Moleculele sunt formate din atomi. Atomii sunt legați în molecule prin forțe numite forțe chimice.

Există molecule formate din doi, trei, patru atomi. Cele mai mari molecule - molecule de proteine ​​- constau din zeci și chiar sute de mii de atomi.

Regatul moleculelor este extrem de divers. Deja în prezent, chimiștii au izolat din substanțele naturale și au creat în laboratoare milioane de substanțe construite din diverse molecule.

Proprietățile moleculelor sunt determinate nu numai de câți atomi de un fel sau altul participă la construcția lor, ci și de ordinea în care și în ce configurație sunt conectați. O moleculă nu este un morman de cărămizi, ci o structură arhitecturală complexă, în care fiecare cărămidă își are locul ei și vecinii ei bine delimitați. Structura atomică care formează molecula poate fi mai mult sau mai puțin rigidă. În orice caz, fiecare dintre atomi vibrează în jurul poziției sale de echilibru. În unele cazuri, unele părți ale moleculei se pot roti în raport cu alte părți, dând o moleculă liberă în procesul ei. mișcarea termică configurații diverse și cele mai bizare.

Să examinăm mai detaliat interacțiunea atomilor. În fig. 2.1 arată curba energiei potențiale a unei molecule biatomice. Are o formă caracteristică - mai întâi coboară, apoi se îndoaie, formând o „groapă”, apoi se apropie mai încet de axa orizontală de-a lungul căreia este trasată distanța dintre atomi.

Orez. 2.1

Știm că starea stabilă este cea în care energia potențială are cea mai mică valoare. Atunci când un atom face parte dintr-o moleculă, acesta „stă” într-un puț de potențial, efectuând mici vibrații termice în jurul poziției de echilibru.

Distanța de la axa verticală până la fundul gropii poate fi numită echilibru. La această distanță atomii ar fi localizați dacă mișcarea termică ar înceta.

Curba energiei potențiale spune despre toate detaliile interacțiunii dintre atomi. Particulele sunt atrase sau respinse la o anumită distanță, forța de interacțiune crește sau scade atunci când particulele se îndepărtează sau se apropie - toate aceste informații pot fi obținute din analiza curbei energiei potențiale. Punctele din stânga „de jos” corespund repulsiei. Dimpotrivă, porțiunile curbei din dreapta fundului puțului caracterizează atracția. Abruptul curbei oferă, de asemenea, informații importante: cu cât curba este mai abruptă, cu atât forța este mai mare.

Fiind la distanțe mari, atomii sunt atrași unii de alții; această forță scade foarte rapid odată cu creșterea distanței dintre ele. La apropiere, forța de atracție crește și atinge cea mai mare valoare chiar și atunci când atomii se apropie foarte mult unul de altul. Cu o abordare și mai mare, atracția slăbește și, în final, la distanța de echilibru, forța de interacțiune dispare. Când atomii se apropie de o distanță mai mică decât cea de echilibru, apar forțe de respingere, care cresc foarte brusc și rapid fac practic imposibilă scăderea în continuare a distanței dintre atomi.

Distanțele de echilibru (mai jos vom vorbi pe scurt - distanțe) dintre atomi sunt diferite pentru diferite tipuri de atomi.

Pentru diferite perechi de atomi, nu numai distanțele de la axa verticală până la fundul puțului sunt diferite, ci și adâncimea puțurilor.

Adâncimea gropii are un sens simplu: pentru a ieși din groapă, aveți nevoie de energie egală cu adâncimea. Prin urmare, adâncimea puțului poate fi numită energia de legare a particulelor.

Distanțele dintre atomii moleculelor sunt atât de mici încât pentru măsurarea lor este necesară alegerea unităților adecvate, altfel acestea ar trebui să-și exprime valorile, de exemplu, sub următoarea formă: 0,000000012 cm.Aceasta este cifra pentru molecula de oxigen.

Unitățile care sunt deosebit de convenabile pentru descrierea lumii atomice sunt numite angstroms (cu toate acestea, numele de familie al omului de știință suedez al cărui nume sunt numite aceste unități este citit corect Ongström; pentru a reaminti acest lucru, un cerc este plasat deasupra literei A):

adică o sută de milioane de centimetru.

Distanțele dintre atomii moleculelor sunt în intervalul de la 1 la 4A. Distanța de echilibru pentru oxigenul scris mai sus este 1,2 A.

Distanțele interatomice, după cum puteți vedea, sunt foarte mici. Dacă încingeți globul cu o frânghie la ecuator, atunci lungimea „centrei” va fi de atâtea ori mai mare decât lățimea palmei, de câte ori lățimea palmei este mai mare decât distanța dintre atomii de molecula.

Caloriile sunt de obicei folosite pentru a măsura energia de legare, dar nu sunt atribuite unei molecule, ceea ce ar da, desigur, o cifră nesemnificativă, ci unei mole, adică. la molecule N A.

Este clar că energia de legare pe mol, dacă este împărțită la numărul Avogadro N A = 6,023 * 10 23 mol -1, va da energia de legare a unei molecule.

Energia de legare a atomilor dintr-o moleculă, ca și distanțele interatomice, fluctuează în limite nesemnificative.

Pentru același oxigen, energia de legare este de 116.000 cal/mol, pentru hidrogen 103.000 cal/mol etc.

Am spus deja că atomii din molecule sunt aranjați într-un mod destul de definit, unul în raport cu altul, formându-se în cazuri dificile clădiri foarte complicate.

Iată câteva exemple simple.

Orez. 2.2

În molecula de CO2 (dioxid de carbon), toți cei trei atomi sunt aranjați pe rând - atomul de carbon din mijloc. Molecula de apă Н 2 0 are o formă de unghi, partea superioară a unghiului (este egală cu 105 °) este un atom de oxigen.

În molecula de amoniac NH3, atomul de azot se află la vârful piramidei triedrice; în molecula de metan CH 4, atomul de carbon se află în centrul unei figuri tetraedrice cu laturile egale, care se numește tetraedru.

Orez. 2.3

Atomii de carbon ai benzenului C 6 H 6 formează un hexagon regulat. Legăturile atomilor de carbon cu hidrogenul provin din toate vârfurile hexagonului. Toți atomii sunt localizați în același plan.

Dispozițiile centrelor atomilor acestor molecule sunt prezentate în Fig. 2.2 și 2.3. Liniile reprezintă conexiuni.

A avut loc o reacție chimică; au existat molecule de un fel, s-au format altele. Unele legături au fost rupte, altele au fost recreate. Pentru a rupe legăturile dintre atomi - amintiți-vă imaginea - trebuie să petreceți aceeași muncă ca atunci când aruncați mingea din gaură. Dimpotrivă, atunci când se formează noi legături, se eliberează energie - mingea se rostogolește într-o gaură.

Ce este mai mult, o lucrare de rupere sau o lucrare de creație? În natură, întâlnim ambele tipuri de reacții.

Surplusul de energie se numește efect de căldură sau altfel - căldură de transformare (reacție). Efectele de căldură ale reacțiilor sunt în majoritatea cazurilor valori de ordinul a zeci de mii de calorii pe mol. Foarte des, efectul termic este inclus ca termen în formula de reacție.

De exemplu, reacția de ardere a carbonului (sub formă de grafit), adică combinarea acestuia cu oxigenul, este scrisă după cum urmează:

Aceasta înseamnă că atunci când carbonul se combină cu oxigenul, sunt eliberate 94.250 de calorii. Suma energiilor interne ale unui mol de carbon și unui mol de oxigen din grafit este energie interna rugându-se dioxid de carbon plus 94.250 de calorii.

Astfel, astfel de înregistrări au o semnificație clară a egalităților algebrice scrise pentru valorile energiei interne.

Folosind astfel de ecuații, se poate găsi efecte termice transformări pentru care metodele directe de măsurare nu sunt potrivite dintr-un motiv sau altul. Iată un exemplu: dacă carbonul (grafitul) ar fi combinat cu hidrogen, atunci s-ar forma acetilenă:

Reacția nu merge așa. Cu toate acestea, puteți găsi efectul său termic. Să notăm trei reacții binecunoscute -

oxidarea carbonului:

oxidarea hidrogenului:

oxidarea acetilenei:

Toate aceste egalități pot fi considerate drept ecuații pentru energiile de legare ale moleculelor. Dacă da, atunci ele pot fi operate ca egalități algebrice. Scăzând primele două din partea de jos, obținem

Aceasta înseamnă că transformarea care ne interesează este însoțită de absorbția a 56.000 de calorii pe mol.

Molecule fizice și chimice

Până când cercetătorii au avut o înțelegere detaliată a structurii materiei, nu s-a făcut o astfel de distincție. O moleculă este o moleculă, adică cel mai mic reprezentant al unei substanțe. S-ar părea că asta spune totul. Cu toate acestea, acesta nu este cazul.

Moleculele despre care tocmai am vorbit sunt molecule în ambele sensuri ale cuvântului. Moleculele de dioxid de carbon, amoniac, benzen, despre care am vorbit, și moleculele aproape tuturor substanțelor organice (despre care nu am vorbit) sunt compuse din atomi care sunt puternic asociați între ele. La dizolvare, topire, evaporare, aceste legături nu sunt rupte. Molecula continuă să se comporte ca o particulă separată, ca un mic corp fizic sub orice influențe fizice și schimbări de stare.

Dar acest lucru nu este întotdeauna cazul. Pentru majoritatea substanțelor anorganice, se poate vorbi de o moleculă doar în sensul chimic al cuvântului. Dar cea mai mică particulă de substanțe anorganice binecunoscute precum sarea de masă sau calcitul sau sifonul nu există. Nu găsim particule individuale în cristale (mai multe despre asta în câteva pagini); când sunt dizolvate, moleculele se destramă.

Zahărul este o substanță organică. Prin urmare, moleculele de zahăr „plutesc” în apa ceaiului dulce. Dar în apa sărată, nu vom găsi nicio moleculă de sare de masă (clorură de sodiu). Aceste „molecule” (trebuie să puneți ghilimele) există în apă sub formă de atomi (sau mai bine zis, ioni – atomi încărcați electric – despre ele vom vorbi mai târziu).

În mod similar, în vapori și în topituri, părți ale moleculelor trăiesc vieți independente.

Când vine vorba de forțele care leagă atomii într-o moleculă fizică, atunci astfel de forțe sunt numite forțe de valență. Forțele intermoleculare sunt nevalente. Cu toate acestea, tipul de curbă de interacțiune prezentat în Fig. 2.1 este același în ambele cazuri. Singura diferență este în adâncimea gropii. În cazul forțelor de valență, groapa este de sute de ori mai adâncă.

Interacțiunea moleculelor

Moleculele se atrag reciproc, nu există nicio îndoială. Dacă la un moment dat ar înceta să fie atrași unul de celălalt, toate corpurile lichide și solide s-ar dezintegra în molecule.

Moleculele se resping reciproc, iar acest lucru este, fără îndoială, deoarece altfel lichidele și solidele ar fi comprimate cu o ușurință extraordinară.

Forțele acționează între molecule, în multe privințe similare cu forțele dintre atomi, care au fost menționate mai sus. Curba de energie potențială pe care tocmai am trasat-o pentru atomi transmite corect principalele caracteristici ale interacțiunii moleculelor. Cu toate acestea, există și diferențe semnificative între aceste interacțiuni.

Să comparăm, de exemplu, distanța de echilibru dintre atomii de oxigen care formează o moleculă și atomii de oxigen ai două molecule învecinate care sunt atrași în oxigen solidificat într-o poziție de echilibru. Diferența va fi foarte vizibilă: atomii de oxigen care formează molecula sunt stabiliți la o distanță de 1,2 A, atomii de oxigen ai diferitelor molecule sunt aproape unul de celălalt la 2,9 A.

Rezultate similare se obțin pentru alți atomi. Atomii moleculelor străine sunt așezați mai departe unul de celălalt decât atomii unei molecule. Prin urmare, moleculele sunt mai ușor de rupt una de alta decât atomii dintr-o moleculă, iar diferența de energii este mult mai mare decât diferența de distanțe. Dacă energia necesară pentru a rupe legătura dintre atomii de oxigen care formează o moleculă este de aproximativ 100 kcal/mol, atunci energia de desprindere a moleculelor de oxigen este mai mică de 2 kcal/mol.

Aceasta înseamnă că pe curba energiei potențiale a moleculelor, „fântâna” se află mai departe de axa verticală și, în plus, „fântâna” este mult mai puțin adâncă.

Cu toate acestea, acest lucru nu epuizează diferența dintre interacțiunea atomilor care formează o moleculă și interacțiunea moleculelor.

Chimiștii au arătat că atomii sunt legați într-o moleculă cu un număr foarte specific de alți atomi. Dacă doi atomi de hidrogen formează o moleculă, atunci al treilea atom nu li se va mai alătura. Atomul de oxigen din apă este conectat la doi atomi de hidrogen și este imposibil să le atașați altul.

Nu găsim nimic de acest fel în interacțiunile intermoleculare. După ce a atras un vecin la sine, molecula nu își pierde în niciun fel „puterea atractivă”. Abordarea vecinilor va continua atâta timp cât va fi suficient spațiu.

Ce vrei să spui prin „spațiu suficient”? Sunt moleculele ca merele sau ouăle? Desigur, într-un fel, o astfel de comparație este justificată: moleculele sunt corpuri fizice cu anumite „mărimi” și „forme”. Distanța de echilibru dintre molecule nu este altceva decât „dimensiunile” moleculelor.

Cum arată mișcarea căldurii

Interacțiunile dintre molecule pot fi mai mult sau mai puțin importante în „viața” moleculelor.

Cele trei stări ale materiei - gazoasă, lichidă și solidă - diferă una de alta prin rolul pe care interacțiunea moleculelor îl joacă în ele.

Cuvântul „gaz” a fost inventat de oamenii de știință. Este derivat din cuvântul grecesc pentru „haos” - dezordine.

Într-adevăr, starea gazoasă a materiei este un exemplu de dezordine completă, perfectă în aranjarea și mișcarea reciprocă a particulelor care există în natură. Nu există niciun microscop care să vă permită să vedeți mișcarea moleculelor de gaz, dar, în ciuda acestui fapt, fizicienii pot descrie suficient de detaliat viața acestei lumi invizibile.

Într-un centimetru cub de aer în condiții normale ( temperatura camereiși presiunea atmosferică) există un număr mare de molecule, aproximativ 2,5 * 10 19 (adică 25 miliarde de miliarde de molecule). Fiecare moleculă are un volum de 4 * 10 -20 cm 3, adică un cub cu latura de aproximativ 3,5 * 10 -7 cm = 35 A. Moleculele sunt însă foarte mici. De exemplu, moleculele de oxigen și azot - cea mai mare parte a aerului - au o dimensiune medie de aproximativ 4 A.

Astfel, distanța medie dintre molecule este de 10 ori dimensiunea unei molecule. Și aceasta, la rândul său, înseamnă că volumul mediu de aer, care conține o moleculă, este de aproximativ 1000 de ori volumul moleculei în sine.

Imaginează-ți o zonă plată pe care monede sunt împrăștiate aleatoriu, cu o medie de o sută de monede pe metru pătrat. Aceasta înseamnă una sau două monede pe pagină a cărții pe care o citiți. Moleculele de gaz sunt situate aproximativ în același mod.

Fiecare moleculă de gaz se află într-o stare de mișcare termică continuă.

Să urmăm o moleculă. Aici ea se deplasează rapid undeva spre dreapta. Dacă nu ar exista obstacole pe drum, molecula și-ar continua mișcarea în linie dreaptă cu aceeași viteză. Dar calea moleculei este străbătută de nenumărații ei vecini. Ciocnirile sunt inevitabile, iar moleculele se împrăștie ca două bile de biliard care se ciocnesc. În ce sens va sări molecula noastră? Își va câștiga sau își va pierde viteza? Orice este posibil: la urma urmei, întâlnirile pot fi foarte diferite. Loviturile sunt posibile atât din față cât și din spate, și din dreapta și din stânga, și puternice și slabe. Este clar că, fiind supusă unor astfel de ciocniri aleatorii în timpul acestor întâlniri aleatorii, molecula pe care o observăm se va repezi în toate direcțiile de-a lungul vasului în care este prins gazul.

Ce cale pot parcurge moleculele de gaz fără a se ciocni?

Depinde de mărimea moleculelor și de densitatea gazului. Cu cât dimensiunea moleculelor și numărul lor în vas sunt mai mari, cu atât se vor ciocni mai des. Se numește lungimea medie a drumului parcurs de o moleculă fără ciocnire lungime medie rulare - egal în condiții normale 11 * 10 -6 cm = 1100 A pentru moleculele de hidrogen și 5 * 10 -6 cm = 500 A pentru moleculele de oxigen. 5 * 10 -6 cm - douăzeci de miimi de milimetru, distanța este foarte mică, dar în comparație cu dimensiunea moleculelor este departe de a fi mică. O cursă de 5 * 10 -6 cm pentru o moleculă de oxigen corespunde unei distanțe de 10 m pe o scară cu minge de biliard.

Merită să acordați atenție caracteristicilor mișcării moleculelor într-un gaz extrem de rarefiat (vid). Mișcarea moleculelor „formând un vid” își schimbă caracterul atunci când calea liberă a moleculei devine mai mare decât dimensiunea vasului în care se află gazul. Apoi moleculele se ciocnesc rar între ele și își fac călătoria în zig-zaguri drepte, lovind unul sau altul perete al vasului.

După cum tocmai am spus, în aer la presiunea atmosferică, lungimea traseului este de 5 * 10 -6 cm. Dacă o creștem de 10 7 ori, atunci va fi de 50 cm, adică va fi vizibil mai mare decât dimensiunea medie a vasului. . Deoarece lungimea traseului este invers proporțională cu densitatea și, prin urmare, cu presiunea, presiunea pentru aceasta ar trebui să fie de 10 -7 atmosferică sau aproximativ 10 -4 mm Hg. Artă.

Nici măcar spațiul interplanetar nu este complet gol. Dar densitatea substanței din ea este de aproximativ 5 * 10 -24g / cm 3. Cea mai mare parte a materiei interplanetare este hidrogenul atomic. În prezent, se crede că în spațiu există doar câțiva atomi de hidrogen la 1 cm3. Dacă creșteți o moleculă de hidrogen la dimensiunea unui bob de mazăre și plasați o astfel de „moleculă” la Moscova, atunci cel mai apropiat „vecin spațial” al său va fi în Tula.

Structura unui lichid diferă semnificativ de structura unui gaz, ale cărui molecule sunt departe unele de altele și se ciocnesc doar ocazional. V. moleculele lichide sunt constant în imediata apropiere. Moleculele lichidului sunt aranjate ca cartofii într-o pungă. Adevărat, cu o singură diferență: moleculele lichide sunt într-o stare de mișcare termică haotică continuă. Datorită apropierii lor, ele nu se pot mișca la fel de liber ca moleculele de gaz. Fiecare „calcă” tot timpul aproape în același loc, înconjurat de aceiași vecini și se mișcă doar treptat de-a lungul volumului ocupat de lichid. Cu cât lichidul este mai vâscos, cu atât mișcarea este mai lentă. Dar chiar și într-un astfel de lichid „mobil” precum apa, molecula se va mișca cu 3 A în timpul necesar pentru ca o moleculă de gaz să parcurgă 700 A.

Forțele de interacțiune dintre molecule cu mișcarea lor termică în solide sunt îndreptate destul de decisiv. Într-un solid, moleculele sunt practic tot timpul într-o poziție neschimbată. Mișcarea termică afectează doar faptul că moleculele vibrează constant în jurul pozițiilor de echilibru. Lipsa mișcării sistematice a moleculelor este motivul a ceea ce numim duritate. Într-adevăr, dacă moleculele nu își schimbă vecinii, cu atât mai mult, părți separate ale corpului rămân în legătură constantă între ele.

Compresibilitatea corpurilor

În timp ce picăturile de ploaie bat pe acoperiș, moleculele de gaz bat pe pereții vasului. Numărul acestor lovituri este enorm, iar acțiunea lor, contopindu-se, creează presiunea care poate mișca pistonul motorului, poate sparge proiectilul sau umfla. balon... O grindină de lovituri moleculare este presiunea atmosferică, aceasta este presiunea care face să sară capacul unui ibric în fierbere, este forța care scoate un glonț dintr-o pușcă.

Care este motivul presiunii gazului? Este clar că presiunea va fi cu atât mai mare, cu atât lovitura dată de o moleculă va fi mai puternică. Nu este mai puțin evident că presiunea va depinde de numărul de lovituri pe secundă. Cu cât sunt mai multe molecule în vas, cu atât loviturile sunt mai dese, cu atât presiunea este mai mare. Prin urmare, în primul rând, presiunea p a unui gaz dat este proporțională cu densitatea acestuia.

Dacă masa gazului este neschimbată, atunci prin scăderea volumului creștem densitatea de numărul corespunzător de ori. Aceasta înseamnă că presiunea gazului într-un astfel de vas închis va fi invers proporțională cu volumul. Sau, cu alte cuvinte, produsul presiunii și volumului trebuie să fie constant:

? V = const.

Această lege simplă a fost descoperită de fizicianul englez Boyle și de savantul francez Mariotte. Legea lui Boyle - Mariotte - una dintre primele legi cantitative din istorie știință fizică... Desigur, are loc la o temperatură constantă.

Pe măsură ce gazul se contractă, ecuația Boyle-Mariotte devine din ce în ce mai proastă. Moleculele se apropie, interacțiunea dintre ele începe să afecteze comportamentul gazului.

Legea lui Boyle - Mariotte este valabilă în cazurile în care interferența forțelor de interacțiune în viața moleculelor de gaz este complet invizibilă. Prin urmare, legea Boyle-Mariotte este vorbită ca fiind legea gazelor ideale.

Adjectivul „ideal” sună puțin amuzant în raport cu cuvântul „gaz”. Perfect înseamnă perfect, astfel încât nu ar putea fi mai bun.

Cu cât modelul sau circuitul este mai simplu, cu atât este mai ideal pentru un fizician. Calculele sunt simplificate, explicațiile fenomenelor fizice devin ușoare și clare. Termenul „gaz ideal” se referă la cea mai simplă schemă de gaz. Comportarea gazelor suficient de rarefiate este practic imposibil de distins de comportamentul gazelor ideale.

Compresibilitatea lichidelor este mult mai mică decât compresibilitatea gazelor. Într-un lichid, moleculele sunt deja în „contact”. Compresia constă doar în îmbunătățirea „împachetarii” moleculelor, iar la presiuni foarte mari – în presarea moleculei în sine. Cât de mult îngreunează forțele de respingere comprimarea fluidului se poate observa din figurile următoare. O creștere a presiunii de la una la două atmosfere implică o reducere la jumătate a volumului de gaz, în timp ce volumul de apă se modifică cu 1 / 20.000, iar mercurul - cu doar 1 / 250.000.

Chiar și presiunea enormă din adâncurile oceanului este incapabilă să comprima apa în mod apreciabil. Într-adevăr, o presiune de o atmosferă este creată de o coloană de apă de zece metri. Presiunea sub un strat de apă de 10 km este de 1000 de atmosfere. Volumul de apă se reduce cu 1000 / 20.000, adică cu 1/20.

Compresibilitatea solidelor diferă puțin de compresibilitatea unui lichid. Acest lucru este de înțeles - în ambele cazuri, moleculele sunt deja în contact, iar compresia poate fi realizată numai datorită abordării ulterioare a moleculelor deja puternic respingătoare. Presiunile ultra-înalte de 50-100 de mii de atmosfere reușesc să comprima oțelul cu 1/1000, plumbul - cu 1/7 din volum.

Din aceste exemple se poate observa că în condiții terestre nu este posibilă comprimarea substanței solide în vreun mod semnificativ.

Dar în Univers există corpuri în care materia este incomparabil mai comprimată. Astronomii au descoperit existența stelelor, densitatea materiei în care ajunge la 106 g/cm3. În interiorul acestor stele - sunt numite pitice albe ("albe" - prin natura luminozității "pitici" - din cauza dimensiunilor lor relativ mici) - prin urmare, trebuie să existe o presiune extraordinară.

Forțele de suprafață

Poți să ieși din apă uscat? Desigur, pentru aceasta trebuie să lubrifiați cu o substanță neumezibilă.

Frecați degetul cu parafină și scufundați-l în apă. Când îl scoți, se dovedește că nu este apă pe deget, cu excepția a două-trei picături. Puțină mișcare - și picăturile sunt scuturate.

În acest caz, ei spun: apa nu udă parafina. Mercurul se comportă în acest fel în raport cu aproape toate solidele: mercurul nu udă pielea, sticla, lemnul...

Apa este mai capricioasă. Se agață strâns de unele corpuri și încearcă să nu intre în contact cu altele. Apa nu umezeste suprafetele uleioase, dar uda bine sticla curata. Apa udă lemnul, hârtia, lâna.

Dacă o picătură de apă este aplicată pe un pahar curat, se va răspândi și va forma o băltoacă foarte subțire. Dacă aceeași picătură este scufundată pe parafină, atunci va rămâne o picătură aproape sferică, ușor apăsată de gravitație.

Kerosenul aparține substanțelor care se „lipesc” de aproape toate corpurile. În efortul de a se întinde pe sticlă sau metal; kerosenul este capabil să se târască dintr-un vas prost închis. O băltoacă de bidon de kerosen vărsat perioadă lungă de timp existența otrăvirii: kerosenul va captura o suprafață mare, se va târa în crăpături, va pătrunde în haine. Prin urmare, este atât de dificil să scapi de mirosul său neplăcut.

Neumezirea corpurilor poate duce la fenomene curioase. Luați un ac, ungeți-l și puneți-l ușor pe apă. Acul nu se va scufunda. Privind cu atenție, puteți vedea că acul împinge prin apă și se află calm în golul format. Cu toate acestea, o presiune ușoară este suficientă, iar acul se va scufunda. Acest lucru necesită ca o parte semnificativă a acestuia să fie în apă.

Această proprietate interesantă este folosită de insectele care aleargă rapid prin apă fără să-și ude picioarele.

Udarea este utilizată în concentrarea minereului de flotație. Cuvântul „plutire” înseamnă „plutire”. Esența fenomenului este următoarea. Minereul zdrobit fin este încărcat într-o cuvă cu apă, acolo se adaugă o cantitate mică de ulei special, ceea ce ar trebui. au proprietatea de a umezi boabele de mineral și de a nu umezi boabele de „rocă sterilă” (așa-numita „parte inutilă a minereului”.

Aerul este suflat în terciul negru din minereul de apă și ulei. Se formează o mulțime de bule de aer mici - spumă. Bulele de aer plutesc. Procesul de flotare se bazează pe boabele acoperite cu ulei care se lipesc de bulele de aer. O bulă mare ridică boabele ca un balon.

Mineralul se transformă în spumă la suprafață. Roca sterilă rămâne în partea de jos. Spuma este îndepărtată și trimisă pentru prelucrare ulterioară pentru a obține așa-numitul „concentrat”, care conține de zeci de ori mai puțină rocă sterilă.

Forțele de aderență ale suprafețelor sunt capabile să perturbe egalizarea lichidului din vasele comunicante. Este foarte ușor să verificați validitatea acestui lucru.

Dacă un tub de sticlă subțire (fracțiune de milimetru în diametru) este coborât în ​​apă, atunci, cu încălcarea legii vaselor comunicante, apa din el va începe rapid să crească în sus, iar nivelul său va fi semnificativ mai mare decât într-un vas larg (fig. 2.4).

Orez. 2.4

Ce s-a întâmplat? Ce forțe țin greutatea coloanei de lichid în creștere? Creșterea a fost făcută de forțele de aderență a apei la sticlă.

Forțele de aderență la suprafață se manifestă clar doar atunci când lichidul se ridică în tuburi suficient de subțiri. Cu cât tubul este mai îngust, cu atât lichidul crește mai mult, cu atât fenomenul este mai distinct. Denumirea acestor fenomene de suprafață este legată de numele tubulilor. Canalul dintr-un astfel de tub are un diametru măsurat în fracțiuni de milimetru; un astfel de tub se numește capilar (care înseamnă în traducere: „subțire ca părul”). Fenomenul de creștere a lichidului în tuburi subțiri se numește capilaritate.

La ce înălțime sunt capabile tuburile capilare să ridice lichidul? Se dovedește că într-un tub cu un diametru de 1 mm, apa se ridică la o înălțime de 1,5 mm. Cu un diametru de 0,01 mm, înălțimea de ridicare crește cu același factor pe măsură ce a scăzut diametrul tubului, adică până la 15 cm.

Desigur, creșterea lichidului este posibilă numai cu condiția umezirii. Nu este greu de ghicit că mercurul nu se va ridica în tuburile de sticlă. Dimpotrivă, mercurul coboară în tuburile de sticlă. Mercurul nu „tolerează” contactul cu sticla atât de mult încât tinde să reducă suprafața totală la minimum pe care îl permite gravitația.

Există multe corpuri, care sunt ceva ca un sistem de cele mai fine tuburi. În astfel de corpuri se observă întotdeauna fenomene capilare.

Plantele și copacii au un întreg sistem de canale lungi și pori. Diametrele acestor canale sunt mai mici de sutimi de milimetru. Datorită acestui fapt, forțele capilare ridică umiditatea solului la o înălțime considerabilă și transportă apa în tot corpul plantei.

Un lucru foarte la îndemână este hârtia absorbant. Ai făcut o pată, dar trebuie să întorci pagina. Nu așteptați până când pata se usucă! Se ia o bucată de hârtie absorbantă, capătul acesteia este scufundat într-o picătură, iar cerneala curge rapid în sus împotriva gravitației.

Ceea ce se întâmplă este tipic fenomen capilar... Dacă te uiți la hârtia absorbantă la microscop, îi poți vedea structura. O astfel de hârtie constă dintr-o rețea liberă de fibre de hârtie, formând canale subțiri și lungi între ele. Aceste canale joacă rolul de tuburi capilare.

Același sistem de pori lungi sau canale formate din fibre se găsește în fitil. Kerosenul din lămpi se ridică de-a lungul fitilului. Cu ajutorul unui fitil, puteți crea și un sifon coborând fitilul cu un capăt într-un pahar incomplet de lichid, astfel încât celălalt capăt care atârnă peste lateral să fie mai jos decât primul (Fig. 2.5).

Orez. 2.5

Tehnologia producției de vopsire folosește adesea și capacitatea țesăturilor de a atrage lichid prin canalele subțiri formate de firele țesăturii.

Dar nu am spus încă nimic despre mecanismul molecular al acestor fenomene interesante.

Diferențele în forțele de suprafață sunt explicate excelent prin interacțiunile intermoleculare.

O picătură de mercur nu se răspândește peste pahar. Acest lucru se datorează faptului că energia de interacțiune a atomilor de mercur între ei este mai mare decât energia de legare a atomilor de sticlă și de mercur. Din același motiv, mercurul nu crește în capilarele înguste.

Situația este diferită cu apa. Se pare că atomii de hidrogen ai moleculelor de apă se agață ușor de atomii de oxigen ai oxidului de siliciu, din care este compusă în principal sticla. Forțele intermoleculare ale apei - sticlă sunt mai mari decât forțele intermoleculare ale apei - apă. Prin urmare, apa se răspândește peste pahar și urcă în capilarele din sticlă.

Forțele de suprafață, sau mai degrabă energia de legare (adâncimea sondei din Fig. 2.1), pentru diferite perechi de substanțe pot fi măsurate și calculate. A vorbi despre cum se face ne-ar duce prea departe.

Cristale și forma lor

Mulți oameni cred că cristalele sunt pietre frumoase, rare. Sunt Culori diferite, de obicei transparentă și, ceea ce este cel mai remarcabil, au o frumoasă formă regulată. Cel mai adesea, cristalele sunt poliedre, laturile lor (fețele) sunt perfect plate, „marginile sunt strict drepte. Ele încântă ochiul cu un joc minunat de lumină în fețe, o regularitate uimitoare a structurii.

Printre acestea se numără cristale modeste de sare gemă - clorură de sodiu naturală, adică sare obișnuită de masă. Ele apar în mod natural sub formă de paralelipipede dreptunghiulare sau cuburi. Formă simplă iar cristalele de calcit sunt paralelipipede oblice transparente. Cristalele de cuarț sunt mult mai complicate. Fiecare cristal are multe fețe forme diferite intersectându-se de-a lungul marginilor de diferite lungimi.

Cu toate acestea, cristalele nu sunt deloc o raritate a muzeului. Cristalele ne înconjoară peste tot. Solide din care construim case și facem mașini, substanțe pe care le folosim în viața de zi cu zi - aproape toate aparțin cristalelor. De ce nu vedem asta? Faptul este că în natură, corpurile se găsesc rar sub formă de cristale simple separate (sau, după cum se spune, cristale simple). Cel mai adesea, substanța se găsește sub formă de boabe cristaline ferm lipite, de dimensiuni foarte mici - mai puțin de o miime de milimetru. Această structură poate fi văzută doar cu un microscop.

Corpurile formate din boabe cristaline sunt numite fin-cristaline sau policristaline („poli” înseamnă în greacă „mulți”).

Desigur, corpurile fin-cristaline ar trebui să se refere și la cristale. Apoi se dovedește că aproape toate corpurile solide din jur sunt cristale. Nisip și granit, cupru și fier, salol vândut în farmacie; iar vopselele sunt toate cristale.

Există și excepții; sticla și materialele plastice nu sunt formate din cristale. Astfel de solide se numesc amorfe.

Deci, a studia cristalele înseamnă a studia aproape toate corpurile din jurul nostru. Este clar cât de important este acest lucru.

Cristalele simple sunt imediat recunoscute după formele lor corecte. Fețele plate și marginile drepte sunt o proprietate caracteristică a cristalului; corectitudinea formei este legată, fără îndoială, de corectitudinea structurii interne a cristalului. Dacă cristalul este deosebit de alungit într-o anumită direcție, înseamnă că structura cristalului în această direcție este un fel de specială.

Dar imaginați-vă că o minge este făcută dintr-un cristal mare pe o mașină. Vom reuși să ne dăm seama că avem un cristal în mâini și să distingem această minge de una de sticlă? Deoarece diferite fețe ale cristalului sunt dezvoltate în grade diferite, atunci acest lucru sugerează că proprietățile fizice ale cristalului nu sunt aceleași în direcții diferite. Cele de mai sus se aplică rezistenței, conductivității electrice și, într-adevăr, multor proprietăți. Această caracteristică a cristalului se numește anizotropia proprietăților sale. Anizotrop înseamnă diferit în direcții diferite.

Cristalele sunt anizotrope. Dimpotrivă, corpurile amorfe, lichidele și gazele sunt izotrope („iso” – în greacă „la fel”, „tropos” – direcție), adică au aceleași proprietăți în direcții diferite. Anizotropia proprietăților ne permite să aflăm (dacă o bucată de materie transparentă și fără formă este un cristal sau nu.

Să mergem la muzeul mineralogic și să aruncăm o privire atentă la diferite mostre monocristal de cristale ale aceleiași substanțe. Este foarte posibil ca mostre de forme regulate și neregulate să fie expuse la stand. Unele cristale vor arăta ca niște resturi, în timp ce altele vor avea 1-2 fațete de dezvoltare „anormală”.

Să selectăm mostre din grămada generală care ni se par ideale și să le schițăm. Imaginea rezultată este prezentată în Fig. 2.6. Același cuarț este ales ca exemplu. Cuarțul, ca și alte cristale, se poate dezvolta număr diferit fețe de un „sort”, precum și un număr diferit de „grade” ale fețelor în sine. Deși asemănarea externă nu este izbitoare, totuși astfel de cristale sunt asemănătoare între ele, ca rude apropiate, ca gemeni. Care sunt asemănările lor?

Orez. 2.6

Uită-te la fig. 2.6, care prezintă un număr de cristale de cuarț. Toate aceste cristale sunt „rude” apropiate. Ele pot fi făcute complet identice prin șlefuirea marginilor la diferite adâncimi paralele cu ele însele. Este ușor de observat că în acest fel, de exemplu, cristalul II poate fi făcut exact la fel ca și cristalul I. Acest lucru este posibil deoarece unghiurile dintre fețele similare ale probelor sunt aceleași, de exemplu, între fețele A și B, B și C etc.

Această egalitate de unghiuri este asemănarea „familiei” a cristalelor. La șlefuirea fețelor paralele cu ele însele, forma cristalului se schimbă, dar unghiurile dintre fețe își păstrează valoarea.

În timpul creșterii cristalului, în funcție de un număr de accidente, unele fețe pot cădea în condiții mai favorabile, altele mai puțin convenabile pentru creșterea dimensiunii lor. Asemănarea exterioară a probelor crescute în condiții diferite va deveni imperceptibilă, dar unghiurile dintre fețele similare ale tuturor cristalelor substanței studiate vor fi întotdeauna aceleași. Forma cristalului este aleatorie, iar unghiurile dintre fețe corespund (veți vedea de ce mai târziu) naturii sale intrinseci.

Dar planeitatea nu este singura proprietate a cristalelor care le deosebește de corpurile fără formă. Cristalele sunt simetrice. Sensul acestui cuvânt este cel mai bine înțeles prin exemple.

Orez. 2.7

În fig. 2.7 înfățișează o sculptură; în fața ei se află o oglindă mare. În oglindă apare o reflexie care repetă exact obiectul. Sculptorul poate realiza două figuri și le poate poziționa în același mod ca figura și reflectarea acesteia în oglindă. Această sculptură „dublă” va fi o figură simetrică - este formată din două părți egale în oglindă. Partea dreaptă a sculpturii se potrivește exact cu reflectarea părții stângi. O astfel de figură simetrică are un plan vertical de simetrie a oglinzii care se află la jumătatea distanței dintre ele. Planul de simetrie este un plan mental, dar îl simțim clar, având în vedere un corp construit simetric.

Corpurile animalelor au un plan de simetrie, planul vertical de simetrie externă poate fi desenat printr-o persoană. În regnul animal, simetria se realizează doar aproximativ și, în general, simetria ideală nu există în viață. Un arhitect poate desena o casă în două jumătăți perfect simetrice pe un plan. Dar când casa este construită, oricât de bine făcută, se poate găsi întotdeauna diferența în cele două părți corespunzătoare ale clădirii; sa zicem ca este o fisura intr-un loc si nu in altul.

Cea mai precisă simetrie se realizează în lumea cristalelor, dar chiar și aici este imperfectă: crăpăturile invizibile pentru ochi, zgârieturile fac întotdeauna margini egale ușor diferite unele de altele.

Orez. 2.8

În fig. 2.8 prezintă un filator de hârtie pentru copii. Este și simetric, dar planul de simetrie nu poate fi trasat prin el. Care este, deci, simetria acestei figuri? În primul rând, să ne întrebăm despre părțile sale simetrice. Cât de multe sunt acolo? Evident patru. Care este corectitudinea aranjamentului reciproc al acestor părți identice? Nici acest lucru nu este greu de văzut. Rotiți rotitorul în sens invers acelor de ceasornic într-un unghi drept, adică cu 1/4 din cerc: apoi aripa 1 va cădea în locul unde era aripa 2, aripa 2 - în locul 3, 3 - în locul 4 și 4 - în locul 1 Noua poziție nu se distinge de cea anterioară. Despre o astfel de figură vom spune astfel: are o axă de simetrie, mai exact, o axă de simetrie de ordinul al 4-lea, deoarece alinierea are loc atunci când este rotită cu 1/4 din cerc.

Deci, axa de simetrie este o astfel de linie dreaptă, rotind cu o fracțiune de tură, puteți transfera corpul într-o poziție care nu se poate distinge de cea originală. Ordinea axei (în cazul nostru, a 4-a) indică faptul că această aliniere are loc atunci când rotiți 1/4 din cerc. Prin urmare, prin patru ture succesive, revenim la poziția de start.

Întâlnim vreun tip de simetrie în tărâmul cristalului? Experiența arată că nu este.

În cristale, ne întâlnim doar cu axe de simetrie de ordinul 2-, 3-, 4- și 6-lea. Și aceasta nu este o coincidență. Cristalografii au dovedit că acest lucru se datorează structurii interne a cristalului. Prin urmare, numărul de tipuri diferite sau, după cum se spune, clasele de simetrie de cristale este relativ mic - este egal.

Structură cristalină

De ce este forma cristalului atât de frumoasă, atât de frumoasă? Marginile sale, strălucitoare și uniforme, arată de parcă un șlefuitor priceput a lucrat pe cristal. Părțile individuale ale cristalului se repetă, formând o formă simetrică frumoasă. Această corectitudine excepțională a cristalelor era deja familiară oamenilor din antichitate. Dar ideile oamenilor de știință antici despre cristale diferă puțin de basmele și legendele compuse de poeți, a căror imaginație a fost captivată de frumusețea cristalelor. Ei credeau că cristalul s-a format din gheață, iar diamantul - din cristal. Cristalele erau înzestrate cu multe proprietăți misterioase: pentru a vindeca de boli, pentru a proteja de otravă, pentru a influența soarta unei persoane ...

În secolul XVII - secolele XVIII au apărut primele opinii științifice asupra naturii cristalelor. O idee despre ele este dată în Fig. 2.9, împrumutat dintr-o carte din secolul al XVIII-lea. Potrivit autorului său, cristalul este construit din cele mai mici „cărămizi” strâns legate între ele. Acest gând este destul de firesc. Să spargem cu o lovitură puternică cristalul de calcit (carbonat de calciu). Se va zbura în bucăți de diferite dimensiuni. Examinându-le cu atenție, constatăm că aceste piese au forma corecta, destul de asemănătoare cu forma cristalului mare - părintele lor. Probabil, a argumentat omul de știință, și zdrobirea ulterioară a cristalului va avea loc în același mod, până când ajungem la cea mai mică cărămidă invizibilă pentru ochi, reprezentând un cristal dintr-o substanță dată. Aceste cărămizi sunt atât de mici încât „scările” în trepte construite din ele – marginile cristalului – ni se par a fi impecabil de netede. Ei bine, atunci, ce este această „ultimă” cărămidă? Omul de știință din acea vreme nu putea răspunde la o astfel de întrebare.

Orez. 2.9

Teoria „cărămizii” a structurii cristaline a adus mari beneficii științei. Ea a explicat originea marginilor drepte și a marginilor cristalului: pe măsură ce cristalul crește, unele cărămizi se adaptează la altele, iar marginea crește ca un perete al unei case așezate de mâinile unui zidar.

Deci, răspunsul la întrebarea despre motivul corectitudinii și frumuseții formei cristalelor a fost dat cu mult timp în urmă. Motivul pentru aceasta este corectitudinea interioară. Iar corectitudinea constă în repetarea repetată a acelorași părți elementare.

Imaginați-vă un spalier de parc format din bare de lungimi diferite și poziționate la întâmplare. O poză urâtă. O zăbrele bună este construită din tije identice, situate în ordinea corectă la distanțe egale una de cealaltă. Găsim același model care se repetă în tapet. Aici, un element al desenului - să zicem, o fată care se joacă cu o minge - nu se mai repetă într-o singură direcție, ca într-o grilă de parc, ci umple planul.

Ce legătură are grătarul parcului și tapetul cu cristalul? Cel mai direct. O rețea de parc constă din legături care se repetă de-a lungul unei linii, tapet - din imagini care se repetă de-a lungul unui plan și un cristal - din grupuri de atomi care se repetă în spațiu. Prin urmare, ei spun că atomii unui cristal formează o rețea spațială (sau cristalină).

Trebuie să discutăm o serie de detalii legate de grila spațială, dar pentru a nu-l complica pe artist cu construcția unor desene volumetrice complexe, vom explica de ce avem nevoie folosind exemplul unei bucăți de tapet.

În fig. 2.10 se evidențiază cea mai mică piesă, prin simpla deplasare pe care o poți alcătui tot tapetul. Pentru a selecta o astfel de piesă, trageți din orice punct al desenului, de exemplu din centrul mingii, două linii care leagă mingea selectată cu două adiacente. Pe aceste linii, puteți construi, după cum puteți vedea în figura noastră, un paralelogram. Prin deplasarea acestei piese în direcția liniilor de bază principale, puteți compune întregul model de tapet. Această piesă cea mai mică poate fi aleasă în diferite moduri: se poate vedea din figură că pot fi selectate mai multe paralelograme diferite, fiecare dintre ele conținând o figură. Subliniem că pentru noi în acest caz nu contează dacă această figură este întreagă în interiorul piesei selectate sau împărțită în părți prin linii care delimitează această piesă.

Orez. 2.10

Ar fi greșit să credem că, după ce a făcut o figură care se repetă pe tapet, artistul își poate considera sarcina încheiată. Acest lucru ar fi așa numai dacă compilarea tapetului ar putea fi efectuată în singurul mod - prin atașarea unei piese date care conține o figură, alta de aceeași, deplasată în paralel.

Cu toate acestea, pe lângă această metodă simplă, există încă șaisprezece moduri de a umple tapetul cu un model care se repetă în mod regulat, adică există 17 tipuri de aranjamente reciproce ale figurilor pe plan în total. Ele sunt prezentate în Fig. 2.11. Unul mai simplu a fost ales aici ca model repetat, dar, ca în Fig. 2.10, o figură lipsită de propria sa simetrie. Cu toate acestea, modelele alcătuite din acesta sunt simetrice, iar diferența lor este determinată de diferența de simetrie a aranjamentului figurilor.

Orez. 2.11

Vedem asta, de exemplu, în primele trei cazuri. desenul nu are un plan de simetrie în oglindă - nu puteți pune o oglindă verticală așa; astfel încât o parte a desenului este o „reflecție” a unei alte părți. Dimpotrivă, în cazurile 4 și 5, există planuri de simetrie. În cazurile 8 și 9, puteți „instala” două oglinzi reciproc perpendiculare. În cazul 10, există axe de ordinul 4, perpendiculare pe desen, în cazul 11, axe de ordinul 3. În cazurile 13 și 15, există axe de ordinul al 6-lea etc.

Planurile și axele de simetrie ale desenelor noastre nu apar singure, ci în paralel „familii”. Dacă am găsit un punct - prin care se poate trasa o axă (sau plan) de simetrie, atunci îl vom găsi rapid pe cel alăturat și apoi la aceeași distanță al treilea și al patrulea, etc. puncte prin care aceleași axe (sau plane) de simetrie trec...

17 tipuri de simetrie ale unui model plat nu epuizează, desigur, întreaga varietate de modele alcătuite din una și aceeași figură; artistul trebuie să sublinieze încă o împrejurare: cum să poziționeze figurina în raport cu liniile de delimitare ale celulei. În fig. 2.12 prezintă două modele de tapet cu aceeași figurină originală în poziții diferite în raport cu oglinzile. Ambele modele se referă la cazul 8.

Orez. 2.12

Fiecare corp, inclusiv un cristal, este format din atomi. Substanțele simple constau din atomi identici, complecși - din două sau mai multe tipuri de atomi. Să presupunem că am putea examina suprafața unui cristal de clorură de sodiu cu un microscop super-puternic și să vedem centrele atomilor. Orez. 2.13 arată că atomii sunt localizați de-a lungul marginii cristalului, ca un model de tapet. Acum puteți înțelege deja cu ușurință cum este construit cristalul. Cristalul este un „tapet spațial”. Celulele elementare spațiale, adică volumetrice, și nu plate, sunt „cărămizi”, prin aplicarea lor una pe cealaltă în spațiu, se construiește un cristal.

Orez. 2.13

Câte moduri de a construi „tapet spațial” din piese elementare? Această problemă matematică complexă a fost rezolvată la sfârșitul secolului trecut de Evgraf Stepanovici Fedorov. El a dovedit; că ar trebui să existe 230 de moduri de a construi un cristal.

Toate datele moderne despre structura interna cristalele au fost obținute folosind analiza de difracție cu raze X, despre care vom discuta în cartea 4.

Există cristale simple construite din atomi de același fel. De exemplu, un diamant este carbon pur. Cristalele de sare sunt compuse din două tipuri de ioni: sodiu și clor. Cristale mai complexe pot fi construite din molecule, care la rândul lor sunt formate din mai multe tipuri de atomi.

Cu toate acestea, într-un cristal este întotdeauna posibil să se evidențieze cel mai mic grup de atomi care se repetă (în cel mai simplu caz va fi un atom), cu alte cuvinte, o celulă unitară.

Dimensiunile celulelor pot fi foarte diferite. Cele mai mici distanțe dintre nodurile adiacente (vârfurile celulelor) se găsesc în cele mai simple cristale construite din atomi de același tip, cele mai mari - în cristale complexe de proteine. Distanțele variază de la 2-3 până la câteva sute de angstromi (sute de milionimi de centimetru).

Rețelele cristaline sunt foarte diverse. Cu toate acestea, proprietățile comune tuturor cristalelor sunt perfect explicate de structura rețelei a cristalelor. În primul rând, nu este greu de înțeles că, în mod ideal, fețele plane sunt plane care trec prin nodurile în care se află atomii. Dar planurile nodale pot fi desenate în orice număr de direcții în diferite direcții. Care dintre aceste planuri nodale limitează cristalul crescut?

În primul rând, să acordăm atenție următoarei circumstanțe: diferitele planuri și linii nodale nu sunt umplute cu noduri la fel de dens. Experiența arată că cristalul este fațat de planuri care sunt cele mai dense dintre toate cu noduri, în timp ce planurile se intersectează de-a lungul marginilor, la rândul lor, cu nodurile cele mai dens populate.

Orez. 2.14 oferă o vedere a rețelei cristaline perpendiculară pe fața sa; se desenează urme ale unor planuri nodale perpendiculare pe desen. Din ceea ce s-a spus, este clar că cristalul poate dezvolta fețe paralele cu planurile nodale I și III și nu vor exista fețe paralele cu planurile II, care sunt rareori punctate cu noduri.

Orez. 2.14

În prezent, structura a multor sute de cristale este cunoscută. Să vorbim despre structura celor mai simple cristale, și mai ales despre cele care sunt construite din atomi de același fel.

Există trei tipuri de grătare cele mai comune. Ele sunt prezentate în Fig. 2.15. Punctele reprezintă centrele atomilor; liniile care leagă punctele nu au sens real. Ele sunt efectuate numai pentru a face mai clar pentru cititor caracterul aranjamentului spațial al atomilor.

Orez. 2.15

Orez. 2.15, Ași 2.15, bînfățișează zăbrele cubice. Pentru a obține o imagine mai clară a acestor zăbrele, imaginați-vă ce ați pliat în cel mai simplu mod - margine la margine, margine la margine - cuburi pentru copii. Dacă acum plasați mental punctele de-a lungul vârfurilor și centrelor volumelor cuburilor, atunci va apărea o rețea cubică, prezentată în figura din stânga. Această structură se numește centrată pe corpul cubic. Dacă plasați puncte de-a lungul vârfurilor cuburilor și în centrele fețelor acestora, atunci apare o rețea cubică, prezentată în figura din mijloc. Se numește fețe cubice centrate.

Al treilea zăbrele (fig.2.15, v) se numește hexagonală mai densă (adică hexagonală). Pentru a înțelege originea acestui termen și pentru a vă imagina mai clar aranjarea atomilor în această rețea, luați bile de biliard și începeți să le stivuiți cât mai strâns posibil. Mai întâi de toate, să facem un strat dens - arată ca bilele de biliard colectate de un „triunghi” înainte de începerea jocului (Fig. 2.16). Rețineți că bila din interiorul triunghiului are șase vecini în contact cu ea, iar acești șase vecini formează un hexagon. Continuați așezarea suprapunând straturi unul peste altul. Dacă bilele stratului următor ar fi plasate direct deasupra bilelor primului strat, atunci o astfel de ambalare ar fi slăbită. Încercarea de a plasa într-un anumit volum cel mai mare număr bile, trebuie să punem bilele celui de-al doilea strat în găurile primului strat, al treilea strat - în găurile celui de-al doilea, etc. În ambalajul hexagonal cel mai apropiat, bilele celui de-al treilea strat sunt plasate astfel încât centrele dintre aceste bile se află peste centrele bilelor din primul strat.

Orez. 2.16

Centrele atomilor dintr-o rețea hexagonală cea mai densă sunt situate în același mod ca și centrele bilelor, dens împachetate în modul descris.

În cele trei rețele descrise, multe elemente cristalizează:

Ambalaj etanș hexagonal ..... Be, Co, Hf, Ti, Zn, Zr

Fața cubică centrată ......... A1, Cu, Co, Fe, Au, Ge, Ni, Ti

Cubic centrat pe corp ........ Cr, Fe, Li, Mo, Ta§ Ti, U, V

Vom aminti doar câteva dintre celelalte structuri. În fig. 2.17 arată structura unui diamant. Această structură se caracterizează prin faptul că atomul de carbon al diamantului are patru vecini cei mai apropiați. Să comparăm acest număr cu numerele corespunzătoare ale celor trei structuri cele mai comune tocmai descrise. După cum se poate observa din figuri, în cel mai dens pachet hexagonal, fiecare atom are 12 vecini cei mai apropiați, același număr de vecini pentru atomii formând o rețea cubică centrată pe fețe; într-o rețea centrată pe corp, fiecare atom are 8 vecini.

Orez. 2.17

Să spunem câteva cuvinte despre grafit, a cărui structură este prezentată în Fig. 2.18. Particularitatea acestei structuri este izbitoare. Grafitul este format din straturi de atomi, iar atomii unui strat sunt legați împreună mai puternic decât atomii straturilor învecinate. Acest lucru se datorează mărimii distanțelor interatomice: distanța dintre vecinii dintr-un strat este de 2,5 ori mai mică decât distanța cea mai scurtă dintre straturi.

Orez. 2.18

Prezența straturilor atomice slab legate duce la faptul că cristalele de grafit sunt ușor împărțite de-a lungul acestor straturi. Prin urmare, grafitul solid poate servi ca lubrifiant în cazurile în care uleiurile lubrifiante nu pot fi utilizate, de exemplu, la temperaturi foarte scăzute sau foarte ridicate. Grafitul este un lubrifiant solid.

Frecarea dintre două corpuri se reduce, în linii mari, la faptul că proeminențele microscopice ale unui corp se scufundă în depresiunile celuilalt. Forța suficientă pentru a despica un cristal microscopic de grafit este mult mai mică decât forțele de frecare, prin urmare prezența lubrifiantului de grafit facilitează foarte mult alunecarea unui corp peste altul.

Structurile cristaline sunt infinit variate compuși chimici... Exemple extreme - în ceea ce privește diferențele - sunt structurile de sare gemă și dioxid de carbon prezentate în Fig. 2.19 și 2.20.

Cristalele de sare gemă (Fig. 2.19) constau din atomi de sodiu (bile mici întunecate) și clor (bile luminoase mari) alternând de-a lungul axelor cubului. Fiecare atom de sodiu are șase vecini egal distanțați de un fel diferit. Același lucru este valabil și pentru clor. Dar unde este molecula de clorură de sodiu? Ea nu este aici; în cristal nu există doar o grupare de un atom de sodiu și un atom de clor, dar în general orice grup de atomi nu se remarcă prin abordarea sa față de ceilalți.

Orez. 2.19

Formula chimică a NaCl nu ne oferă niciun motiv să spunem că „o substanță este construită din molecule de NaCl”. Formula chimică indică doar faptul că substanța este construită din acelasi numar atomi de sodiu si clor.

Problema existenței moleculelor într-o substanță este decisă de structură. Dacă un grup de atomi apropiați nu iese în evidență în el, atunci nu există molecule.

Un cristal de dioxid de carbon CO2 (gheață carbonică, care se află în cutiile vânzătorilor de înghețată) este un exemplu de cristal molecular (Fig. 2.20). Centrele atomilor de oxigen și de carbon ale moleculei de CO2 sunt situate de-a lungul unei linii drepte (vezi Fig. 2.2). Distanța C-O este egală cu 1,3 A, iar distanța dintre atomii de oxigen ai moleculelor învecinate este de aproximativ 3 A. Este clar că în astfel de condiții „recunoaștem” imediat molecula din cristal.

Orez. 2.20

Cristalele moleculare sunt pachete dense de molecule. Pentru a vedea acest lucru, trebuie să conturați contururile moleculelor. Acest lucru se face în Fig. 2.20.

Toate substanțele organice dau naștere la cristale moleculare. Moleculele organice conțin adesea multe zeci și sute de atomi (și vom vorbi despre cele care constau din zeci de mii de atomi într-un capitol separat). Este imposibil să le reprezentați grafic ambalajul. Prin urmare, puteți vedea desene similare cu fig. 2.21.

Orez. 2.21

Moleculele acestei materii organice sunt formate din atomi de carbon. Tijele simbolizează legăturile de valență. Moleculele par să atârnă în aer. Dar nu-ți crede ochilor. Desenul este realizat doar astfel încât să puteți vedea cum sunt situate moleculele în cristal. Pentru simplitate, autorii figurii nu au descris nici măcar atomi de hidrogen atașați la atomi de carbon externi (cu toate acestea, chimiștii fac acest lucru foarte des). Mai mult, autorii nu au considerat necesar să „delimiteze” moleculei – să-i dea o formă. Dacă am face asta, atunci am vedea că principiul împachetarii moleculare - cheia lacătului - funcționează în acest caz, ca și în altele asemenea.

Substanțe policristaline

Am spus deja că corpurile amorfe sunt o raritate în lumea solidelor. Majoritatea obiectelor din jurul nostru constau din granule cristaline mici, cu dimensiunea de aproximativ o miime de milimetru.

Chiar și în ultimul secol, structura granulară a metalelor a fost descoperită de cercetători. Cel mai obișnuit microscop a ajutat. A fost doar necesar să-l adaptăm astfel încât examinarea să fie efectuată nu „în lumină”, ci în reflecție. Asta fac ei astăzi.

Imaginea care apare ochiului este prezentată în Fig. 2.22. Limitele cerealelor sunt de obicei clar vizibile. De regulă, impuritățile se acumulează la aceste limite.

Orez. 2.22

Proprietățile materialului depind în mare măsură de mărimea boabelor, de ceea ce se face la limitele lor și de orientarea boabelor. Prin urmare, fizicienii au cheltuit multă muncă pentru studiul substanțelor policristaline. Faptul că fiecare bob este un cristal a fost dovedit folosind analiza structurală cu raze X, despre care am promis deja că vom spune cititorului.

Orice prelucrare a metalelor îi afectează boabele. Iată o bucată de metal turnat: boabele ei sunt aranjate aleatoriu, dimensiunea lor este destul de mare. Firul este realizat din metal și tras. Cum se comportă boabele de cristal în acest caz? Studiile au arătat că schimbarea formei unui solid la tragerea unui fir sau alt tratament mecanic provoacă fragmentarea granulelor de cristal. În același timp, sub acțiunea forțelor mecanice, apare o anumită ordine în dispunerea lor. Despre ce ordine putem vorbi aici? La urma urmei, fragmentele de boabe sunt complet informe.

Este adevărat, forma exterioară a unui fragment poate fi orice, dar un fragment de cristal este totuși un cristal: atomii din rețeaua lui sunt împachetati la fel de corect ca într-un cristal bine tăiat. Prin urmare, în fiecare fragment este posibil să se indice modul în care se află celula sa unitară. Înainte de procesare, celulele sunt strict ordonate numai în cadrul fiecărui individ este adevărat - de obicei nu există o ordine generală. După prelucrare, boabele sunt aranjate în așa fel încât în ​​dispunerea celulelor lor să apară o anumită ordine generală, numită textură; de exemplu, diagonalele celulelor tuturor boabelor sunt stabilite aproximativ paralele cu direcția de procesare.

Orez. 2.23 vă ajută să înțelegeți ce este textura. Rândurile de puncte din granule simbolizează planurile atomice. Stânga - fără textură. În dreapta este ordinea.

Orez. 2.23

Diferite tipuri de prelucrare (laminare, forjare, broșare) au ca rezultat diferite tipuri de texturi. În unele cazuri, boabele sunt rotite astfel încât celulele lor unitare să se alinieze de-a lungul direcției de prelucrare cu o diagonală, în alte cazuri - cu marginea unui cub etc. Cu cât rularea sau broșarea este mai perfectă, cu atât textura este mai perfectă. a granulelor de cristal ale metalului. Prezența texturii afectează foarte mult proprietățile mecanice ale produsului. Studiul locației și mărimii granulelor de cristal în produsele metalice a aruncat lumină asupra esenței prelucrării mecanice a metalelor și a indicat cum să o conducă corect.

Un alt proces tehnic important, recoacere, este, de asemenea, asociat cu rearanjarea granulelor de cristal. Dacă metalul laminat sau întins este încălzit, atunci la o temperatură suficient de ridicată, cristalele noi încep să crească în detrimentul celor vechi. Ca urmare a recoacerii, textura este distrusă treptat; cristalele noi sunt aranjate aleatoriu. Pe măsură ce temperatura crește (sau pur și simplu cu creșterea duratei de recoacere), se dezvoltă boabe noi, dispar cele vechi. Boabele pot crește la dimensiunea vizibilă pentru ochi. Recoacerea schimbă dramatic proprietățile metalului. Metalul devine mai ductil, mai puțin solid. Acest lucru se datorează faptului că boabele devin mai mari și textura dispare.

Dezvoltarea lecției (Notele lecției)

Linia UMK A.V. Peryshkin. Fizică (7-9)

Atenţie! Site-ul de administrare a site-ului nu este responsabil pentru conținut evoluții metodologice, precum și pentru conformitatea cu dezvoltarea Standardului Educațional Federal de Stat.

Clasă: clasa a 7-a.

Subiectul lecției: Structura materiei. Moleculă.

Scopul lecției: Luați în considerare aspectele legate de structura materiei, structura moleculelor.

Să formeze elevilor noi moduri de a acționa (capacitatea de a pune și de a răspunde la întrebări eficiente; discutarea situațiilor problematice în grup; capacitatea de a-și evalua activitățile și cunoștințele).

Obiectivele lecției:

Educational:

• Să familiarizeze elevii cu informațiile inițiale despre structura materiei.
• Determinați materialitatea obiectelor și obiectelor.
• Introduceți concepte noi: „moleculă”, „atom”.
• Pentru a familiariza elevii cu proprietățile moleculelor.
• Pentru a-ți forma capacitatea de a analiza, compara, transfera cunoștințe în situații noi, planifica-ți activitățile atunci când construiești un răspuns, îndeplinești sarcini și căutează activități.

În curs de dezvoltare:

• Pentru a dezvolta interesul cognitiv al elevilor,
• Extindeți-și orizonturile, memoria, imaginația.
• Dezvoltați capacitatea de a construi declarații independente în vorbire orală pe baza materialului educaţional învăţat.
• Dezvoltarea gândirii logice.

Educational:

• Formarea unei imagini științifice a lumii și a viziunii asupra lumii în rândul studenților,
• Creați condiții pentru motivarea pozitivă în studiul fizicii, folosind o varietate de activități, oferind informații interesante.
• Promovarea unui sentiment de respect pentru interlocutor, cultura individuală de comunicare.

Tip de lecție: o lecție de studiere a materialelor noi folosind tehnologii multimedia, prezentări.

Echipament: calculator, proiector multimedia, prezentare „Structura materiei. Moleculă ”, manual „Fizică-7 ”AVPyoryshkin.

Echipament de laborator pentru demonstrarea experimentelor: un măr, un cuțit, o minge de cauciuc (balon cu aer umflat), un model de arcuri elastice, două cărți cu pagini imbricate una în cealaltă, un pahar cu apă, un pahar cu apă, un pahar cu apă colorată, un pahar de alcool , un balon închis cu fum,

Echipament de laborator pentru efectuarea experimentelor pe biroul elevului: sârmă metalică, foi de caiet, balon cu apă, sticlă, coloranți, plastilină, cauciuc, nailon.

Conexiuni interdisciplinare: biologie, istorie, matematică, tehnologie.

Forme de lucru: frontal, grup, individual.

Planificatrezultat

UUD personal:

• formarea unei atitudini responsabile față de învățare, pregătirea pentru autodezvoltare și autoeducare;
• formarea competenţei comunicative în comunicare şi cooperare cu semenii.
• formarea unei motivații educaționale și cognitive durabile și a interesului pentru învățare.

UUD de reglementare:

• implementarea acțiunilor de reglementare de autoobservare, autocontrol, autoevaluare în timpul lecției;
• formarea capacității de a-ți controla în mod independent timpul și de a-l gestiona.

• stabilește în mod independent noi scopuri și obiective educaționale;
• să evalueze în mod adecvat capacitatea lor de a atinge acest obiectiv.

UUD comunicativ:

• organizarea și planificarea cooperării educaționale cu profesorul și colegii,
• folosind mijloace lingvistice adecvate pentru a-și afișa sentimentele, gândurile, motivele și nevoile.
• construirea de declarații orale și scrise, în conformitate cu sarcina comunicativă stabilită;

Elevii vor avea ocazia să învețe:

• ia în considerare diferitele opinii și interese și își justifică propria poziție; preia conducerea în organizarea acțiunii comune;
• participa la o discuție colectivă a problemei.

UUD cognitiv: construirea raționamentului logic, inclusiv stabilirea de relații cauză-efect;

Elevii vor avea ocazia să învețe:

• pune o problemă, argumentează pentru relevanța acesteia;
• caută cele mai eficiente mijloace de realizare a sarcinii stabilite.

Harta lectiei tehnologice

	Etapa lecției	Activitatea profesorului	Activitati elevilor	Rezultat	Activități de învățare universale
	organizatoric	Organizează activități de pregătire pentru lecție	bucătar la locul de muncă	Pregătirea lecției	UUD personal: UUD comunicativ: abilități de ascultare
	Repetarea materialului învățat anterior	Organizează activități de verificare a materialului studiat sub formă de test	Ei lucrează cu material de testare pe o temă studiată anterior.	Întrebări de test de autoverificare.	UUD cognitiv: UUD personal: evaluare morală și etică
	Stabilirea obiectivelor și motivația	Creează o situație problematică necesară stabilirii unei sarcini educaționale	Amintiți-vă ce știu ei despre problema studiată Sistematizați informațiile Faceți presupuneri Formulează: ceea ce vrei să știi	Formularea de către elevi a temei lecției și definirea scopurilor lecției	UUD cognitiv: Analizează, lucrează independent
	Asimilarea primară a noilor cunoștințe („descoperirea” de noi cunoștințe)	Organizează experimentul și discutarea rezultatelor	Observarea unui experiment, efectuarea propriilor experimente, formularea de ipoteze, discutarea lor, formularea concluziilor, corectarea lor	Experiențele realizate, concluziile înregistrate; concluzia despre starea materiei o fac chiar elevii	UUD personal: Abilitatea de a naviga în roluri sociale și relații interpersonale UUD de reglementare: Determinarea succesiunii de obiective intermediare, luând în considerare rezultatul final; controlul modului de acțiune și al rezultatului acestuia; efectuând completările și ajustările necesare UUD cognitiv:Întocmirea unui plan și a secvenței de acțiuni; prezicerea rezultatului și alegerea celor mai eficiente modalități de rezolvare a problemelor, în funcție de conditii specifice UUD comunicativ: Planificarea cooperării educaționale cu profesorul și colegii, modalități de interacțiune; capacitatea de a-și exprima gândurile în conformitate cu sarcinile și condițiile de comunicare; posesia monologului și a formelor dialogice de vorbire
	Test inițial de înțelegere	Organizează o verificare frontală a înțelegerii noului material	Ei răspund la întrebări: despre păstrarea volumului, formei, despre trecerea la o altă stare (dacă este necesar, discutați opțiunile de răspuns în grupuri)	Înțelegerea conceptelor de bază și a materialului de lecție	UUD cognitiv: UUD comunicativ: Capacitatea de a-ți exprima gândurile
	Consolidarea primară a noilor cunoștințe	Creează o situație problematică care trebuie rezolvată pe baza materialului educațional studiat la lecție	Ei completează sarcina, își amintesc, reproduc expresii în scris, se corelează cu setarea țintă (dacă este necesar, discută opțiunile pentru răspunsuri în grupuri)	Prin organizarea lucrărilor practice independente, studenții trag în mod independent concluzii și explică rezultatele	UUD de reglementare: Autoactivarea proceselor de gândire, controlul corectitudinii comparării informațiilor, corectarea raționamentului cuiva UUD cognitiv: Auto-crearea modalităților de a rezolva probleme creative UUD comunicativ: Capacitatea de a-ți exprima gândurile
	Rezumarea rezultatelor lecției (reflectarea cunoștințelor educaționale)	Organizează o discuție asupra rezultatelor lecției	Ei lucrează cu fișe, răspund la întrebări (dacă este necesar, discutați opțiunile pentru răspunsuri în grupuri). Formulați concluzii despre atingerea scopului lecției	Formularea elevilor: ce obiective ale lecției au fost atinse în timpul lecției	UUD personal: Evaluarea semnificației personale a informațiilor primite în lecție din punct de vedere practic UUD cognitiv: Abilitatea de a generaliza, de a formula o concluzie
	Informații despre teme, instrucțiuni despre cum să o completezi	Anunță D/Z: §§ 11-12; întrebări; lucrează cu o masă	Percepție, conștientizare D/C, înregistrare	Scrierea de către elevi D/C în jurnale	UUD personal: Evaluarea nivelului de complexitate a D/Z la alegerea lui pentru implementare de către studenți în mod independent UUD de reglementare: Organizarea de către elevi a activităților lor educaționale
	Reflecţie activități de formare	Cere elevilor să selecteze terminațiile frazelor: Azi am învățat... A fost interesant… A fost dificil… Am realizat ca ... Am învățat… Am fost surprins ...	Alegeți terminațiile frazei în conformitate cu propria lor evaluare internă	Analiza rezultatelor propriilor activități; identificarea lacunelor de cunoștințe existente	UUD personal: Capacitatea de a analiza rezultatele propriilor activități; identificarea lacunelor de cunoștințe existente. UUD de reglementare: Organizarea de către studenți a activităților lor educaționale, în funcție de lacunele indicate în noile cunoștințe acumulate; capacitatea de a-și exercita autocontrolul și stima de sine

În timpul orelor

I. Partea organizatorica

(Salut, verificarea pregătirii pentru lecție, starea emoțională.)

Buna baieti! Salutați-vă. Și mă bucur să vă urez bun venit la lecția, în care vom continua să deschidem paginile în cunoașterea lumii din jurul nostru. În față ne așteaptă descoperiri interesante... Gata? Da! Atunci hai să începem...

II. Repetarea materialului învățat anterior

Băieți, să ne amintim despre ce am vorbit în ultima lecție.

Vă propun o probă pe tema: „Fenomene fizice” (întrebările sunt tipărite pe tabelele elevilor, elevii răspund în scris, cu autoexaminare)

1. Care dintre următoarele este un corp fizic?

1. linguriţă
2. piatră
3. Soare
4. ploaie
5. hârtie
6. Uragan.

2. Care dintre următoarele este o substanță?

1. hârtie
2. lemn
3. fier
4. creion
5. frânghie
6. aer
7. un stilou
8. sticlă.

3. Ce cuvinte înseamnă cantități fizice?

1. viteză
2. rigla.

4. Ce fenomene sunt mecanice?

1. Zborul de pasăre
2. radiatie solara
3. picături de ploaie care cad

5. Ce fenomene sunt fizice?

1. Curcubeu
2. frunze îngălbenite
3. picături de ploaie care căde.

III. Stabilirea obiectivelor și motivația

Multă vreme omul a încercat să explice fenomenele care au loc în natură, să cunoască nu numai audibilul, ci și inaudibilul, nu doar vizibilul, ci și invizibilul.

Știm cu toții că apa poate fi lichidă (aceasta este starea sa naturală) și solidă - gheață (la temperaturi sub 0 ° C) și gazoasă - vapori de apă (diapozitivul nr. 1). Sunt diferite proprietățile apei, gheții și vaporilor de apă? Poate că cineva nu poate răspunde. Prin urmare, luați în considerare un alt exemplu: diamant și grafit, două corpuri formate din carbon (diapozitivul numărul 2). Diferă proprietățile lor? Desigur, grafitul se exfoliază cu ușurință – mina unui creion este dovada acestui lucru, diamantul este una dintre cele mai dure roci. Cum poate fi explicată această diferență?

Bine făcut! Pentru a răspunde la această întrebare, și la multe altele, este necesar să cunoaștem „structura” internă a corpurilor.

Care crezi că este subiectul lecției care ne „așteaptă” astăzi?

Subiectul lecției: Structura materiei. Molecule și atomi.

Ţintă, pe care ne-am propus astăzi: să ne facem o idee despre structura internă a materiei, să răspundem la întrebări

• Cum se demonstrează că toate substanțele sunt formate din particule?
• Ce dimensiuni și mase sunt determinate de particulele de materie?
• De ce particulele care alcătuiesc substanța nu sunt vizibile?
• De ce solidele formate din particule par a fi solide?

Deschideți caietele de lucru și scrieți subiectul pentru lecția de astăzi „Structura materiei. Molecule și atomi "(diapozitivul nr. 3)

IV. Asimilarea primară a noilor cunoștințe

Credeți sau nu, omenirea își pune întrebări despre „structura” internă a corpurilor din cele mai vechi timpuri. Legenda spune că în Grecia anticăîn secolele IV-V î.Hr omul de știință Democrit (diapozitivul nr. 4), ținând în mână un măr, s-a gândit: de câte ori se poate tăia un măr în bucăți?

Așa este, împărțirea mărului se poate face într-o mică parte. Această parte mică și indivizibilă Democrit a numit-o atom, care în traducere din vechi greacă așa se traduce „indivizibil”. Oamenii de știință din secolul al XVIII-lea au continuat să studieze structura materiei. Dar din cele mai vechi timpuri și până în zilele noastre, afirmația despre structura materiei este una dintre cele mai adevărate și semnificative pentru studiul fenomenelor termice, electrice și cuantice. Cum putem tu și cu mine să formulăm această afirmație.

Dreapta. Toate substanțele sunt formate din particule minuscule - molecule.

Băieți, vă rugăm să luați foaia numărul 1 „Structura materiei”

Scopul dvs.: în timpul lecției, completați acest tabel. Scriem prima afirmație. Acum să ne gândim cum poate fi dovedită această afirmație. Există două moduri: direct (diapozitivul numărul 5) și experimental (diapozitivul numărul 6). Nu existau microscoape în Grecia Antică, nici noi nu avem microscoape și nici în fiecare laborator fizic există astfel de echipamente, așa că vom folosi a doua metodă de a demonstra existența moleculelor.

Pot demonstra următoarea experiență: un experiment cu pahare cu un volum mic de apă și un pahar cu apă colorată. La turnarea apei dintr-un pahar într-un pahar nr. 1, dintr-un pahar nr. 1 într-un pahar 2, dintr-un pahar nr. 2 într-un pahar nr. 3. Observăm că apa din paharele era colorată, deși nu la fel de strălucitor ca în sticlă.

Acum uitați-vă la echipamentul pe care îl aveți pe birou și gândiți-vă care dintre aceste echipamente ați putea folosi pentru a dovedi prima afirmație. Gândit, discutat în perechi, gata, notat în tabel .

Bine făcut! Lumea moleculelor este unică și uimitoare. Iată o altă experiență (diapozitivul 7). Turnați 100 ml de apă într-un pahar și 100 ml de alcool colorat în celălalt. Turnați lichidul din aceste pahare în al treilea (vezi imaginea). În mod surprinzător, volumul amestecului se va dovedi a nu fi de 200 ml, ci mai puțin: 190 ml. Cu toate acestea, în acest caz, masa amestecului este exact egală cu suma maselor de apă și alcool. (În experiment, alcoolul poate fi înlocuit cu zahăr rafinat.)

De ce se întâmplă asta?

Sau balonul poate fi stors fără mare dificultate. De ce?

Există goluri între molecule. Notați a doua afirmație în tabel. Privește echipamentul pe care îl ai pe birou și gândește-te la ce echipament ai putea folosi pentru a dovedi a doua afirmație. Gândit, discutat în perechi, gata, notat în tabel

Concluzie: toate substanțele sunt compuse din molecule și există goluri între molecule! Dar, vedem toate corpurile ca fiind solide. (diapozitivul 8) Faptul este că moleculele sunt atât de mici încât puterea optică a ochiului nu este suficientă pentru a vedea moleculele. Un experiment va ajuta la determinarea dimensiunii moleculelor. (diapozitivul nr. 9) Dimensiunea moleculei de ulei

d = 1,6 · 10 -9 m = 1,6 nm ( nano metru).

În ciuda dimensiunilor lor mici, moleculele constau din particule și mai mici - atomi. De exemplu, cea mai mică particulă de apă este o moleculă de apă. (diapozitivul 10) Este format din trei atomi: doi atomi de H - hidrogen și un atom de O - oxigen. Cunoștințele despre atomi astăzi în știință fac posibilă crearea nu numai de mașini sau vehicule electrice, ci și de nanomobile. (diapozitivul numărul 11)

Oamenii de știință au demonstrat că moleculele diferitelor substanțe sunt diferite unele de altele, iar moleculele aceleiași substanțe sunt aceleași. Moleculele de apă sunt aceleași, moleculele de carbon din grafit și diamant sunt aceleași. La întrebarea: de ce diferă proprietățile acestor corpuri, vom răspunde cu tine în următoarele lecții...

V. Test inițial de înțelegere

Rămânem cu ultima coloană a tabelului necompletată. Gândiți-vă ce s-ar întâmpla dacă nu ar exista molecule? Ce s-ar întâmpla dacă nu ar exista goluri între molecule?

Gând, discutat în perechi, notat într-un tabel .

Băieți, vă rog să vă ridicați, care au făcut față complet acestei sarcini.

Vi. Educație fizică

Exerciții pentru ameliorarea tensiunii musculare. Jocul „Molecule”. În timpul jocului, copiii sunt împărțiți în grupe de 1, 2, 3 etc. uman.

Vii. Consolidarea primară a noilor cunoștințe

Întrebare video „ Dilatare termică solid "(diapozitivul numărul 12)

Vizualizați videoclipul cu sunet. Copiii sunt invitați să răspundă la întrebările: Ce se va întâmpla în continuare? (videoclipul se oprește în momentul în care mingea se încălzește); Comentează videoclipul.

Gând, discutat în perechi .

VIII. Rezumatul lecției

„Dacă aș vrea să citesc fără să știu literele, ar fi o prostie. În același mod, dacă aș vrea să judec fenomenele naturii, neavând nicio idee despre începutul lucrurilor, ar fi aceeași prostie." Aceste cuvinte aparțin omului de știință rus M.V. Lomonosov.

Să rezumam lecția. Pentru a face acest lucru, vom efectua următoarele sarcini:

Astăzi, cunoștințele despre moleculele materiei stă la baza atomice și fizica nucleara, care a făcut posibilă dezvoltarea nanotehnologiilor.(diapozitivul numărul 15) În următoarele lecții vom continua să studiem caracteristicile moleculelor și vom putea răspunde la întrebările: de ce sunt apa, vaporii de apă și gheața (diamantul și grafitul) compuse din aceleași molecule, dar au proprietăți diferite, de ce răspândesc mirosuri și lichide colorate. Și vom putea completa complet tabelul numărul 1.

IX. Informații despre teme, instrucțiuni despre cum să o completezi

Lecții de făcut acasă:

1. paragrafele 7-8; întrebări;
2. mesaj pe tema „ Fapte interesante despre molecule”.

X. Reflecție

În cursul lecției noastre, v-ați arătat a fi experimentatori observatori, capabili nu numai să observe tot ce este nou și interesant în jurul vostru, ci și să desfășurați în mod independent cercetări științifice.

Lecția noastră s-a încheiat. Să răspundem la întrebarea: „Ce ți-a plăcut la lecție?”

Multumesc baieti pentru munca în comun... Am fost încântat să te cunosc. Te văd!

Inapoi inainte

Atenţie! previzualizare diapozitivele sunt folosite doar în scop informativ și este posibil să nu ofere o idee despre toate posibilitățile prezentării. Dacă sunteți interesat acest lucru vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Lecție de fizică în clasa a VII-a cu tema „Structura materiei. Molecule și atomi ”pe baza abordării sistem-activitate, ca bază metodologică a Standardului educațional de stat federal, cu aplicarea hărții tehnologice a lecției (Anexa 4)

Scopul lecției: Luarea în considerare a întrebărilor privind structura materiei, structura moleculelor, formarea unei nevoi obiective de a studia material nou.

educational:

• pentru a-și forma capacitatea de a analiza, compara, transfera cunoștințe în situații noi, își planifică activitățile atunci când construiesc un răspuns, îndeplinesc sarcini și activități de căutare.

în curs de dezvoltare:

• dezvoltarea capacității de a construi declarații independente în vorbirea orală pe baza materialului educațional învățat, dezvoltarea gândirii logice.

educational:

• să creeze condiții pentru motivarea pozitivă în studiul fizicii, folosind o varietate de metode de activitate,
• oferirea de informații interesante; stimularea unui sentiment de respect pentru interlocutor, cultura individuală de comunicare.

Tip de lecție: lecție „descoperirea” noilor cunoștințe.

Metode de predare: euristic, explicativ-ilustrativ, problematic, demonstrativ și sarcini practice, rezolvarea problemei conținutului fizic.

Echipament tehnic: un computer cu acces la Internet, un proiector, un ecran.

Echipament de laborator pentru demonstrarea experimentelor pe pupitrul profesorului: un măr, un cuțit, o minge de cauciuc (balon cu aer umflat), un model de arcuri elastice, două cărți cu pagini imbricate una în cealaltă, un pahar cu apă, un pahar cu apă , un pahar cu apă colorată, un pahar cu alcool, balon închis cu fum,

Echipament de laborator pentru efectuarea experimentelor pe pupitrul elevilor: sârmă metalică, foi de caiet, un balon cu apă, un pahar, un colorant, plastilină, cauciuc, nailon

Structuri de predare utilizate în lecție (structuri ale programului din Singapore „Transformarea predării pentru secolul 21”):

• Single Relly Robin - gandeste - discuta - face - inregistreaza;
• Zoom Ying este testul principal de cunoștințe;

Întrebări aplicabile:

• Generativ (implicarea în procesul de cunoaștere);
• Constructiv (construirea de noi cunoștințe);
• Facilitarea (dezvoltarea propriei gândiri);
• Tichet de ieșire (reflectare acțiuni educaționale);
• Take Of - Touch Down (pentru informații despre calitatea temelor de clasă) / stand up - stand down /.

PLANUL LECȚIEI:

1. Moment organizatoric (1 min);
2. Etapa stabilirii scopului și sarcinii lecției (4 min);
3. Etapa dobândirii de noi cunoștințe (8 min);
4. Etapa lucrărilor de cercetare a studenților (15 min);
5. Etapa de generalizare și consolidare a materialului nou (13 min);
6. Etapa finală: teme pentru acasă, rezumatul lecției (2 min);
7. Reflecție (2 min).

ÎN CURILE CLASURILOR

eu. Partea organizatorica (salut, verificarea pregătirii pentru lecție, starea emoțională)

Buna baieti! Salutați-vă. Și mă bucur să vă urez bun venit la lecția, în care vom continua să deschidem paginile în cunoașterea lumii din jurul nostru. Descoperiri interesante ne așteaptă înainte. Gata? Da! Atunci hai să începem...

II. Stabilirea obiectivelor și motivația

Multă vreme omul a încercat să explice fenomenele care au loc în natură, să cunoască nu numai audibilul, ci și inaudibilul, nu doar vizibilul, ci și invizibilul.

Știm cu toții că apa poate fi lichidă (aceasta este starea sa naturală) și solidă - gheață (la temperaturi sub 0 ° C) și gazoasă - vapori de apă (diapozitivul nr. 1). Sunt diferite proprietățile apei, gheții și vaporilor de apă? Poate că cineva nu poate răspunde. Prin urmare, luați în considerare un alt exemplu: diamant și grafit, două corpuri formate din carbon (diapozitivul numărul 2). Diferă proprietățile lor? Desigur, grafitul se exfoliază cu ușurință – mina unui creion este dovada acestui lucru, diamantul este una dintre cele mai dure roci. Cum poate fi explicată această diferență?

Bine făcut! Pentru a răspunde la această întrebare, și la multe altele, este necesar să cunoaștem „structura” internă a corpurilor.

Care crezi că este subiectul lecției care ne „așteaptă” astăzi?

Tema lecției: Structura materiei. Molecule și atomi.

Scopul pe care ni ne-am propus astăzi este să ne facem o idee despre structura internă a unei substanțe, să răspundem la întrebări.

3. De ce particulele care alcătuiesc substanța nu sunt vizibile?

4. De ce solidele formate din particule par a fi solide?

Deschideți caietele de lucru și scrieți subiectul pentru lecția de astăzi „Structura materiei. Molecule și atomi "(diapozitivul nr. 3)

III. Asimilarea primară a noilor cunoștințe

Credeți sau nu, omenirea își pune întrebări despre „structura” internă a corpurilor din cele mai vechi timpuri. Legenda spune că în Grecia Antică în secolele IV-Vî.Hr. omul de știință Democrit (diapozitivul nr. 4), ținând în mână un măr, s-a gândit: de câte ori se poate tăia un măr în bucăți? (Întrebări generative puternice)

Așa este, împărțirea mărului se poate face într-o mică parte. Democrit a numit această parte mică și indivizibilă un atom, care este tradus din limba greacă veche ca „indivizibil”. Oamenii de știință din secolul al XVIII-lea au continuat să studieze structura materiei. Dar din cele mai vechi timpuri și până în zilele noastre, afirmația despre structura materiei este una dintre cele mai adevărate și semnificative pentru studiul fenomenelor termice, electrice și cuantice. Cum putem tu și cu mine să formulăm această afirmație.

Dreapta. Toate substanțele sunt formate din particule minuscule - molecule.

Băieți, vă rugăm să luați foaia numărul 1 „Structura materiei” (Anexa 1)... Scopul dvs.: în timpul lecției, completați acest tabel. Scriem prima afirmație. Acum să ne gândim cum poate fi dovedită această afirmație. Există două moduri: direct (diapozitivul numărul 5) și experimental (diapozitivul numărul 6). Nu existau microscoape în Grecia Antică, nici tu și eu, și nu orice laborator fizic are astfel de echipamente, așa că vom folosi a doua metodă de a demonstra existența moleculelor.

Pot demonstra următoarea experiență: un experiment cu pahare cu un volum mic de apă și un pahar cu apă colorată. La turnarea apei dintr-un pahar într-un pahar nr. 1, dintr-un pahar nr. 1 într-un pahar 2, dintr-un pahar nr. 2 într-un pahar nr. 3. Observăm că apa din paharele era colorată, deși nu la fel de strălucitor ca în sticlă.

Acum uitați-vă la echipamentul pe care îl aveți pe birou și gândiți-vă care dintre aceste echipamente ați putea folosi pentru a dovedi prima afirmație. Gândit, discutat în perechi, gata, notat în tabel ... (Singal Relly Robin: profesorul îl întreabă pe elev ce i-a spus partenerul său de pe umăr)

Bine făcut! Lumea moleculelor este unică și uimitoare. Iată o altă experiență (diapozitivul 7). Turnați 100 ml de apă într-un pahar și 100 ml de alcool colorat în celălalt. Turnați lichidul din aceste pahare în al treilea (vezi imaginea). În mod surprinzător, volumul amestecului se va dovedi a nu fi de 200 ml, ci mai puțin: 190 ml. Cu toate acestea, în acest caz, masa amestecului este exact egală cu suma maselor de apă și alcool. / În experiment, alcoolul poate fi înlocuit cu zahăr rafinat /

De ce se întâmplă asta? (Întrebări constructive acționabile)

Sau balonul poate fi stors fără mare dificultate. De ce?

Există goluri între molecule. Notați a doua afirmație în tabel. Privește echipamentul pe care îl ai pe birou și gândește-te la ce echipament ai putea folosi pentru a dovedi a doua afirmație. Gândit, discutat în perechi, gata, notat în tabel (Singal Relly Robin: profesorul îl întreabă pe elev ce i-a spus partenerul său de pe umăr)

Concluzie: toate substanțele sunt compuse din molecule și există goluri între molecule! Dar, vedem toate corpurile ca fiind solide. (diapozitivul 8) Faptul este că moleculele sunt atât de mici încât puterea optică a ochiului nu este suficientă pentru a vedea moleculele. Un experiment va ajuta la determinarea dimensiunii moleculelor. (diapozitivul nr. 9) Dimensiunea moleculei de ulei d = 1,6 * 10 -9 m = 1,6 nm ( nano metru).

În ciuda dimensiunilor lor mici, moleculele constau din particule și mai mici - atomi. De exemplu, cea mai mică particulă de apă este o moleculă de apă. (diapozitivul 10) Este format din trei atomi: doi atomi de H - hidrogen și un atom de O - oxigen. Cunoștințele despre atomi astăzi în știință fac posibilă crearea nu numai de mașini sau vehicule electrice, ci și de nanomobile. (diapozitivul numărul 11)

Oamenii de știință au demonstrat că moleculele diferitelor substanțe sunt diferite unele de altele, iar moleculele aceleiași substanțe sunt aceleași. Moleculele de apă sunt aceleași (diapozitivul 12), moleculele de carbon din grafit și diamant sunt aceleași (diapozitivul 13). La întrebarea: de ce diferă proprietățile acestor corpuri, vom răspunde cu tine în următoarele lecții...

IV. Test inițial de înțelegere

Rămânem cu ultima coloană a tabelului necompletată. Gândiți-vă ce s-ar întâmpla dacă nu ar exista molecule? Ce s-ar întâmpla dacă nu ar exista goluri între molecule? (Întrebări de facilitare acționabile)

Gând, discutat în perechi, notat într-un tabel ... (Singal Relly Robin)

Băieți, vă rog să vă ridicați, care au făcut față complet acestei sarcini. ( Luare - De - Aterizare). Mulțumiri!

V. Educație fizică: exerciții pentru ameliorarea tensiunii musculare

Vi. Consolidarea primară a noilor cunoștințe: întrebare video „Extinderea termică a unui solid” http://class-fizika.narod.ru/vid.htm (diapozitivul numărul 14)

Vizualizați videoclipul cu sunet. Copiii sunt invitați să răspundă la întrebările: Ce se va întâmpla în continuare? (videoclipul se oprește în momentul în care mingea se încălzește); Comentează videoclipul. (Mareste)

Gând, discutat în perechi ... (Singal Relly Robin: profesorul îl întreabă pe elev ce crede, cum a răspuns el însuși)

Vii. Rezumatul lecției

„Dacă aș vrea să citesc fără să știu literele, ar fi o prostie. În același mod, dacă aș vrea să judec fenomenele naturii, neavând nicio idee despre începutul lucrurilor, ar fi aceeași prostie." Aceste cuvinte aparțin omului de știință rus M.V. Lomonosov.

Să rezumam lecția. Pentru a face acest lucru, vom efectua următoarele sarcini: (Anexa 2) reflectarea cunoștințelor educaționale.(diapozitivul numărul 15-16)

Astăzi, cunoștințele despre moleculele materiei sunt puse la baza fizicii atomice și nucleare, ceea ce a făcut posibilă dezvoltarea nanotehnologiilor (Diapozitivul numărul 17) În următoarele lecții, vom continua să studiem caracteristicile moleculelor și vom putea să răspunde la întrebările: de ce apa, vaporii de apă și gheața (diamantul și grafitul) constau din aceleași molecule, dar proprietățile sunt diferite, de ce mirosurile se răspândesc și lichidele sunt colorate. Și vom putea completa complet tabelul numărul 1.

VIII. Informații despre teme, instrucțiuni despre cum să o completezi

Lecții de făcut acasă:

- paragrafele 7-8; întrebări;

- cuvinte încrucișate - invers;

- un mesaj pe tema „Fapte interesante despre molecule”.

IX. Reflecţie

În cursul lecției noastre, v-ați arătat a fi experimentatori observatori, capabili nu numai să observe tot ce este nou și interesant în jurul vostru, ci și să desfășurați în mod independent cercetări științifice.

Lecția noastră s-a încheiat. Să răspundem la întrebarea: „Ce ți-a plăcut la lecție?”. Reflectarea activităților educaționale (Anexa 3) .

Vă mulțumesc băieți pentru că lucrați împreună. Am fost încântat să te cunosc. Te văd!

Cărți uzate

1. Formarea acțiunilor educaționale universale în școala de bază: de la acțiune la gândire. Sistem de sarcini: un ghid pentru profesor / (A.G. Asmolov, G.V. Burmenskaya, I.A. Volodarskaya etc.) ed. A.G. Asmolova. - Ed. a II-a. - M .: Educație, 2011.

2. Tehnologie pentru pregătirea unei lecții într-un mediu educațional modern: un ghid pentru profesorii de învățământ general. instituții / E.V. Cernobay. - M .: Educație, 2012. - (Lucrăm după noi standarde).

3. Razumovsky V.G., Mayer V.V. Probleme ale standardului educațional de stat federal și alfabetizarea științifică a școlarilor sau un nou standard de educație în acțiune: predarea și creșterea unei personalități cu gândire creativă în lecțiile de fizică. // Fizica la școală. - 2012. - Nr. 5.

4. Naydenov A.M. Noile standarde educaționale ca mijloc de dezvoltare a elevilor. // Fizica la școală. - 2012. - Nr. 5

5. Feschenko T.S., Churilov V.I. Învață să lucrezi conform noilor standarde. Noua calitate a muncii profesorului este noul succes al elevului. // Fizică. Totul pentru profesor. - 2012. - Nr. 6.

6. Da. I. Perelman. Fizica distractivă: cartea 1. - Moscova: Editura AST, 2001.

7. A.V. Peryshkin. Fizică. Clasa a VII-a: Manual pentru instituțiile de învățământ. - M .: „Bustard”, 2008.

Cât de mici sunt cele mai mici particule de materie? Există vreo diferență între moleculele aceleiași substanțe? Poți număra moleculele dintr-un cap de ac? Vom discuta mai detaliat despre acestea și alte întrebări și vom găsi împreună răspunsurile.

1. Distingeți între un atom și o moleculă

Din cursul anterior „Științele naturii” știți deja că toate substanțele sunt compuse din particule mici - molecule și atomi. De asemenea, știți că părțile constitutive primare ale materiei - atomii - au nume și simboluri speciale pentru a desemna fiecare dintre tipurile de atomi. De exemplu: hidrogen (H), mercur (Hg), oxigen (O), carbon (C). Atomi tipuri diferite diferă unele de altele prin proprietățile lor chimice și greutatea lor. Te-ai familiarizat deja cu mărimea fizică numită „masă” la § 9. Ce sunt „proprietățile chimice”, vei învăța din cursul de chimie.

Din 2005, știința cunoaște doar 116 tipuri diferite de atomi. „Nu se poate”, argumentezi, „Cum e, doar 116? Fiecare dintre noi poate enumera cu ușurință 200-300 și poate mai multe substanțe diferite.” Da, într-adevăr, există milioane de substanțe diferite în lume. Cum să combinați existența a doar 116 tipuri diferite de atomi cu milioane de substanțe diferite? Cert este că substanțele sunt formate în mare parte din molecule.

Orez. 2.11. Modele de molecule ale unor substanţe: a - metan (CH 4); b - acid sulfuric (H2SO4); c - apă (H2O). (Bingele albastre - atomi de hidrogen, roșu - oxigen, verde - sulf, galben - carbon.)

O moleculă este cea mai mică particulă a unei substanțe care are proprietățile sale chimice de bază și este formată din atomi.

Situația cu diferite substanțe este foarte asemănătoare cu alcătuirea a mii de cuvinte diferite din „doar” 32 de litere diferite ale alfabetului. În această comparație, fiecare literă este, ca să spunem așa, un atom separat, iar fiecărui cuvânt îi corespunde o moleculă, adică. o anumită substanță.

În fig. 2.11 și vedeți o reprezentare schematică a unei molecule de metan, formată din cinci atomi: patru atomi de hidrogen și un atom de carbon. Pentru a folosi analogia noastră, acesta este un cuvânt de cinci litere. În fig. 2.11, b prezintă o diagramă a unei molecule de acid sulfuric mai complexe, formată din șapte atomi. Analogul acestei molecule este un cuvânt de șapte litere. Din exemplele date reiese clar că fiecare moleculă nouă (combinație nouă de atomi) corespunde unei substanțe noi.

2. Cunoașterea substanțelor simple și complexe

Să continuăm analogia noastră de a compara substanțele cu cuvintele. Probabil știi că alături de cuvinte obișnuite constând din mai multe litere diferite, pronunțăm uneori cuvinte folosind o singură literă (de exemplu, „I”, „a-a ...”, „oo-oo-oo ...”)... La fel este și cu substanțele. Unele dintre ele constau dintr-un singur fel de atomi (unul element chimic) și de aceea sunt numite simple (vezi Fig. 2.12). Exemple de astfel de substanțe sunt carbonul, fierul etc.

Este destul de evident că există mult mai multe cuvinte cu mai multe litere decât cuvinte cu o singură literă. Așa este și cu substanțele. Cel mai adesea în Viata de zi cu zi ne confruntăm cu substanțe ale căror molecule sunt compuse din atomi de mai multe tipuri diferite. Aceste substanțe sunt numite complexe (vezi Fig. 2.11).

• Întrebări de control

1. Câte tipuri diferite de atomi sunt cunoscute științei? Cum se deosebesc unul de celălalt?

2. Ce substanțe se numesc simple? Dă exemple.

3. Dați exemple de unele substanțe complexe... Din ce atomi sunt alcătuiți?

4. Cum poți demonstra că există goluri între particulele unei substanțe?

5. Cum să arăți că atomii și moleculele sunt foarte mici?

6. Tradus din limba greacă „atom” înseamnă „indivizibil”. E chiar asa?

• Exerciții

1. Putem afirma că volumul unei substanțe dintr-un vas este egal cu suma volumelor moleculelor din care este compusă această substanță?
2. Putem schimba volumul corpului fără a schimba numărul de molecule din acesta? Cum să o facă?
3. Se știe că în aceleași condiții, gaze diferite în același volum conțin același număr de molecule, iar densitățile gazelor sunt diferite. Cum puteți explica discrepanța în densitatea gazelor?
4. Calculați numărul aproximativ de molecule care pot fi plasate de-a lungul segmentului de 0,5 mm. Se consideră diametrul moleculei egal cu 0,0000000001 m.
5. Se știe că Galaxia noastră calea Lactee are aproximativ 9 miliarde de stele. De câte ori este numărul de molecule din 1 cm 3 de aer, egal (în condiții normale) 3 10 10, mai mare decât numărul specificat de stele?
6 *. Zona filmului, care se formează la suprafața apei de o picătură de ulei cu un volum de 0,005 mm 3, nu poate depăși 50 cm 2. Ce concluzie despre dimensiunea moleculelor de ulei rezultă din acest fapt?

• Sarcini experimentale

1. Dizolvați un grăunte de vopsea în apă într-un recipient transparent. Turnați puțină apă colorată într-un alt vas și adăugați apă curată. Comparați culoarea soluției din primul și al doilea vas. Diluați soluția de câteva ori în același mod. Comparați culoarea ultimei soluții cu apă curată. Explicați rezultatul.

2. Realizați modele a două molecule de apă din plastilină colorată. Compuneți modele de molecule de hidrogen și oxigen din aceste modele.

• Fizica și tehnologie în Ucraina

Georgy Vyacheslavovich Kurdyumov (1902-1996)- un remarcabil fizician al metalelor, profesor, academician al academiilor de științe din Rusia și Ucraina. Multă vreme a lucrat la Dnepropetrovsk și Kiev, unde a creat modern școli științifice privind studiul fizicii metalelor și aliajelor.

Cele mai importante rezultate ale lui activitati stiintifice din punct de vedere practic, a fost crearea unor fundații științifice de tratare termică a metalelor - mijloace de întărire substanțială a oțelurilor - și crearea de noi materiale cu proprietăți unice.

Academicianul Kurdyumov este cunoscut și pentru cercetările sale fundamentale asupra structurii cristaline a oțelurilor și pentru descoperirea așa-numitului „efect Kurdyumov”.

Prezidiul HAH Ucraina le-a oferit un premiu. G.V. Kurdyumova.

Fizică. Clasa a 7-a: manual / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X .: Editura Ranok, 2007. - 192 p .: ill.

Conținutul lecției schița lecției și cadru suport prezentarea lecției tehnologii interactive metode accelerative de predare Practică teste, sarcini de testare online și exerciții ateliere de teme și întrebări de instruire pentru discuții în clasă Ilustrații materiale video și audio fotografii, imagini, grafice, tabele, diagrame benzi desenate, pilde, proverbe, cuvinte încrucișate, anecdote, glume, citate Suplimente rezumate cheat sheets jetoane pentru articolele curioase (MAN) literatură vocabular de bază și suplimentar al termenilor Îmbunătățirea manualelor și lecțiilor corectarea erorilor din manual; înlocuirea cunoștințelor învechite cu altele noi Doar pentru profesori planuri calendaristice programe de învățare instrucțiuni

Substanțele au început să fie studiate activ de către Lomonosov. Omul de știință rus a fost primul care a aplicat teoria în chimie, a cărei esență a fost redusă la anumite prevederi.

1. Toate substanțele includ „corpusculi” în compoziția lor. Acest termen Lomonosov numit molecule.
2. Corpusculii sunt formați din „elemente”. Lomonosov a folosit acest termen pentru a desemna atomi.
3. Toate particulele (atât atomii, cât și moleculele) se mișcă continuu. Stare termică a tuturor corpurilor este rezultatul mișcării particulelor lor constitutive.
4. Atomi identici formează moleculele în atomi diferiți - molecule din substanțe complexe.

Dalton a aplicat ulterior doctrina atomică. Baza teoriei omului de știință englez, care caracterizează structura materiei, repetă teoria lui Lomonosov. Cu toate acestea, Dalton a dezvoltat-o ​​oarecum. Un om de știință englez a încercat să determine masele atomice ale elementelor cunoscute la acea vreme. În același timp, Dalton a negat asta substanțe simple molecule, argumentând că o substanță simplă conține doar atomi. În timp ce elementele complexe includ „atomi complecși”.

Doctrina structurii atomo-moleculare a substanțelor a fost stabilită în cele din urmă abia la mijlocul secolului al XIX-lea.

Cea mai mică particulă a unei substanțe se numește moleculă. Are toate proprietățile chimice ale elementului. Un atom este cea mai mică particulă inclusă în moleculele unor substanțe complexe și simple. Compoziția atomului determină proprietățile chimice ale elementelor. Conform acestei prevederi, rezultă definiție modernă cea mai mică particulă. Astfel, atomul este o particulă neutră din punct de vedere electric. Este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv și electroni încărcați negativ.

În conformitate cu conceptele moderne, moleculele formează corpurile de vapori și gaze. În solide, cele mai mici particule (molecule) sunt prezente cu condiția să existe o rețea cristalină, care, la rândul său,

Există mai multe învățături de bază.

Teoria care explică structura materiei indică prezența anumitor goluri între particule. Dimensiunile acestor distanțe depind de temperatură și obiect. Cele mai mari decalaje dintre molecule sunt observate în corpurile gazoase. Aceasta determină capacitatea gazelor de a se comprima ușor. Distanța dintre moleculele din lichide este mult mai mică, astfel încât acestea sunt mai greu de comprimat. Solidele practic nu se pretează la compresiune, datorită faptului că golurile dintre particule sunt mici.

Moleculele sunt în continuă mișcare. Cu cât este mai mare, cu atât viteza de mișcare este mai mare. Există forțe de respingere și atracție reciprocă între particule.

Un tip de atom diferă de altul prin proprietăți și masă.

Substanțele cu structură moleculară în formă solidă au noduri rețele cristaline care includ molecule. Legăturile dintre particule sunt slabe și se rup atunci când sunt încălzite. Prin urmare, astfel de corpuri au puncte de topire scăzute.

Corpurile pot avea o structură diferită. Substanțele pot consta din atomi și alte particule care alcătuiesc nodurile rețelelor cristaline (de exemplu, în fier, alte metale). Există legături foarte puternice între aceste particule. Este nevoie de multă energie pentru a le distruge. Această structură a materiei sugerează febră mare topire.

Multe fenomene sunt explicate pe baza predării. De exemplu, difuzia. bazat pe capacitatea particulelor, moleculelor, atomilor de a pătrunde în golurile dintre atomi sau moleculele dintr-o altă substanță. Acest lucru, la rândul său, este posibil datorită mișcare constantă particulele care alcătuiesc corpul.