?

L'expérience pour déterminer la taille de la molécule a été réalisée par le physicien anglais Rayleigh. De l'eau a été versée dans un récipient propre et une goutte d'huile a été déposée à sa surface. L'huile s'est répandue sur la surface de l'eau et a formé un film rond. La surface du film a progressivement augmenté, mais ensuite l'étalement s'est arrêté et la surface a cessé de changer. Rayleigh a suggéré que l'épaisseur du film devenait égale à la taille d'une molécule. Par des calculs mathématiques, il a été constaté que la taille de la molécule est d'environ 16 * 10 -10 m.

Les molécules sont si petites qu'elles sont contenues dans de petits volumes de matière grande quantité... Par exemple, une goutte d'eau contient autant de molécules qu'il y a de gouttes dans la mer Noire.

Les molécules ne peuvent pas être vues avec un microscope optique. Vous pouvez obtenir des photographies de molécules et d'atomes à l'aide d'un microscope électronique, inventé dans les années 30 du XXe siècle.

Les molécules de différentes substances diffèrent par leur taille, leur composition et les molécules d'une même substance sont toujours les mêmes. Par exemple, une molécule d'eau est toujours la même : dans l'eau, dans un flocon de neige et dans la vapeur.

Bien que les molécules soient de très petites particules, elles sont également divisibles. Les particules qui composent les molécules sont appelées atomes. Il est d'usage de désigner les atomes de chaque type avec des symboles spéciaux. Par exemple, un atome d'oxygène est O, un atome d'hydrogène est H, un atome de carbone est C. Au total, il y a 93 atomes différents dans la nature, et environ 20 scientifiques ont créé dans leurs laboratoires. Le scientifique russe Dmitry Ivanovich Mendeleev a ordonné tous les éléments et les a organisés dans le tableau périodique, que nous apprendrons plus en détail dans les cours de chimie.

Une molécule d'oxygène se compose de deux atomes d'oxygène identiques, une molécule d'eau se compose de trois atomes - deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. En eux-mêmes, l'hydrogène et l'oxygène n'ont pas les propriétés de l'eau. Au contraire, l'eau ne devient eau que lorsqu'une telle liaison se forme.

Les atomes sont de très petite taille. Par exemple, si vous agrandissez une pomme à la taille d'un globe, la taille d'un atome augmentera jusqu'à la taille d'une pomme. En 1951, Erwin Müller invente le microscope ionique, qui permet de voir en détail la structure atomique d'un métal.

A notre époque, contrairement à l'époque de Démocrite, l'atome n'est plus considéré comme indivisible. Au début du 20ème siècle, les scientifiques ont réussi à étudier sa structure interne.

Il s'est avéré que un atome est constitué d'un noyau et d'électrons tournant autour du noyau... Il s'est avéré plus tard que cœurà son tour se compose de protons et de neutrons.

Donc, bat son plein des expériences sont en cours au Large Hadron Collider, une énorme structure construite sous terre à la frontière entre la France et la Suisse. Le Grand collisionneur de hadrons est un tube fermé de 30 kilomètres de long le long duquel les hadrons (appelés protons, neutrons ou électrons) sont accélérés. Ayant accéléré presque à la vitesse de la lumière, les hadrons entrent en collision. La force de l'impact est si grande que les protons sont "brisés" en morceaux. On suppose que de cette façon, il est possible d'étudier la structure interne des hadrons

Il est évident que plus une personne avance dans ses études structure interne substances, plus il rencontre de difficultés. Il est possible que la particule indivisible que Démocrite s'est imaginée n'existe pas du tout et que les particules puissent être divisées à l'infini. La recherche dans ce domaine est l'un des sujets qui se développent le plus rapidement en physique moderne.

La théorie de la structure de la matière

Complétez les phrases

• La plus petite particule d'une substance qui préserve ses propriétés - molécule

• Les molécules sont composées d'atomes

• La même substance a une molécule sont identiques

• Différentes substances ont des molécules différent

• Lorsqu'une substance est chauffée, la taille des molécules ne changez pas

"Par une goutte la mer, par un brin d'herbe"

• A quelle position de la théorie de la structure de la matière se réfère ce proverbe ?

"Je vais dans l'eau - rouge, sors - noir"

• Comment la distance entre les particules de matière change-t-elle ?

Diffusion Diffusio (latin) - étaler, étaler

• Le phénomène de pénétration spontanée de substances les unes dans les autres

Diffusion dans les gaz

Diffusion dans les liquides

Diffusion dans les solides

Raison de diffusion

L'intensité de diffusion dépend de l'état de la substance

L'intensité de diffusion dépend de la température

mouvement brownien

• le mouvement de très petites particules d'une substance visible au microscope sous l'influence d'impacts moléculaires.

Modèle de mouvement brownien

Production

• L'odeur de l'herbe ou du parfum

• Arôme de baies et de fleurs des bois

• je n'explique que par diffusion

• Je comprends ce phénomène.

• Tout l'intérêt est dans le mouvement des particules de matière

• Tout est clair pour moi, comme deux et deux.

Un peu de paroles... Une belle dame sentait les roses. Et elle éternua, les larmes tombèrent.

• Vraiment à cause de la diffusion

• Y a-t-il de tels embarras ?

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Expliquez le dicton

• Une mouche dans la pommade et un baril de miel ruineront.

Un peu d'histoire ...

Le métallurgiste anglais William Roberts-Austin a mesuré la diffusion de l'or dans le plomb. Il a fondu un mince disque d'or sur l'extrémité d'un cylindre de plomb pur de 1 pouce (2,45 cm) de long, a placé le cylindre dans un four qui a été maintenu à environ 200 ° C et l'a maintenu au four pendant 10 jours. Il a ensuite coupé le cylindre en disques minces. Il s'est avéré qu'une quantité mesurable d'or a traversé tout le cylindre de plomb jusqu'à l'extrémité «propre».

Diffusion en cuisine

• Concombres ou tomates Sel pas de problème Faire bouillir la saumure, jeter du sel, Et prêt pour le déjeuner.