Molekulat përbëhen nga atome. Atomet janë të lidhura në molekula nga forcat e quajtura forca kimike.

Ka molekula të përbëra nga dy, tre, katër atome. Molekulat më të mëdha - molekulat e proteinave - përbëhen nga dhjetëra dhe madje qindra mijëra atome.

Sfera e molekulave është jashtëzakonisht e larmishme. Tashmë, kimistët kanë izoluar nga substancat natyrore dhe kanë krijuar në laboratorë miliona substanca të ndërtuara nga molekula të ndryshme.

Vetitë e molekulave përcaktohen jo vetëm nga sa atome të një lloji ose një tjetër marrin pjesë në ndërtimin e tyre, por edhe nga rendi dhe konfigurimi në të cilin ato janë të lidhura. Një molekulë nuk është një grumbull tullash, por një strukturë komplekse arkitekturore, ku çdo tullë ka vendin e saj dhe fqinjët e saj të përcaktuar mirë. Struktura atomike që përbën një molekulë mund të jetë pak a shumë e ngurtë. Në çdo rast, secili prej atomeve lëkundet rreth pozicionit të tij të ekuilibrit. Në disa raste, disa pjesë të molekulës mund të rrotullohen në lidhje me pjesët e tjera, duke i dhënë molekulës së lirë në procesin e saj. lëvizje termike konfigurime të ndryshme dhe më të çuditshme.

Le të shqyrtojmë më në detaje bashkëveprimin e atomeve. Në fig. 2.1 tregon lakoren e energjisë potenciale të një molekule diatomike. Ajo ka një pamje karakteristike - së pari zbret, më pas përkulet, duke formuar një "gropë", dhe më pas i afrohet më ngadalë boshtit horizontal, përgjatë të cilit vizatohet distanca midis atomeve.

Oriz. 2.1

Ne e dimë se gjendja në të cilën energjia potenciale ka vlerën më të vogël është e qëndrueshme. Kur një atom është pjesë e një molekule, ai "ulet" në një pus potencial, duke bërë dridhje të vogla termike rreth pozicionit të ekuilibrit.

Distanca nga boshti vertikal në fund të pusit mund të quhet ekuilibër. Në këtë distancë, atomet do të vendoseshin nëse lëvizja termike pushonte.

Kurba e energjisë potenciale tregon të gjitha detajet e ndërveprimit midis atomeve. Grimcat tërhiqen ose zmbrapsen në një distancë të caktuar, forca e ndërveprimit rritet ose zvogëlohet kur grimcat largohen ose afrohen me njëra-tjetrën - i gjithë ky informacion mund të merret nga analiza e kurbës së energjisë potenciale. Pikat në të majtë të "fundit" korrespondojnë me zmbrapsjen. Përkundrazi, pjesët e kurbës në të djathtë të pjesës së poshtme të pusit karakterizojnë tërheqjen. Pjerrësia e kurbës jep gjithashtu informacion të rëndësishëm: sa më e pjerrët të jetë kurba, aq më e madhe është forca.

Duke qenë në distanca të mëdha, atomet tërhiqen nga njëri-tjetri; kjo forcë zvogëlohet mjaft shpejt me rritjen e distancës ndërmjet tyre. Kur afrohet, forca tërheqëse rritet dhe arrin vlerën e saj maksimale edhe kur atomet afrohen shumë me njëri-tjetrin. Me afrim edhe më të madh, tërheqja dobësohet dhe, më në fund, në një distancë ekuilibri, forca e ndërveprimit zhduket. Kur atomet i afrohen njëri-tjetrit në një distancë më të vogël se ajo e ekuilibrit, lindin forca refuzuese, të cilat rriten shumë ashpër dhe shpejt e bëjnë praktikisht të pamundur zvogëlimin e mëtejshëm të distancës midis atomeve.

Distancat e ekuilibrit (më poshtë do të flasim shkurtimisht - distancat) ndërmjet atomeve janë të ndryshme për lloje të ndryshme atomesh.

Për çifte të ndryshme atomesh, jo vetëm distancat nga boshti vertikal në fund të pusit janë të ndryshme, por edhe thellësia e puseve.

Thellësia e gropës ka një kuptim të thjeshtë: për t'u rrokullisur nga gropa, keni nevojë për energji të barabartë me thellësinë. Prandaj, thellësia e pusit mund të quhet energjia lidhëse e grimcave.

Distancat midis atomeve të molekulave janë aq të vogla sa që për matjen e tyre duhet të zgjidhen njësi të përshtatshme, përndryshe do të duhej të shpreheshin vlerat e tyre, p.sh., në këtë formë: 0.000000012 cm. Kjo është shifra për oksigjenin. molekulë.

Njësitë që janë veçanërisht të përshtatshme për të përshkruar botën atomike quhen angstrom (megjithëse emri i shkencëtarit suedez, emri i të cilit janë emëruar këto njësi, lexohet saktë Ongstrom; për t'ju kujtuar këtë, një rreth vendoset mbi shkronjën A):

dmth njëqind e milionta e centimetrit.

Distancat midis atomeve të molekulave shtrihen në intervalin nga 1 në 4A. Distanca e ekuilibrit për oksigjenin e shkruar më sipër është 1,2 A.

Distancat ndëratomike, siç mund ta shihni, janë shumë të vogla. Nëse e rrethoni globin me një litar në ekuator, atëherë gjatësia e "rripit" do të jetë sa herë më e madhe se gjerësia e pëllëmbës tuaj, sa herë gjerësia e pëllëmbës është më e madhe se distanca midis atomeve të molekulën.

Për të matur energjinë e lidhjes zakonisht përdoren kalori, por ato nuk janë të lidhura me një molekulë, që sigurisht do të jepte një shifër të parëndësishme, por me një nishan, d.m.th. te molekulat N A.

Është e qartë se energjia e lidhjes për mol, nëse pjesëtohet me numrin Avogadro N A =6,023*10 23 mol -1, do të japë energjinë e lidhjes së një molekule.

Energjia lidhëse e atomeve në një molekulë, si dhe distancat ndëratomike, ndryshojnë brenda kufijve të parëndësishëm.

Për të njëjtin oksigjen, energjia e lidhjes është 116,000 cal/mol, për hidrogjenin, 103,000 cal/mol, etj.

Ne kemi thënë tashmë se atomet në molekula janë të renditura në një mënyrë mjaft të caktuar njëri në raport me tjetrin, duke formuar në raste të vështira ndërtesa shumë të ndërlikuara.

Le të marrim disa shembuj të thjeshtë.

Oriz. 2.2

Në molekulën CO 2 (dioksid karboni), të tre atomet janë të rregulluar në një rresht - atomi i karbonit është në mes. Molekula e ujit H 2 0 ka një formë qoshe, maja e këndit (është e barabartë me 105 °) është një atom oksigjeni.

Në molekulën e amoniakut NH 3, atomi i azotit është në majë të piramidës trekëndore; në molekulën e metanit CH 4, atomi i karbonit ndodhet në qendër të një figure tetraedrale me anë të barabarta, e cila quhet tetraedron.

Oriz. 2.3

Atomet e karbonit të benzenit C 6 H 6 formojnë një gjashtëkëndësh të rregullt. Lidhjet e atomeve të karbonit me hidrogjenin vijnë nga të gjitha kulmet e gjashtëkëndëshit. Të gjithë atomet janë në të njëjtin rrafsh.

Paraqitjet e qendrave të atomeve të këtyre molekulave janë paraqitur në Fig. 2.2 dhe 2.3. Linjat përfaqësojnë lidhjet.

Një reaksion kimik ka ndodhur; kishte molekula të një lloji, të tjera u formuan. Disa lidhje janë thyer, të tjera janë rikrijuar. Për të thyer lidhjet midis atomeve - mbani mend figurën - duhet të kaloni të njëjtën punë si kur rrokullisni një top nga një gropë. Përkundrazi, kur formohen lidhje të reja, energjia lëshohet - topi rrotullohet në vrimë.

Çfarë është më tepër, puna e thyerjes apo puna e krijimit? Në natyrë hasim të dyja llojet e reaksioneve.

Teprica e energjisë quhet efekt termik ose ndryshe - nxehtësia e transformimit (reaksionit). Efektet termike të reaksioneve janë per pjesen me te madhe vlerat e rendit të dhjetëra mijëra kalorive për nishan. Shumë shpesh, efekti termik përfshihet si term në formulën e reagimit.

Për shembull, reaksioni i djegies së karbonit (në formën e grafitit), d.m.th., kombinimi i tij me oksigjenin, shkruhet si më poshtë:

Kjo do të thotë se kur karboni kombinohet me oksigjenin, çlirohen 94,250 kalori energji. Shuma e energjive të brendshme të një mol karboni dhe një mol oksigjeni në grafit është energjia e brendshme lutuni dioksid karboni plus 94,250 kalori.

Kështu, regjistrime të tilla kanë një kuptim të qartë të barazive algjebrike të shkruara për vlerat e energjisë së brendshme.

Këto ekuacione mund të përdoren për të gjetur efektet termike transformime për të cilat metodat e drejtpërdrejta të matjes nuk janë të përshtatshme për një arsye ose një tjetër. Këtu është një shembull: nëse karboni (grafiti) do të kombinohej me hidrogjenin, atëherë do të formohej gazi acetileni:

Reagimi nuk shkon kështu. Sidoqoftë, mund të zbulohet efekti i tij termik. Le të shkruajmë tre reagime të njohura -

oksidimi i karbonit:

oksidimi i hidrogjenit:

Oksidimi i acetilenit:

Të gjitha këto barazi mund të konsiderohen si ekuacione për energjitë lidhëse të molekulave. Nëse po, atëherë ato mund të përdoren si barazi algjebrike. Duke zbritur dy të lartë nga ai i poshtëm, marrim

Kjo do të thotë se transformimi që na intereson shoqërohet me përthithjen e 56 000 kalorive për nishan.

Molekulat fizike dhe kimike

Përpara se studiuesit të kishin një kuptim të hollësishëm të strukturës së materies, nuk u bë një dallim i tillë. Një molekulë është një molekulë, domethënë përfaqësuesi më i vogël i një substance. Duket se kjo i thotë të gjitha. Megjithatë, ky nuk është rasti.

Molekulat për të cilat sapo folëm janë molekula në të dy kuptimet e fjalës. Molekulat e dioksidit të karbonit, amoniakut, benzenit, për të cilat folëm, dhe molekulat e pothuajse të gjitha substancave organike (për të cilat nuk folëm), përbëhen nga atome që janë të lidhur fort me njëri-tjetrin. Gjatë shpërbërjes, shkrirjes, avullimit, këto lidhje nuk prishen. Molekula vazhdon të sillet si një grimcë e veçantë, si një trup i vogël fizik nën çdo ndikim fizik dhe ndryshim të gjendjes.

Por kjo nuk është gjithmonë rasti. Për shumicën e substancave inorganike, mund të flitet për një molekulë vetëm në kuptimin kimik të fjalës. Por grimca më e vogël e substancave të tilla inorganike të njohura si kripa e tryezës ose kalciti ose soda nuk ekziston. Ne nuk gjejmë grimca individuale në kristale (kjo do të diskutohet në disa faqe); kur treten, molekulat shpërbëhen.

Sheqeri është një substancë organike. Prandaj, molekulat e sheqerit "notojnë" në ujin e çajit të ëmbël. Por në ujin e kripur nuk do të gjejmë asnjë molekulë të kripës së tryezës (klorur natriumi). Këto "molekula" (duhet të vendosni thonjëza) ekzistojnë në ujë në formën e atomeve (më saktë, jone - atome të ngarkuar elektrikisht - do të flasim për to më vonë).

Në të njëjtën mënyrë, në avuj dhe në shkrirje, pjesë të molekulave jetojnë një jetë të pavarur.

Kur bëhet fjalë për forcat që lidhin atomet në një molekulë fizike, atëherë forca të tilla quhen valencë. Forcat ndërmolekulare janë jovalente. Sidoqoftë, lloji i kurbës së ndërveprimit që u tregua në Fig. 2.1 është i njëjtë në të dyja rastet. Dallimi është vetëm në thellësinë e vrimës. Në rastin e forcave të valencës, pusi është qindra herë më i thellë.

Ndërveprimi i molekulave

Molekulat tërhiqen reciprokisht, nuk ka dyshim për këtë. Nëse në një moment ata pushojnë së tërhequr nga njëri-tjetri, të gjithë trupat e lëngët dhe të ngurtë do të shpërbëhen në molekula.

Molekulat sprapsin njëra-tjetrën dhe kjo është e padyshimtë, pasi përndryshe lëngjet dhe trupat e ngurtë do të kompresoheshin me lehtësi të jashtëzakonshme.

Forcat veprojnë midis molekulave, në shumë aspekte të ngjashme me forcat midis atomeve, të cilat u diskutuan më lart. Kurba e energjisë potenciale që sapo vizatuam për atomet përcjell saktë tiparet kryesore të bashkëveprimit të molekulave. Megjithatë, ka dallime të rëndësishme midis këtyre ndërveprimeve.

Le të krahasojmë, për shembull, distancën e ekuilibrit midis atomeve të oksigjenit që formojnë një molekulë dhe atomeve të oksigjenit të dy molekulave fqinje të tërhequra në oksigjen të ngurtësuar në një pozicion ekuilibri. Dallimi do të jetë shumë i dukshëm: atomet e oksigjenit që formojnë molekulën janë vendosur në një distancë prej 1.2 A, atomet e oksigjenit të molekulave të ndryshme afrohen me njëri-tjetrin me 2.9 A.

Rezultate të ngjashme janë marrë për atome të tjera. Atomet e molekulave të huaja janë të vendosura më larg nga njëri-tjetri se atomet e një molekule. Prandaj, është më e lehtë të ndash molekulat nga njëra-tjetra sesa atomet nga molekulat, dhe ndryshimet në energji janë shumë më të mëdha se ndryshimi në distanca. Nëse energjia e nevojshme për të thyer lidhjen midis atomeve të oksigjenit që formojnë molekulën është rreth 100 kcal/mol, atëherë energjia për të shkëputur molekulat e oksigjenit është më pak se 2 kcal/mol.

Kjo do të thotë se në kurbën e energjisë potenciale të molekulave "pusi" shtrihet më larg nga boshti vertikal dhe, për më tepër, "pusi" është shumë më pak i thellë.

Sidoqoftë, kjo nuk e shter dallimin midis ndërveprimit të atomeve që formojnë një molekulë dhe ndërveprimit të molekulave.

Kimistët kanë treguar se atomet lidhen në një molekulë me një numër shumë të caktuar atomesh të tjerë. Nëse dy atome hidrogjeni formojnë një molekulë, atëherë atomi i tretë nuk do t'i bashkojë më ato. Atomi i oksigjenit në ujë është i lidhur me dy atome hidrogjeni dhe është e pamundur t'i bashkohet një tjetër me to.

Nuk gjejmë asgjë të ngjashme në ndërveprimin ndërmolekular. Duke tërhequr një fqinj drejt vetes, molekula në asnjë mënyrë nuk e humb "fuqinë tërheqëse". Afrimi i fqinjëve do të ndodhë për aq kohë sa ka hapësirë ​​të mjaftueshme.

Çfarë do të thotë "hapësirë ​​e mjaftueshme"? A janë molekulat si mollët apo vezët? Sigurisht, në njëfarë kuptimi, një krahasim i tillë është i justifikuar: molekulat janë trupa fizikë që kanë "madhësi" dhe "forma" të caktuara. Distanca e ekuilibrit midis molekulave nuk është gjë tjetër veçse "dimensionet" e molekulave.

Si duket lëvizja termike?

Ndërveprimi ndërmjet molekulave mund të ketë një rëndësi më të madhe ose më të vogël në "jetën" e molekulave.

Tre gjendjet e materies - të gazta, të lëngëta dhe të ngurta - ndryshojnë nga njëra-tjetra në rolin që luan ndërveprimi i molekulave në to.

Fjala "gaz" u krijua nga shkencëtarët. Rrjedh nga fjala greke "kaos" - çrregullim.

Në të vërtetë, gjendja e gaztë e materies është një shembull i një çrregullimi të plotë, të përsosur në rregullimin dhe lëvizjen e ndërsjellë të grimcave që ekziston në natyrë. Nuk ka asnjë mikroskop që do të na lejonte të shohim lëvizjen e molekulave të gazit, por, pavarësisht kësaj, fizikanët mund të përshkruajnë me detaje të mjaftueshme jetën e kësaj bote të padukshme.

Në një centimetër kub ajër në kushte normale ( temperatura e dhomës dhe presioni atmosferik) ka një numër të madh molekulash, afërsisht 2.5 * 10 19 (d.m.th. 25 miliardë miliardë molekula). Çdo molekulë ka një vëllim 4 * 10 -20 cm 3, d.m.th. një kub me anë afërsisht 3,5 * 10 -7 cm = 35 A. Megjithatë, molekulat janë shumë të vogla. Për shembull, molekulat e oksigjenit dhe azotit - pjesa më e madhe e ajrit - kanë një madhësi mesatare prej rreth 4 A.

Kështu, distanca mesatare midis molekulave është 10 herë më e madhe se madhësia e molekulës. Dhe kjo, nga ana tjetër, do të thotë se vëllimi mesatar i ajrit, i cili përbën një molekulë, është rreth 1000 herë më i madh se vëllimi i vetë molekulës.

Imagjinoni një zonë të sheshtë në të cilën monedhat shpërndahen rastësisht, dhe në një sipërfaqe prej 1 m 2 ka mesatarisht njëqind monedha. Kjo do të thotë një ose dy monedha për faqe të librit që po lexoni. Përafërsisht të njëjtat molekula gazi të vendosura rrallë.

Çdo molekulë e gazit është në gjendje të lëvizjes termike të vazhdueshme.

Le të ndjekim një molekulë. Këtu po lëviz me shpejtësi diku djathtas. Nëse nuk do të kishte pengesa në rrugën e saj, atëherë molekula do të vazhdonte lëvizjen e saj përgjatë një vije të drejtë me të njëjtën shpejtësi. Por rruga e molekulës përshkohet nga fqinjët e saj të panumërt. Përplasjet janë të pashmangshme dhe molekulat ndahen si dy topa të bilardos që përplasen. Në cilin drejtim do të kërcejë molekula jonë? A do të fitojë apo do të humbasë shpejtësinë e tij? Gjithçka është e mundur: në fund të fundit, takimet mund të jenë shumë të ndryshme. Goditjet janë të mundshme si përpara ashtu edhe prapa, dhe në të djathtë dhe në të majtë, të forta dhe të dobëta. Është e qartë se, duke iu nënshtruar përplasjeve të tilla të rastësishme në këto takime të rastësishme, molekula që po vëzhgojmë do të nxitojë në të gjitha drejtimet përmes enës në të cilën ndodhet gazi.

Në cilën distancë mund të përshkojnë molekulat e gazit pa u përplasur?

Varet nga madhësia e molekulave dhe nga dendësia e gazit. Sa më të mëdha të jenë molekulat dhe numri i tyre në enë, aq më shpesh ato do të përplasen. Gjatësia mesatare e shtegut të përshkuar nga një molekulë pa përplasje quhet gjatësi mesatare run - është e barabartë në kushte normale me 11 * 10 -6 cm \u003d 1100 A për molekulat e hidrogjenit dhe 5 * 10 -6 cm \u003d 500 A për molekulat e oksigjenit. 5 * 10 -6 cm - njëzet e mijëta e milimetrit, distanca është shumë e vogël, por në krahasim me madhësinë e molekulave, nuk është aspak e vogël. Një vrapim prej 5 * 10 -6 cm për një molekulë oksigjeni korrespondon në shkallën e një topi të bilardos në një distancë prej 10 m.

Vlen t'i kushtohet vëmendje veçorive të lëvizjes së molekulave në një gaz shumë të rrallë (vakum). Lëvizja e molekulave "duke formuar një vakum" ndryshon karakterin e saj kur rruga mesatare e lirë e molekulës bëhet më e madhe se madhësia e enës në të cilën ndodhet gazi. Pastaj molekulat rrallë përplasen me njëra-tjetrën dhe e bëjnë udhëtimin e tyre në zigzag të drejtë, duke goditur njërin ose tjetrin mur të anijes.

Siç u përmend, në ajër në presion atmosferik, gjatësia e rrugës është 5 * 10 -6 cm. Nëse rritet me 10 7 herë, atëherë do të jetë 50 cm, d.m.th., do të jetë dukshëm më e madhe se madhësia mesatare e anije. Meqenëse gjatësia e shtegut është në përpjesëtim të zhdrejtë me densitetin, dhe rrjedhimisht presionin, presioni për këtë duhet të jetë 10 -7 atmosferik ose rreth 10 -4 mm Hg. Art.

Edhe hapësira ndërplanetare nuk është plotësisht bosh. Por dendësia e substancës në të është rreth 5 * 10 -24 g / cm 3. Pjesa kryesore e materies ndërplanetare është hidrogjeni atomik. Aktualisht, besohet se në hapësirë ​​ka vetëm pak atome hidrogjeni për 1 cm 3. Nëse e rrisim një molekulë hidrogjeni në madhësinë e një bizele dhe e vendosim një "molekulë" të tillë në Moskë, atëherë "fqinji kozmik" i saj më i afërt do të jetë në Tula.

Struktura e një lëngu ndryshon ndjeshëm nga struktura e një gazi, molekulat e të cilit janë larg njëra-tjetrës dhe vetëm herë pas here përplasen. V. molekulat e lëngut janë vazhdimisht në afërsi. Molekulat e lëngshme janë të vendosura si patatet në një qese. Vërtetë, me një ndryshim: molekulat e lëngshme janë në një gjendje të lëvizjes termike të vazhdueshme kaotike. Për shkak të ngushtësisë së madhe, ato nuk mund të lëvizin aq lirshëm sa molekulat e gazit. Secili "shkel" gjatë gjithë kohës pothuajse në të njëjtin vend, i rrethuar nga të njëjtët fqinjë dhe vetëm gradualisht lëviz mbi vëllimin e zënë nga lëngu. Sa më viskoz të jetë lëngu, aq më e ngadaltë është kjo lëvizje. Por edhe në një lëng të tillë "të lëvizshëm" si uji, molekula do të lëvizë 3 A në kohën që i duhet një molekule gazi për të udhëtuar 700 A.

Forcat e bashkëveprimit midis molekulave me lëvizjen e tyre termike në trupat e ngurtë janë plotësisht të drejtuara. Në një trup të ngurtë, molekulat janë pothuajse gjithmonë në të njëjtin pozicion. Lëvizja termike ndikon vetëm në faktin që molekulat vazhdimisht luhaten rreth pozicioneve të ekuilibrit. Mungesa e lëvizjes sistematike të molekulave është arsyeja për atë që ne e quajmë fortësi. Në të vërtetë, nëse molekulat nuk ndryshojnë fqinjët e tyre, atëherë të gjitha pjesët më të veçanta të trupit mbeten në të njëjtën lidhje me njëra-tjetrën.

Ngjeshshmëria e trupave

Ndërsa pikat e shiut daullojnë në çati, kështu molekulat e gazit godasin muret e enës. Numri i këtyre goditjeve është i madh dhe veprimi i tyre, duke u bashkuar së bashku, krijon presionin që mund të lëvizë pistonin e motorit, të thyejë predhën ose të fryjë. Balonë. Një breshër i ndikimeve molekulare është presioni atmosferik, është presioni që bën të kërcejë kapakun e një kazani që zien, është forca që nxjerr një plumb nga një pushkë.

Sa është presioni i gazit? Është e qartë se sa më i madh të jetë presioni, aq më i fortë është ndikimi i shkaktuar nga një molekulë. Është po aq e qartë se presioni do të varet nga numri i goditjeve në sekondë. Sa më shumë molekula në enë, aq më të shpeshta janë ndikimet, aq më i madh është presioni. Prandaj, para së gjithash, presioni p i një gazi të caktuar është proporcional me densitetin e tij.

Nëse masa e gazit është e pandryshuar, atëherë duke ulur vëllimin, ne e rrisim dendësinë me numrin përkatës të herë. Kjo do të thotë se presioni i gazit në një enë të tillë të mbyllur do të jetë në përpjesëtim të zhdrejtë me vëllimin. Ose, me fjalë të tjera, produkti i presionit dhe vëllimit duhet të jetë konstant:

?V = konst.

Ky ligj i thjeshtë u zbulua nga fizikani anglez Boyle dhe shkencëtari francez Mariotte. Ligji i Boyle - Mariotte - një nga ligjet e para sasiore në histori Shkence fizike. Natyrisht, ajo zhvillohet në një temperaturë konstante.

Ndërsa gazi kompresohet, ekuacioni Boyle-Mariotte bëhet gjithnjë e më i keq. Molekulat afrohen, ndërveprimi midis tyre fillon të ndikojë në sjelljen e gazit.

Ligji Boyle-Mariotte është i vlefshëm në rastet kur ndërhyrja e forcave të ndërveprimit në jetën e molekulave të gazit është plotësisht e padukshme. Prandaj, ligji Boyle-Mariotte quhet ligji i gazeve ideale.

Mbiemri "ideal" tingëllon disi qesharak në lidhje me fjalën "gaz". Ideal - do të thotë e përsosur, e tillë që nuk mund të jetë më mirë.

Sa më i thjeshtë të jetë modeli ose skema, aq më ideale është për një fizikant. Llogaritjet thjeshtohen, shpjegimet e fenomeneve fizike bëhen të lehta dhe të qarta. Termi "gaz ideal" i referohet skemës më të thjeshtë të një gazi. Sjellja e gazeve mjaft të rralluar është praktikisht e padallueshme nga sjellja e gazeve ideale.

Ngjeshshmëria e lëngjeve është shumë më e vogël se kompresueshmëria e gazeve. Në një lëng, molekulat janë tashmë në "kontakt". Kompresimi konsiston vetëm në përmirësimin e "paketimit" të molekulave, dhe në presione shumë të larta, në ngjeshjen e vetë molekulës. Se sa forcat refuzuese e bëjnë të vështirë ngjeshjen e një lëngu mund të shihet nga figurat e mëposhtme. Një rritje e presionit nga një në dy atmosfera sjell një përgjysmim të vëllimit të gazit, ndërsa vëllimi i ujit ndryshon me 1/20,000, dhe merkuri - me vetëm 1/250,000.

Edhe presioni i madh në thellësitë e oqeanit nuk është në gjendje të ngjesh ujin në asnjë mënyrë të dukshme. Në të vërtetë, një presion i një atmosfere krijohet nga një kolonë uji prej dhjetë metrash. Presioni nën një shtresë uji 10 km është 1000 atmosfera. Vëllimi i ujit zvogëlohet me 1000/20000, pra me 1/20.

Ngjeshshmëria e lëndëve të ngurta ndryshon pak nga kompresueshmëria e lëngjeve. Kjo është e kuptueshme - në të dyja rastet, molekulat tashmë janë në kontakt, dhe kompresimi mund të arrihet vetëm përmes konvergjencës së mëtejshme të molekulave tashmë shumë të neveritshme. Presionet super të larta prej 50-100 mijë atmosferash arrijnë të ngjeshin çelikun me 1/1000, plumbi - me 1/7 e vëllimit.

Nga këta shembuj është e qartë se në kushte tokësore nuk është e mundur të kompresohet lënda e ngurtë në ndonjë masë të konsiderueshme.

Por në Univers ka trupa ku materia është e ngjeshur pakrahasueshme më e fortë. Astronomët kanë zbuluar ekzistencën e yjeve në të cilët dendësia e materies arrin 10 6 g/cm 3 . Brenda këtyre yjeve - ata quhen xhuxhë të bardhë ("të bardhë" - nga natyra e shkëlqimit "xhuxhë" - për shkak të madhësisë së tyre relativisht të vogël) - prandaj, duhet të ketë një presion të madh.

Forcat sipërfaqësore

A mund të dilni nga uji i thatë? Sigurisht, për këtë ju duhet të lubrifikoheni me një substancë që nuk laget nga uji.

Fërkojeni gishtin me parafinë dhe zhytni në ujë. Kur e nxjerr, del se nuk ka ujë në gisht, përveç dy-tre pikave. Një lëvizje e vogël - dhe pikat shkunden.

Në këtë rast thonë: uji nuk e lag parafinën. Mërkuri sillet në këtë mënyrë në lidhje me pothuajse të gjitha lëndët e ngurta: merkuri nuk lag lëkurën, qelqin, drurin...

Uji është më kapriçioz. Ajo ngjitet ngushtë pas disa trupave dhe përpiqet të mos bjerë në kontakt me të tjerët. Uji nuk lag sipërfaqet e yndyrshme, por lag mirë xhamin e pastër. Uji lag drurin, letrën, leshin.

Nëse një pikë uji hidhet në gotë të pastër, ajo do të përhapet dhe do të formojë një pellg shumë të hollë. Nëse e njëjta pikëz ulet në parafinë, atëherë ajo do të mbetet një pikëz pothuajse sferike, pak e shtypur nga graviteti.

Vajguri është një nga substancat që “ngjiten” pothuajse në të gjithë organizmat. Në përpjekje për t'u përhapur mbi xhami ose metal; vajguri është në gjendje të zvarritet nga një enë e mbyllur keq. Një pellg me kanaçe vajguri të derdhur për një kohë të gjatë ekzistenca e helmit: vajguri do të zërë një sipërfaqe të madhe, do të zvarritet në të çara, do të depërtojë në veshje. Prandaj, është kaq e vështirë të heqësh qafe erën e saj të pakëndshme.

Mos lagja e trupave mund të çojë në fenomene kurioze. Merrni një gjilpërë, lyejeni me yndyrë dhe vendoseni butësisht në ujë. Gjilpëra nuk do të fundoset. Duke parë me kujdes, mund të shihni se gjilpëra shtyn nëpër ujë dhe shtrihet në heshtje në zgavrën e formuar. Megjithatë, mjafton një presion i lehtë dhe gjilpëra do të shkojë deri në fund. Për ta bërë këtë, është e nevojshme që një pjesë e konsiderueshme e saj të jetë në ujë.

Kjo veti interesante përdoret nga insektet që kalojnë shpejt nëpër ujë pa i lagur putrat e tyre.

Lagja përdoret në përftimin me flotacion të xeheve. Fjala "flotation" do të thotë "lundrues". Thelbi i fenomenit është si më poshtë. Xeherori i bluar imët ngarkohet në një enë me ujë, aty shtohet një sasi e vogël vaji special, i cili duhet të jetë. kanë vetinë të lagin kokrrat e mineralit dhe të mos lajnë kokrrat e "shkëmbit të mbeturinave" (e ashtuquajtura "pjesa e panevojshme e mineralit") Kur përzihen kokrrat e mineralit mbështillen në një film vajor.

Ajri fryhet në qull të zi nga minerali i ujit dhe vajit. Formohen shumë flluska të vogla ajri - shkumë. Flluskat e ajrit notojnë lart. Procesi i flotimit bazohet në faktin se kokrrat e veshura me vaj ngjiten pas flluskave të ajrit. Një flluskë e madhe e çon kokrrën lart si një tullumbace.

Minerali kalon në shkumë në sipërfaqe. Shkëmbi i mbeturinave mbetet në fund. Shkuma hiqet dhe dërgohet për përpunim të mëtejshëm për të përftuar të ashtuquajturin "koncentrat", i cili përmban dhjetë herë më pak sasi shkëmbi mbetjesh.

Forcat e kohezionit sipërfaqësor mund të prishin barazimin e lëngut në enët komunikuese. Korrektësia e kësaj është shumë e lehtë për t'u verifikuar.

Nëse një tub qelqi i hollë (fraksion i një milimetri në diametër) ulet në ujë, atëherë, në kundërshtim me ligjin e anijeve komunikuese, uji në të do të fillojë të ngrihet shpejt lart dhe niveli i tij do të vendoset dukshëm më i lartë se në një enë e gjerë (Fig. 2.4).

Oriz. 2.4

Cfare ndodhi? Cilat forca mbajnë peshën e kolonës së lëngut në rritje? Ngritja prodhohet nga ngjitja e ujit në xhami.

Forcat e kohezionit sipërfaqësor manifestohen qartë vetëm kur lëngu ngrihet në tuba mjaft të hollë. Sa më i ngushtë të jetë tubi, aq më i lartë ngrihet lëngu, aq më i dallueshëm është fenomeni. Emri i këtyre dukurive sipërfaqësore lidhet me emrin e tubave. Kanali në një tub të tillë ka një diametër të matur në fraksione të një milimetri; një tub i tillë quhet kapilar (që në përkthim do të thotë: "i hollë si qime"). Fenomeni i ngritjes së lëngut në tuba të hollë quhet kapilaritet.

Deri në çfarë lartësie mund të ngrenë lëngun tubat kapilar? Rezulton se në një tub me një diametër prej 1 mm, uji ngrihet në një lartësi prej 1.5 mm. Me një diametër prej 0,01 mm, lartësia e ngritjes rritet me të njëjtën sasi sa diametri i tubit është ulur, pra deri në 15 cm.

Natyrisht, ngritja e një lëngu është e mundur vetëm në kushtet e njomjes. Është e lehtë të merret me mend se merkuri nuk do të rritet në tuba qelqi. Përkundrazi, merkuri në tubat e qelqit është ulur. Mërkuri nuk e "toleron" kontaktin me xhamin aq shumë sa që tenton të reduktojë sipërfaqen totale në minimumin që lejon graviteti.

Ka shumë trupa që janë diçka si një sistem i tubave më të hollë. Në trupa të tillë vërehen gjithmonë dukuritë kapilare.

Bimët dhe pemët kanë një sistem të tërë kanalesh dhe poresh të gjata. Diametrat e këtyre kanaleve janë më pak se të qindtat e milimetrit. Për shkak të kësaj, forcat kapilare rrisin lagështinë e tokës në një lartësi të konsiderueshme dhe transportojnë ujin në të gjithë trupin e bimës.

Një gjë shumë e dobishme është letra fshirëse. Ke bërë një njollë, por duhet të kthesh faqen. Mos prisni që njolla të thahet! Merret një fletë letre fshirëse, fundi i saj zhytet në një pikë dhe boja shkon shpejt lart kundër gravitetit.

Një tipike fenomen kapilar. Nëse shikoni letrën fshirëse nën një mikroskop, mund të shihni strukturën e saj. Një letër e tillë përbëhet nga një rrjet i lirshëm fibrash letre që formojnë kanale të hollë dhe të gjatë me njëra-tjetrën. Këto kanale luajnë rolin e tubave kapilar.

I njëjti sistem i poreve ose kanaleve të gjata të formuara nga fibrat gjendet në fitil. Vajguri në llamba ngrihet lart në fitil. Me ndihmën e një fitili mund të krijoni edhe një sifon duke e ulur fitilin me një skaj në një gotë lëngu jo të plotë në mënyrë që skaji tjetër, i varur anash, të jetë më i ulët se i pari (Fig. 2.5).

Oriz. 2.5

Teknologjia e prodhimit të ngjyrosjes shpesh përdor gjithashtu aftësinë e pëlhurave për të tërhequr lëngun në vetvete përmes kanaleve të holla të formuara nga fijet e pëlhurës.

Por ne nuk kemi thënë ende asgjë për mekanizmin molekular të këtyre dukurive interesante.

Dallimet në forcat sipërfaqësore shpjegohen shkëlqyeshëm nga ndërveprimet ndërmolekulare.

Një pikë merkur nuk përhapet mbi xhami. Kjo për faktin se energjia e ndërveprimit të atomeve të merkurit me njëri-tjetrin është më e madhe se energjia lidhëse e atomeve të qelqit dhe merkurit. Për të njëjtën arsye, merkuri nuk ngrihet në kapilarët e ngushtë.

Me ujin, situata është ndryshe. Rezulton se atomet e hidrogjenit të molekulave të ujit ngjiten lehtësisht në atomet e oksigjenit të oksidit të silikonit, i cili është përbërësi kryesor i qelqit. Forcat ndërmolekulare të ujit - xhamit janë më të mëdha se forcat ndërmolekulare të ujit - ujit. Prandaj, uji përhapet mbi gotë dhe ngrihet në kapilarët e qelqit.

Forcat sipërfaqësore, ose më mirë energjia lidhëse (thellësia e pusit në Fig. 2.1), për çifte të ndryshme substancash mund të maten dhe llogariten. Të flasim për mënyrën se si bëhet kjo do të na çonte shumë larg.

Kristalet dhe forma e tyre

Shumë njerëz mendojnë se kristalet janë gurë të bukur, të rrallë. Ata janë ngjyra të ndryshme, zakonisht transparente dhe, ajo që është më e shquara, kanë një formë të bukur të rregullt. Më shpesh, kristalet janë shumëkëndësh, anët e tyre (fytyrat) janë krejtësisht të sheshta, skajet janë rreptësisht të drejta. Ata kënaqin syrin me një lojë të mrekullueshme të dritës në fytyrat, një rregullsi mahnitëse të strukturës.

Midis tyre janë kristale modeste të kripës së gurit - klorur natriumi natyral, domethënë kripë e zakonshme e tryezës. Ato gjenden në natyrë në formën e paralelopipedëve ose kubeve drejtkëndëshe. forme e thjeshte kurse te kristalet e kalcitit – paralelopipedë të zhdrejtë transparent. Shumë më të ndërlikuara janë kristalet e kuarcit. Çdo kristal ka shumë aspekte. forma të ndryshme që kryqëzohen përgjatë skajeve me gjatësi të ndryshme.

Megjithatë, kristalet nuk janë aspak një gjë e rrallë muzeale. Kristalet janë kudo rreth nesh. Lëndët e ngurta nga të cilat ndërtojmë shtëpi dhe bëjmë makina, substanca që i përdorim në jetën e përditshme - pothuajse të gjitha i përkasin kristaleve. Pse nuk e shohim këtë? Fakti është se trupat në formën e kristaleve të veçanta (ose, siç thonë ata, kristalet e vetme) rrallë hasen në natyrë. Më shpesh, substanca shfaqet në formën e kokrrave kristalore të ngjitura fort me një madhësi shumë të vogël - më pak se një e mijëta e milimetrit. Një strukturë e tillë mund të shihet vetëm me mikroskop.

Trupat që përbëhen nga kokrriza kristalore quhen të imta kristalore, ose polikristaline ("poli" - në greqisht "shumë").

Sigurisht, trupat kristalorë të imët duhet të klasifikohen gjithashtu si kristale. Atëherë do të rezultojë se pothuajse të gjitha trupat e ngurtë që rrethojnë kalimin janë kristale. Rërë dhe granit, bakër dhe hekur, salol që shitet në farmaci; dhe bojërat janë të gjitha kristale.

Ka edhe përjashtime; qelqi dhe plastika nuk përbëhen nga kristale. Trupat e tillë quhen amorfe.

Pra, të studiosh kristalet do të thotë të studiosh pothuajse të gjithë trupat rreth nesh. Është e qartë se sa e rëndësishme është kjo.

Kristalet e vetme njihen menjëherë nga korrektësia e formave të tyre. Fytyrat e sheshta dhe skajet e drejta janë një veti karakteristike e një kristali; korrektësia e formës lidhet pa dyshim me korrektësinë e strukturës së brendshme të kristalit. Nëse kristali shtrihet veçanërisht në një drejtim, kjo do të thotë se struktura e kristalit në këtë drejtim është disi e veçantë.

Por imagjinoni që një top është bërë nga një kristal i madh në një makinë. A do të jemi në gjendje të kuptojmë se kemi një kristal në duart tona dhe ta dallojmë këtë top nga xhami? Meqenëse fytyrat e ndryshme të kristalit janë zhvilluar në shkallë të ndryshme, atëherë kjo sugjeron që vetitë fizike të kristalit nuk janë të njëjta në drejtime të ndryshme. Kjo vlen për forcën, përçueshmërinë elektrike dhe në të vërtetë për shumë veti. Kjo veçori e një kristali quhet anizotropia e vetive të tij. Anizotropik do të thotë të ndryshëm në drejtime të ndryshme.

Kristalet janë anizotropikë. Përkundrazi, trupat, lëngjet dhe gazrat amorfë janë izotropikë ("iso" - në greqisht "i njëjtë", "tropos" - drejtim), d.m.th. kanë të njëjtat veti në drejtime të ndryshme. Anizotropia e vetive ju lejon gjithashtu të zbuloni (nëse një pjesë transparente e materies pa formë është një kristal apo jo.

Le të shkojmë në muzeun mineralogjik dhe të shqyrtojmë me kujdes mostra të ndryshme me një kristal të kristaleve të së njëjtës substancë. Ka shumë mundësi që në stendë të ekspozohen mostra të formave të rregullta dhe të çrregullta. Disa kristale do të duken si fragmente, të tjerët do të kenë 1-2 skaje të zhvillimit "jonormal".

Ne do të zgjedhim mostra nga grumbulli i përgjithshëm që na duken idealë dhe do t'i nxjerrim ato. Fotografia që rezulton është paraqitur në Fig. 2.6. I njëjti kuarc zgjidhet si shembull. Kuarci, si kristalet e tjera, mund të zhvillohet numër të ndryshëm fytyra të të njëjtit "lloj", si dhe një numër i ndryshëm "lloj" fytyrash vetë. Edhe nëse ngjashmëria e jashtme nuk është e habitshme, megjithatë kristale të tillë janë të ngjashëm me njëri-tjetrin, si të afërmit e ngushtë, si binjakë. Cila është ngjashmëria e tyre?

Oriz. 2.6

Shikoni fig. 2.6, e cila tregon një rresht kristalesh kuarci. Të gjithë këta kristale janë "të afërm". Ato gjithashtu mund të bëhen saktësisht të njëjta duke bluar skajet në thellësi të ndryshme paralelisht me veten e tyre. Është e lehtë të shihet se në këtë mënyrë, për shembull, kristali II mund të bëhet saktësisht i njëjtë si kristali I. Kjo është e mundur sepse këndet midis faqeve të ngjashme të mostrave janë të njëjta, për shembull, midis faqeve A dhe B, B dhe C, etj.

Kjo barazi këndesh është ngjashmëria "familjare" e kristaleve. Kur bluarni fytyrat paralelisht me vetveten, forma e kristalit ndryshon, por këndet midis faqeve ruajnë vlerën e tyre.

Gjatë rritjes së një kristali, në varësi të një numri aksidentesh, disa fytyra mund të bien në kushte më të favorshme, të tjera më pak të përshtatshme për të rritur madhësinë e tyre. Ngjashmëria e jashtme e mostrave të rritura në kushte të ndryshme do të bëhet e padukshme, por këndet midis faqeve të ngjashme të të gjitha kristaleve të substancës në studim do të jenë gjithmonë të njëjta. Forma e kristalit është e rastësishme, dhe këndet midis fytyrave korrespondojnë (do ta kuptoni pse më vonë) me natyrën e tij të brendshme.

Por rrafshësia nuk është vetia e vetme e kristaleve që i dallon ata nga trupat pa formë. Kristalet janë simetrike. Kuptimi i kësaj fjale kuptohet më së miri me shembuj.

Oriz. 2.7

Në fig. 2.7 tregon një skulpturë; para saj është një pasqyrë e madhe. Një reflektim shfaqet në pasqyrë, duke përsëritur saktësisht objektin. Skulptori mund të bëjë dy figura dhe t'i rregullojë ato në të njëjtën mënyrë si figura dhe pasqyrimi i saj në pasqyrë. Kjo skulpturë "e dyfishtë" do të jetë një figurë simetrike - përbëhet nga dy pjesë të barabarta pasqyre. Ana e djathtë e skulpturës përkon saktësisht me pasqyrimin e anës së majtë të saj. Një figurë e tillë simetrike ka një plan vertikal të simetrisë së pasqyrës, i cili shkon në mes midis tyre. Rrafshi i simetrisë është një plan mendor, por ne e ndiejmë qartë atë kur marrim parasysh një trup të ndërtuar në mënyrë simetrike.

Trupat e kafshëve kanë një plan simetrie, rrafshi vertikal i simetrisë së jashtme mund të tërhiqet përmes një personi. Në botën e kafshëve, simetria realizohet vetëm përafërsisht, dhe në përgjithësi, simetria ideale nuk ekziston në jetë. Një arkitekt mund të vizatojë një shtëpi të përbërë nga dy gjysma të përkryera simetrike në vizatim. Por kur shtëpia është e ndërtuar, sado mirë të jetë bërë, gjithmonë mund të gjesh një ndryshim në dy pjesët përkatëse të ndërtesës; le të themi se ka një çarje në një vend dhe jo në një vend tjetër.

Simetria më e saktë është realizuar në botën e kristaleve, por edhe këtu është e papërsosur: çarjet dhe gërvishtjet e padukshme për syrin bëjnë gjithmonë fytyra të barabarta paksa të ndryshme nga njëra-tjetra.

Oriz. 2.8

Në fig. 2.8 tregon një rrotullues letre për fëmijë. Ai është gjithashtu simetrik, por rrafshi i simetrisë nuk mund të tërhiqet përmes tij. Cila është atëherë simetria e kësaj figure? Para së gjithash, le të pyesim veten për pjesët simetrike të tij. Sa shume? Natyrisht katër. Cila është rregullimi i saktë i ndërsjellë i këtyre pjesëve identike? Kjo është gjithashtu e lehtë për t'u parë. Le ta kthejmë pllakën rrotulluese në një kënd të drejtë në drejtim të kundërt, d.m.th., 1/4 e rrethit: atëherë krahu 1 do të qëndrojë në vendin ku ishte krahu 2, krahu 2 - në vendin 3, 3 - në vendin 4 dhe 4 - në vendin 1 Pozicioni i ri nuk dallohet nga ai i mëparshmi. Do ta themi këtë për një figurë të tillë: ajo ka një bosht simetrie, më saktë, një bosht simetrie të rendit të katërt, pasi shtrirja ndodh kur rrotullohet me 1/4 e rrethit.

Pra, boshti i simetrisë është një vijë kaq e drejtë, duke e kthyer rreth tij me një pjesë të kthesës, mund ta transferoni trupin në një pozicion që nuk dallohet nga ai origjinal. Rendi i boshtit (në rastin tonë 4) tregon se kjo shtrirje ndodh kur rrotullohet 1/4 e rrethit. Prandaj, me katër kthesa të njëpasnjëshme, kthehemi në pozicionin e fillimit.

A hasim simetri të çfarëdo lloji në fushën e kristaleve? Përvoja tregon se nuk është kështu.

Në kristale, ne takohemi vetëm me boshte simetrie të rendit 2-, 3-, 4- dhe 6-të. Dhe kjo nuk është rastësi. Kristalografët kanë vërtetuar se kjo është për shkak të strukturës së brendshme të kristalit. Prandaj, numri i llojeve të ndryshme ose, siç thonë ata, klasat e simetrisë së kristaleve është relativisht i vogël - është i barabartë.

Struktura e kristaleve

Pse forma e kristalit është kaq e bukur, e saktë? Skajet e tij, me shkëlqim dhe të njëtrajtshme, duken sikur një mulli i aftë të kishte punuar në kristal. Pjesë të veçanta të kristalit përsërisin njëra-tjetrën, duke formuar një figurë të bukur simetrike. Kjo rregullsi e jashtëzakonshme e kristaleve ishte tashmë e njohur për njerëzit e lashtësisë. Por idetë e shkencëtarëve të lashtë për kristalet ndryshonin pak nga përrallat dhe legjendat e kompozuara nga poetët, imagjinata e të cilëve ishte mahnitur nga bukuria e kristaleve. Ata besonin se kristali është formuar nga akulli, dhe diamanti - nga kristali. Kristalët ishin të pajisur me shumë veti misterioze: të shëronin nga sëmundjet, të mbronin nga helmi, të ndikonin në fatin e një personi ...

Në shekullin XVII - shekujt XVIII u shfaqën pikëpamjet e para shkencore mbi natyrën e kristaleve. Një ide e tyre është dhënë në Fig. 2.9, huazuar nga një libër i shekullit të 18-të. Sipas autorit të tij, kristali është ndërtuar nga "tullat" më të vogla të lidhura fort me njëra-tjetrën. Ky mendim është krejt i natyrshëm. Le të thyejmë një kristal kalciti (karbonat kalciumi) me një goditje të fortë. Do të copëtohet në copa të madhësive të ndryshme. Duke i parë me kujdes, zbulojmë se këto pjesë kanë formën e saktë, mjaft të ngjashme me formën e një kristali të madh - prindi i tyre. Ndoshta, argumentoi shkencëtari, fragmentimi i mëtejshëm i kristalit do të ndodhë në të njëjtën mënyrë derisa të arrijmë tullën më të vogël të padukshme për syrin, që përfaqëson kristalin e një substance të caktuar. Këto tulla janë aq të vogla sa "shkallët" me shkallë të ndërtuara prej tyre - skajet e kristalit - na duken jashtëzakonisht të lëmuara. Epo, atëherë, çfarë është kjo tullë "e fundit"? Shkencëtari i asaj kohe nuk mund t'i përgjigjej një pyetjeje të tillë.

Oriz. 2.9

Teoria "tulla" e strukturës së një kristali ka sjellë përfitime të mëdha për shkencën. Ajo shpjegoi origjinën e skajeve dhe faqeve të drejta të kristalit: ndërsa kristali rritet, disa tulla përshtaten me të tjerat dhe fytyra rritet si një mur i një shtëpie të shtruar nga duart e një muratori.

Pra, përgjigja e pyetjes për arsyen e saktësisë dhe bukurisë së formës së kristaleve është dhënë shumë kohë më parë. Arsyeja për këtë rrethanë është korrektësia e brendshme. Dhe korrektësia qëndron në përsëritjen e përsëritur të të njëjtave pjesë elementare.

Imagjinoni një grilë parku të bërë nga shufra me gjatësi të ndryshme dhe të vendosura rastësisht. Foto e shëmtuar. Një grilë e mirë është e ndërtuar nga shufra identike, të vendosura në sekuencën e duhur në distanca të barabarta nga njëra-tjetra. Ne gjejmë të njëjtin model vetë-përsëritës në letër-muri. Këtu, një element i vizatimit - le të themi, një vajzë që luan top - nuk përsëritet më në një drejtim, si në një grilë parku, por mbush avionin.

Çfarë lidhje ka grila e parkut dhe letër-muri me kristalin? Më i drejtpërdrejtë. Rrjeta e parkut përbëhet nga lidhje që përsëriten përgjatë një linje, sfonde - nga fotot që përsëriten përgjatë një rrafshi dhe një kristal - nga grupe atomesh që përsëriten në hapësirë. Prandaj, ata thonë se atomet e një kristali formojnë një rrjetë hapësinore (ose kristalore).

Ne duhet të diskutojmë një sërë detajesh në lidhje me rrjetin hapësinor, por për të mos e vështirësuar artistin të ndërtojë vizatime komplekse tre-dimensionale, ne do të shpjegojmë se çfarë na nevojitet, duke përdorur shembullin e një copë letër-muri.

Në fig. 2.10, theksohet pjesa më e vogël, thjesht duke e riorganizuar, mund të bëni të gjitha sfondet. Për të zgjedhur një pjesë të tillë, ne nxjerrim nga çdo pikë në figurë, për shembull, nga qendra e topit, dy vija që lidhin topin e zgjedhur me dy fqinjë. Në këto rreshta, ju mund të ndërtoni, siç mund të shihet në figurën tonë, një paralelogram. Duke e zhvendosur këtë pjesë në drejtim të linjave kryesore fillestare, mund të kompozoni të gjithë modelin e letër-muri. Kjo pjesë më e vogël mund të zgjidhet në mënyra të ndryshme: nga figura mund të shihet se mund të zgjidhen disa paralelogramë të ndryshëm, secili prej të cilëve përmban një figurë. Theksojmë se në këtë rast për ne është indiferente nëse kjo figurë është e tërë brenda pjesës së përzgjedhur apo e ndarë në pjesë me vija që lidhin këtë pjesë.

Oriz. 2.10

Do të ishte gabim të besohet se, pasi ka bërë një figurinë që përsëritet në letër-muri, artisti mund ta konsiderojë detyrën e tij të përfunduar. Kjo do të ishte kështu vetëm nëse përbërja e letër-muri mund të kryhet në të vetmen mënyrë - duke aplikuar në një pjesë të caktuar që përmban një figurë, një tjetër të njëjtë, të zhvendosur paralelisht.

Sidoqoftë, përveç kësaj metode më të thjeshtë, ka edhe gjashtëmbëdhjetë mënyra të tjera për të mbushur letër-muri me një model të përsëritur rregullisht, domethënë, në total ka 17 lloje të rregullimeve të ndërsjella të figurave në një aeroplan. Ato janë paraqitur në fig. 2.11. Si një model përsëritës, këtu zgjidhet një më i thjeshtë, por, ashtu si në Fig. 2.10, një figurinë pa simetrinë e saj. Sidoqoftë, modelet e përbëra prej tij janë simetrike dhe ndryshimi i tyre përcaktohet nga ndryshimi në simetrinë e renditjes së figurave.

Oriz. 2.11

Ne shohim se, për shembull, në tre rastet e para. vizatimi nuk ka një plan simetrie pasqyre - nuk mund të vendosni një pasqyrë vertikale të tillë; në mënyrë që një pjesë e figurës të jetë "reflektim" i një pjese tjetër. Përkundrazi, në rastet 4 dhe 5 ka rrafshe simetrie. Në rastet 8 dhe 9 mund të "instalohen" dy pasqyra pingule reciproke. Në rastin 10 ka akse të rendit të katërt pingul me vizatimin, në rastin 11 ka akse të rendit të tretë. Rastet 13 dhe 15 kanë akset e rendit të 6-të, e kështu me radhë.

Planet dhe boshtet e simetrisë së vizatimeve tona shfaqen jo një nga një, por "familje" paralele. Nëse kemi gjetur një pikë - përmes së cilës mund të vizatohet boshti (ose rrafshi) i simetrisë, atëherë do të gjejmë shpejt pikat fqinje dhe më pas në të njëjtën distancë pikat e treta dhe të katërta, etj. nëpër të cilat të njëjtat boshte (ose rrafshe). ) e simetrisë kaloj .

17 lloje të simetrisë së një modeli të sheshtë nuk shterojnë, natyrisht, të gjithë larminë e modeleve të përbëra nga e njëjta figurë; artisti duhet të tregojë edhe një rrethanë: mënyrën e pozicionimit të figurës në raport me vijat kufitare të qelizës. Në fig. 2.12 tregon dy modele letër-muri me të njëjtën figurë origjinale, por të vendosura ndryshe në lidhje me pasqyrat. Të dyja këto modele i përkasin rastit 8.

Oriz. 2.12

Çdo trup, duke përfshirë një kristal, përbëhet nga atome. Substancat e thjeshta përbëhen nga atome identike, substancat komplekse përbëhen nga atome të dy ose më shumë llojeve. Supozoni se mund të ekzaminojmë sipërfaqen e një kristali kripe me një mikroskop super të fuqishëm dhe të shohim qendrat e atomeve. Oriz. 2.13 tregon se atomet janë rregulluar përgjatë faqes së kristalit, si një model letër-muri. Tani tashmë mund ta kuptoni lehtësisht se si është ndërtuar kristali. Kristali është një "letër-muri hapësinor". Qelizat elementare hapësinore, d.m.th., vëllimore dhe jo të sheshta, janë "tulla" duke i aplikuar njëra-tjetrën në hapësirë ​​ndërtohet një kristal.

Oriz. 2.13

Sa mënyra për të ndërtuar "papersallat hapësinore" nga pjesët elementare? Ky problem kompleks matematikor u zgjidh në fund të shekullit të kaluar nga Evgraf Stepanovich Fedorov. Ai vërtetoi; se duhet të ketë 230 mënyra për të ndërtuar një kristal.

Të gjitha informacionet aktuale rreth strukturën e brendshme Kristalet janë marrë duke përdorur analizën e difraksionit me rreze X, të cilën do ta diskutojmë në librin 4.

Ekzistojnë kristale të thjeshta të ndërtuara nga atome të të njëjtit lloj. Për shembull, diamanti është karbon i pastër. Kristalet e kripës përbëhen nga dy lloje jonesh: natriumi dhe kloruri. Kristale më komplekse mund të ndërtohen nga molekula, të cilat nga ana e tyre përbëhen nga shumë lloje atomesh.

Sidoqoftë, në një kristal është gjithmonë e mundur të veçohet grupi më i vogël përsëritës i atomeve (në rastin më të thjeshtë do të jetë një atom), me fjalë të tjera, një qelizë elementare.

Madhësitë e qelizave mund të ndryshojnë shumë. Distancat më të vogla midis nyjeve ngjitur (kulmet e qelizave) gjenden në kristalet më të thjeshta të ndërtuara nga atome të të njëjtit lloj, më të mëdhenjtë - në kristalet komplekse të proteinave. Distancat variojnë nga 2-3 deri në disa qindra angstroms (njëqind e milionta e centimetrit).

Rrjetat kristalore janë shumë të ndryshme. Sidoqoftë, vetitë e përbashkëta për të gjithë kristalet shpjegohen në mënyrë të përsosur nga struktura e rrjetës së kristaleve. Para së gjithash, nuk është e vështirë të kuptohet se fytyrat krejtësisht të sheshta janë plane që kalojnë nëpër nyjet në të cilat ndodhen atomet. Por aeroplanët nodalë mund të vizatohen sa të doni në drejtime të ndryshme. Cili nga këto rrafshe nyjesh kufizon kristalin e rritur?

Para së gjithash, le t'i kushtojmë vëmendje rrethanës së mëposhtme: rrafshe dhe linja të ndryshme nyjesh janë të mbushura me nyje jo po aq të dendura. Përvoja tregon se kristali përballet me plane, të cilat janë më të dendura të mbuluara me nyje, ndërsa rrafshet kryqëzohen përgjatë skajeve, të cilat nga ana e tyre janë më të dendura të populluara me nyje.

Oriz. 2.14 jep një pamje të rrjetës kristalore pingul me faqen e saj; vizatohen gjurmët e disa rrafsheve nyjore pingul me vizatimin. Është e qartë nga ajo që u tha se kristali mund të zhvillojë faqe paralele me rrafshet nyje I dhe III, dhe nuk do të ketë faqe paralele me rrafshet me nyje të rrallë II.

Oriz. 2.14

Aktualisht, struktura e qindra kristaleve është e njohur. Le të flasim për strukturën e kristaleve më të thjeshtë dhe, mbi të gjitha, të atyre që janë ndërtuar nga atome të të njëjtit lloj.

Tre lloje të grilave janë më të përhapura. Ato janë paraqitur në fig. 2.15. Pikat përfaqësojnë qendrat e atomeve; vijat që lidhin pikat nuk kanë asnjë kuptim të vërtetë. Ato kryhen vetëm për ta bërë më të qartë natyrën e renditjes hapësinore të atomeve për lexuesin.

Oriz. 2.15

Oriz. 2.15, a dhe 2.15, b përfaqësojnë rrjeta kubike. Për t'i vizualizuar më qartë këto grila, imagjinoni se keni bashkuar në mënyrën më të thjeshtë - buzë më buzë, buzë më buzë - kube për fëmijë. Nëse tani vendosim mendërisht pikat përgjatë kulmeve dhe qendrave të vëllimeve të kubeve, atëherë do të shfaqet një grilë kubike, e paraqitur në figurën e majtë. Një strukturë e tillë quhet trup kub në qendër. Nëse vendosni pika në majat e kubeve dhe në qendrat e faqeve të tyre, atëherë do të shfaqet një grilë kubike, e paraqitur në figurën e mesme. Quhet kub me qendër në fytyrë.

Grilë e tretë (Fig. 2.15, në) quhet gjashtëkëndëshi më i dendur (d.m.th., gjashtëkëndor). Për të kuptuar origjinën e këtij termi dhe për të imagjinuar më qartë renditjen e atomeve në këtë grilë, le të marrim topa të bilardos dhe të fillojmë t'i vendosim ato sa më fort që të jetë e mundur. Para së gjithash, le të bëjmë një shtresë të dendur - duket si topa të bilardos të mbledhura në një "trekëndësh" para fillimit të lojës (Fig. 2.16). Vini re se topi brenda trekëndëshit ka gjashtë fqinjë që e prekin atë, dhe këta gjashtë fqinjë formojnë një gjashtëkëndësh. Vazhdojmë shtrimin duke vendosur shtresa njëra mbi tjetrën. Nëse i vendosni topat e shtresës tjetër drejtpërdrejt mbi topat e shtresës së parë, atëherë një paketim i tillë do të ishte i lirë. Përpjekja për të akomoduar në një vëllim të caktuar numri më i madh topat duhet t'i vendosim topat e shtresës së dytë në vrimat e së parës, të tretës - në vrimat e së dytës etj. Në një ambalazh të ngushtë gjashtëkëndor, topat e shtresës së tretë vendosen në mënyrë që qendrat e këto topa shtrihen mbi qendrat e topave të shtresës së parë.

Oriz. 2.16

Qendrat e atomeve në rrjetën më të dendur gjashtëkëndore janë të vendosura si qendra të topave, të mbushura dendur në mënyrën e përshkruar.

Në tre grilat e përshkruara, shumë elementë kristalizohen:

Paketimi gjashtëkëndor më i afërt..... Be, Co, Hf, Ti, Zn, Zr

Fytyra kubike në qendër......... A1, Cu, Co, Fe, Au, Ge, Ni, Ti

Kubik me në qendër trupin......... Cr, Fe, Li, Mo, Ta§ Ti, U, V

Nga strukturat e tjera do të përmendim vetëm disa. Në fig. 2.17 tregon strukturën e një diamanti. Kjo strukturë karakterizohet nga fakti se atomi i karbonit të diamantit ka katër fqinjët më të afërt. Le ta krahasojmë këtë numër me numrat përkatës të tre strukturave më të zakonshme të përshkruara. Siç mund të shihet nga figurat, në paketimin gjashtëkëndor më të dendur, çdo atom ka 12 fqinjët më të afërt, të njëjtin numër fqinjësh për atomet që formojnë një rrjetë kubike të përqendruar në faqe; në një rrjetë me qendër trupin, çdo atom ka 8 fqinjë.

Oriz. 2.17

Le të themi disa fjalë për grafitin, struktura e të cilit është paraqitur në Fig. 2.18. E veçanta e kësaj strukture është e habitshme. Grafiti përbëhet nga shtresa atomesh, dhe atomet e një shtrese janë më fort të ndërlidhur se atomet e shtresave fqinje. Kjo është për shkak të madhësisë së distancave ndëratomike: distanca midis fqinjëve në një shtresë është 2.5 herë më e vogël se distanca më e shkurtër midis shtresave.

Oriz. 2.18

Prania e shtresave atomike të lidhura dobët çon në faktin se kristalet e grafitit ndahen lehtësisht përgjatë këtyre shtresave. Prandaj, grafiti i fortë mund të shërbejë si lubrifikant në rastet kur vajrat lubrifikues nuk mund të përdoren, për shembull, në temperatura shumë të ulëta ose shumë të larta. Grafiti është një lubrifikant i fortë.

Fërkimi midis dy trupave zvogëlohet, përafërsisht, në faktin se zgjatimet mikroskopike të njërit trup zhyten në zgavrat e tjetrit. Forca e mjaftueshme për të ndarë një kristal mikroskopik grafiti është shumë më e vogël se forcat e fërkimit, kështu që prania e një lubrifikuesi grafiti lehtëson shumë rrëshqitjen e një trupi mbi një tjetër.

Struktura kristalore pafundësisht të ndryshme komponimet kimike. Ekstreme - për sa i përket dallimeve - shembuj janë strukturat e kripës së gurit dhe dioksidit të karbonit, të paraqitura në fig. 2.19 dhe 2.20.

Kristalet e kripës së shkëmbit (Fig. 2.19) përbëhen nga atome natriumi (topa të vegjël të errët) dhe atome klori (topa të mëdhenj të dritës) të alternuara përgjatë boshteve të kubit. Çdo atom natriumi ka gjashtë fqinjë të një lloji të ndryshëm të ndarë në mënyrë të barabartë. E njëjta gjë vlen edhe për klorin. Por ku është molekula e klorurit të natriumit? Ajo nuk eshte; jo vetëm që një grup prej një atomi natriumi dhe një atomi klori mungon në një kristal, por në përgjithësi, asnjë grup atomesh nuk dallohet nga qasja e tij ndër të tjera.

Oriz. 2.19

Formula kimike e NaCl nuk na jep arsye të themi se "substanca është ndërtuar nga molekulat e NaCl". Formula kimike tregon vetëm se substanca është ndërtuar nga të njëjtin numër atomet e natriumit dhe klorit.

Çështja e ekzistencës së molekulave në një substancë vendoset nga struktura. Nëse një grup atomesh të afërt nuk bie në sy në të, atëherë nuk ka molekula.

Një kristal i dioksidit të karbonit CO 2 (akulli i thatë, i cili ndodhet në kutitë e shitësve të akulloreve) është një shembull i një kristali molekular (Fig. 2.20). Qendrat e atomeve të oksigjenit dhe karbonit të molekulës CO 2 janë të vendosura përgjatë një vije të drejtë (shih Fig. 2.2). Distanca C-Oështë 1,3 A, dhe distanca midis atomeve të oksigjenit të molekulave fqinje është rreth 3 A. Është e qartë se në kushte të tilla ne "njohim" menjëherë një molekulë në një kristal.

Oriz. 2.20

Kristalet molekulare janë paketime të dendura molekulash. Për ta parë këtë, është e nevojshme të përvijoni konturet e molekulave. Kjo është ajo që bëhet në Fig. 2.20.

Të gjitha substancat organike japin kristale molekulare. Molekulat organike shpesh përmbajnë shumë dhjetëra dhe qindra atome (dhe ne do të flasim për ato që përbëhen nga dhjetëra mijëra atome në një kapitull të veçantë). Është e pamundur të përshkruhet grafikisht paketimi i tyre. Prandaj, ju mund të shihni fotografi në libra si fig. 2.21.

Oriz. 2.21

Molekulat e kësaj lënde organike përbëhen nga atomet e karbonit. Shufrat simbolizojnë lidhjet e valencës. Molekulat duket se po notojnë në ajër. Por mos u besoni syve. Vizatimi është bërë në këtë mënyrë vetëm në mënyrë që të shihni se si ndodhen molekulat në kristal. Për thjeshtësi, autorët e figurës as nuk përshkruanin atomet e hidrogjenit të lidhur me atomet e jashtme të karbonit (megjithatë, kimistët e bëjnë këtë shumë shpesh). Për më tepër, autorët nuk e konsideruan të nevojshme "përvijimin" e molekulës - për t'i dhënë asaj një formë. Nëse kjo bëhet, atëherë do të shohim se parimi i paketimit të molekulave - çelësi i bllokimit - funksionon në këtë rast, si në të tjera si ai.

Substancat polikristaline

Ne kemi thënë tashmë se trupat amorfë janë të rrallë në botën e trupave të ngurtë. Shumica e objekteve rreth nesh përbëhen nga kokrra të vogla kristalore, me madhësi rreth një të mijtën e milimetrit.

Edhe në shekullin e kaluar, struktura granulare e metaleve u zbulua nga studiuesit. Mikroskopi më i zakonshëm ndihmoi. M'u desh vetëm ta përshtatja për të kryer ekzaminimin jo "në transmetim", por në reflektim. Kështu bëjnë sot.

Fotografia që duket në sy është paraqitur në Fig. 2.22. Kufijtë e kokrrave janë zakonisht mjaft të dallueshëm. Si rregull, papastërtitë grumbullohen në këto kufij.

Oriz. 2.22

Vetitë e materialit varen në një masë të madhe nga madhësia e kokrrizave, nga ajo që bëhet në kufijtë e tyre dhe nga orientimi i kokrrizave. Prandaj, fizikanët kanë shpenzuar shumë punë në studimin e substancave polikristaline. Fakti që çdo kokërr është një kristal u vërtetua nga analiza e difraksionit me rreze X, për të cilën tashmë kemi premtuar t'i tregojmë lexuesit.

Çdo përpunim i metalit ndikon në kokrrat e tij. Këtu është marrë një copë metali i derdhur: kokrrat e tij janë rregulluar në mënyrë të rastësishme, madhësia e tyre është mjaft e madhe. Ata bëjnë një tel nga metali, e shtrijnë atë. Si sillen kokrrat e kristalit në këtë rast? Studimet kanë treguar se një ndryshim në formën e një trupi të ngurtë gjatë tërheqjes së një teli ose gjatë përpunimit të tjerë mekanikë shkakton fragmentimin e kokrrave kristalore. Në të njëjtën kohë, nën veprimin e forcave mekanike, shfaqet një rregull në rregullimin e tyre. Çfarë rendi mund të diskutohet këtu? Në fund të fundit, fragmentet e kokrrave janë plotësisht pa formë.

Kjo është e vërtetë, forma e jashtme e një fragmenti mund të jetë çdo gjë, por një fragment i një kristali është ende një kristal: atomet në rrjetën e tij janë të paketuara në të njëjtën mënyrë të rregullt si në një kristal të prerë mirë. Prandaj, në çdo fragment, mund të specifikoni se si ndodhet qeliza e tij elementare. Përpara përpunimit, qelizat renditen rreptësisht vetëm brenda çdo individi të vërtetë - zakonisht nuk ka rend të përgjithshëm. Pas përpunimit, kokrrat rreshtohen në atë mënyrë që në renditjen e qelizave të tyre shfaqet një rend i caktuar i përgjithshëm, i quajtur teksturë; për shembull, diagonalet e qelizave të të gjitha kokrrizave vendosen afërsisht paralelisht me drejtimin e përpunimit.

Oriz. 2.23 ndihmon për të kuptuar se çfarë është tekstura. Rreshtat e pikave brenda kokrrizave simbolizojnë plane atomike. Majtas - pa cilësi. E drejta - porosi.

Oriz. 2.23

Llojet e ndryshme të përpunimit (rrokullisje, falsifikim, broaching) çojnë në lloje të ndryshme të teksturave. Në disa raste, kokrrat rrotullohen në mënyrë që qelizat e tyre elementare të rreshtohen përgjatë drejtimit të përpunimit me një diagonale, në raste të tjera, me një buzë kubi, etj. kokrrizat e metalit. Prania e teksturës ndikon shumë në vetitë mekanike të produktit. Studimi i vendndodhjes dhe madhësisë së kokrrave të kristalit në produktet metalike hodhi dritë mbi thelbin e përpunimit mekanik të metaleve dhe tregoi se si të kryhet siç duhet.

Një tjetër proces i rëndësishëm teknik, pjekja, lidhet gjithashtu me rirregullimin e kokrrave kristalore. Nëse metali i mbështjellë ose i shtrirë nxehet, atëherë në një temperaturë mjaft të lartë, kristalet e reja fillojnë të rriten në kurriz të atyre të vjetrave. Si rezultat i pjekjes, struktura shkatërrohet gradualisht; kristalet e reja vendosen në mënyrë të rastësishme. Me rritjen e temperaturës (ose thjesht me rritjen e kohëzgjatjes së pjekjes), kokrra të reja rriten dhe të vjetrat zhduken. Kokrrat mund të rriten në një madhësi të dukshme për syrin. Pjekja ndryshon në mënyrë dramatike vetitë e metalit. Metali bëhet më duktil, më pak i fortë. Kjo për shkak se kokrrat bëhen më të mëdha dhe tekstura zhduket.

Zhvillimi i mësimit (shënimet e mësimit)

Linja UMK A. V. Peryshkin. Fizikë (7-9)

Kujdes! Faqja e administrimit të faqes nuk është përgjegjëse për përmbajtjen zhvillimet metodologjike, si dhe për pajtueshmërinë me zhvillimin e Standardit Federal të Arsimit Shtetëror.

Klasa: klasën e 7-të.

Tema e mësimit: Struktura e materies. Molekula.

Qëllimi i mësimit: Shqyrtoni pyetjet për strukturën e materies, strukturën e molekulave.

Formimi i mënyrave të reja të veprimtarisë tek nxënësit (aftësia për të bërë dhe përgjigjur pyetjeve efektive; diskutimi i situatave problemore në grup; aftësia për të vlerësuar aktivitetet dhe njohuritë e tyre).

Objektivat e mësimit:

Tutorial:

• Të njohë nxënësit me informacionin fillestar për strukturën e materies.
• Përcaktoni materialitetin e sendeve dhe sendeve.
• Prezantoni koncepte të reja: "molekula", "atom".
• Prezantoni nxënësit me vetitë e molekulave.
• Për të formuar aftësinë për të analizuar, krahasuar, transferuar njohuri në situata të reja, për të planifikuar aktivitetet e tyre gjatë ndërtimit të një përgjigjeje, përfundimit të detyrave dhe kërkimit të aktiviteteve.

Zhvillimi:

• Zhvilloni kuriozitetin e studentëve,
• Zgjerojnë horizontet e tyre, kujtesën, imagjinatën.
• Zhvilloni aftësinë për të ndërtuar deklarata të pavarura në të folurit gojor në bazë të materialit edukativ të fituar.
• Zhvillimi i të menduarit logjik.

Edukative:

• Formimi i pamjes shkencore të studentëve për botën dhe botëkuptimin,
• Të krijojë kushte për motivim pozitiv në studimin e fizikës, duke përdorur një sërë metodash të veprimtarisë, duke raportuar informacione interesante.
• Kultivoni një ndjenjë respekti për bashkëbiseduesin, një kulturë individuale të komunikimit.

Lloji i mësimit: mësim i studimit të materialit të ri, duke përdorur teknologji multimediale, prezantime.

Pajisjet: kompjuter, projektor multimedial, prezantim “Struktura e materies. Molekulë", teksti shkollor "Fizika-7" nga A.V.Pyoryshkin.

Pajisjet laboratorike për demonstrimin e eksperimenteve: mollë, thikë, top gome (tullumbace me ajër të fryrë), model sustash elastike, dy libra me faqe të futura, një gotë me ujë, një gotë me ujë, një gotë me ujë me ngjyrë, një gotë me alkool, një balonë të mbyllur me tym,

Pajisjet laboratorike për kryerjen e eksperimenteve në tavolinën e shkollës: tel metalik, fletë fletore, një balonë me ujë, një gotë, një bojë, plastelinë, gome, najlon.

Komunikimet ndërlëndore: biologji, histori, matematikë, teknologji.

Format e punës: frontale, grupore, individuale.

E planifikuarrezultat

UUD personale:

• formimi i një qëndrimi të përgjegjshëm ndaj të mësuarit, gatishmëria për vetë-zhvillim dhe vetë-edukim;
• formimi i kompetencës komunikuese në komunikim dhe bashkëpunim me bashkëmoshatarët.
• formimi i motivimit dhe interesit të qëndrueshëm arsimor dhe njohës për të mësuar.

UUD rregullatore:

• zbatimin e veprimeve rregullatore të vetëvëzhgimit, vetëkontrollit, vetëvlerësimit në procesin e mësimit;
• zhvillimi i aftësisë për të kontrolluar në mënyrë të pavarur kohën e tyre dhe për ta menaxhuar atë.

• vendos në mënyrë të pavarur qëllime dhe objektiva të reja mësimore;
• vlerësojnë në mënyrë adekuate aftësinë e tyre për të arritur qëllimin.

UUD komunikuese:

• organizimi dhe planifikimi i bashkëpunimit arsimor me mësuesin dhe bashkëmoshatarët,
• përdorimi i gjuhës adekuate do të thotë të shfaqin ndjenjat, mendimet, motivet dhe nevojat e tyre.
• ndërtimi i deklaratave me gojë dhe me shkrim, në përputhje me detyrën e caktuar komunikuese;

Studentët do të kenë mundësinë të mësojnë:

• marrin parasysh mendimet dhe interesat e ndryshme dhe arsyetojnë pozicionin e tyre; të marrë drejtimin në organizimin e veprimeve të përbashkëta;
• marrin pjesë në një diskutim grupor të problemit.

UUD njohëse: ndërtimi i arsyetimit logjik, duke përfshirë vendosjen e marrëdhënieve shkak-pasojë;

Studentët do të kenë mundësinë të mësojnë:

• paraqesin një problem, argumentojnë rëndësinë e tij;
• kërkoni për mjetet më efektive për të arritur qëllimin.

Harta teknologjike e orës së mësimit

	Faza e mësimit	Veprimtaria e mësuesit	Veprimtaritë e nxënësve	Rezultati	Aktivitete të të mësuarit universal
	Organizative	Organizon aktivitete përgatitore	Gatim vendin e punës	Gati për mësimin	UUD personale: UUD komunikuese: aftësia për të dëgjuar
	Përsëritja e materialit të studiuar më parë	Organizon veprimtari për të kontrolluar materialin e studiuar në formën e një testi	Punoni me materialin e testimit për një temë të studiuar më parë.	Pyetjet e testit të vetëkontrollit.	UUD njohëse: UUD personale: vlerësim moral dhe etik
	Vendosja e qëllimeve dhe motivimi	Krijon një situatë problemore të nevojshme për vendosjen e një detyre mësimore	Kujtoni atë që ata dinë për temën në studim Organizoni informacionin Bëni supozime Formuloni atë që duhet të dini	Nxënësit formulojnë temën e mësimit dhe përcaktojnë objektivat e orës së mësimit	UUD njohëse: Analizoni, punoni në mënyrë të pavarur
	Asimilimi parësor i njohurive të reja ("zbulimi" i njohurive të reja)	Organizon eksperimentin dhe diskutimin e rezultateve	Vëzhgimi i eksperimentit, kryerja e eksperimenteve të veta, parashtrimi i hipotezave, diskutimi i tyre, formulimi i përfundimeve, korrigjimi i tyre	Përvoja e realizuar, konkluzionet e regjistruara; përfundimin për gjendjen e lëndës e bëjnë vetë nxënësit	UUD personale: Aftësia për të lundruar në rolet shoqërore dhe marrëdhëniet ndërpersonale UUD rregullatore: Përcaktimi i sekuencës së qëllimeve të ndërmjetme, duke marrë parasysh rezultatin përfundimtar; kontrolli i metodës së veprimit dhe rezultatit të saj; duke bërë shtesat dhe rregullimet e nevojshme UUD njohëse: Hartimi i planit dhe sekuencës së veprimeve; parashikimi i rezultatit dhe zgjedhja e mënyrave më efektive për zgjidhjen e problemeve në varësi të kushte specifike UUD komunikuese: Planifikimi i bashkëpunimit arsimor me mësuesin dhe bashkëmoshatarët, mënyrat e ndërveprimit; aftësia për të shprehur mendimet e dikujt në përputhje me detyrat dhe kushtet e komunikimit; zotërimi i formave monologe dhe dialoguese të të folurit
	Kontrolli fillestar i mirëkuptimit	Organizon një kontroll frontal të të kuptuarit të materialit të ri	Përgjigjuni pyetjeve: në lidhje me ruajtjen e vëllimit, formës, në lidhje me kalimin në një gjendje tjetër (nëse është e nevojshme, diskutoni përgjigjet në grupe)	Kuptimi i koncepteve bazë dhe i materialit mësimor	UUD njohëse: UUD komunikuese: Aftësia për të shprehur mendimet tuaja
	Konsolidimi parësor i njohurive të reja	Krijon një situatë problemore që duhet zgjidhur në bazë të materialit edukativ të studiuar në mësim	Kryeni detyrën, mbani mend, riprodhoni frazat me shkrim, lidheni me vendosjen e synuar (nëse është e nevojshme, diskutoni përgjigjet në grupe)	Nëpërmjet organizimit të punës së pavarur praktike, nxënësit në mënyrë të pavarur nxjerrin përfundime dhe shpjegojnë rezultatet e marra.	UUD rregullatore: Aktivizimi i pavarur i proceseve të mendimit, kontrolli i saktësisë së krahasimit të informacionit, rregullimi i arsyetimit të dikujt. UUD njohëse: Vetë-krijimi i mënyrave për të zgjidhur problemet e një natyre krijuese UUD komunikuese: Aftësia për të shprehur mendimet tuaja
	Përmbledhja e mësimit (reflektimi i njohurive arsimore)	Organizon një diskutim për rezultatet e mësimit	Punoni me fletushka, përgjigjuni pyetjeve (nëse është e nevojshme, diskutoni përgjigjet në grupe). Formuloni përfundime për arritjen e qëllimit të mësimit	Formulimi nga nxënësit: çfarë objektivash të orës së mësimit u arritën gjatë orës së mësimit	UUD personale: Vlerësimi i rëndësisë personale të informacionit të marrë në mësim nga një këndvështrim praktik UUD njohëse: Aftësia për të përgjithësuar, për të formuluar një përfundim
	Informacion rreth detyrave të shtëpisë, informim për zbatimin e tij	Njofton D/Z: §§ 11-12; pyetje; duke punuar me një tryezë	Perceptimi, ndërgjegjësimi i D/Z, regjistrimi	Regjistrimi nga nxënësit D/Z në ditarë	UUD personale: Vlerësimi i nivelit të kompleksitetit të D/Z kur e zgjedhin atë që studentët të performojnë vetë UUD rregullatore: Organizimi nga nxënësit i aktiviteteve të tyre edukative
	Reflektimi veprimtaritë mësimore	Fton studentët të zgjedhin mbaresat e frazave: Sot mësova ... Ishte interesante… Ishte e veshtire… Kuptova se... Une mesova… Unë kam qenë i befasuar...	Zgjidhni mbaresat e frazave sipas vlerësimit të tyre të brendshëm	Analiza e rezultateve të aktiviteteve të tyre; identifikimi i mangësive ekzistuese në njohuritë e fituara	UUD personale: Aftësia për të analizuar rezultatet e aktiviteteve të tyre; identifikoni boshllëqet ekzistuese në njohuritë e fituara. UUD rregullatore: Organizimi nga nxënësit i aktiviteteve të tyre arsimore, në varësi të mangësive të identifikuara në njohuritë e reja të marra; aftësia për të ushtruar vetëkontroll dhe vetëvlerësim

Gjatë orëve të mësimit

I. Pjesa organizative

(Përshëndetje, kontrollim i gatishmërisë për mësim, disponim emocional.)

Ç'kemi djema! Përshëndetni njëri-tjetrin. Dhe jam i lumtur t'ju mirëpres në mësimin, ku do të vazhdojmë të hapim faqet në njohjen e botës që na rrethon. Ne presim përpara zbulime interesante. Gati? Po! Atëherë le të fillojmë ...

II. Përsëritja e materialit të studiuar më parë

Djema, le të kujtojmë se për çfarë folëm në mësimin e fundit.

Ju ofroj një test me temën: "Dukuritë fizike" (pyetjet janë të shtypura në tabelat e nxënësve, studentët përgjigjen me shkrim, me vetëekzaminim)

1. Cili nga sa vijon është trup fizik?

1. luge
2. guri
3. dielli
4. shiu
5. letër
6. Uragani.

2. Cila nga të mëposhtmet është një substancë?

1. letër
2. druri
3. hekuri
4. laps
5. litar
6. ajri
7. një stilolaps
8. xhami.

3. Cilat fjalë tregojnë madhësi fizike?

1. shpejtësia
2. sundimtar.

4. Cilat dukuri janë mekanike?

1. Fluturimi i shpendëve
2. rrezatim diellor
3. që bien pika shiu

5. Cilat dukuri janë fizike?

1. ylber
2. gjethe të zverdhura
3. që bien pika shiu.

III. Vendosja e qëllimeve dhe motivimi

Njeriu është përpjekur prej kohësh të shpjegojë dukuritë që ndodhin në natyrë, të njohë jo vetëm të dëgjueshmen, por edhe të padëgjueshmen, jo vetëm të dukshmen, por edhe të padukshmen.

Të gjithë e dimë se uji mund të jetë i lëngshëm (kjo është gjendja e tij natyrore), dhe i ngurtë - akull (në temperatura nën 0 ° C), dhe i gaztë - avujt e ujit (rrëshqitja nr. 1). A janë të ndryshme vetitë e ujit, akullit dhe avullit të ujit? Mund të jetë e vështirë për disa të përgjigjen. Prandaj, merrni parasysh një shembull tjetër: diamantin dhe grafitin, dy trupa të përbërë nga karboni (rrëshqitja numër 2). A janë vetitë e tyre të ndryshme? Sigurisht, grafiti shtresohet lehtësisht - plumbi i lapsit është provë e kësaj, diamanti është një nga shkëmbinjtë më të fortë. Si mund të shpjegohet një ndryshim i tillë?

Te lumte! Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje dhe shumë të tjerave, është e nevojshme të dihet "rregullimi" i brendshëm i trupave.

Cila mendoni se është tema e mësimit që na “pret” sot?

Tema e mësimit: Struktura e materies. Molekulat dhe atomet.

Synimi, të cilën ne i vendosëm vetes sot: për të marrë një ide të strukturës së brendshme të materies, për t'iu përgjigjur pyetjeve

• Si të vërtetohet se të gjitha substancat përbëhen nga grimca?
• Cilat janë përmasat dhe masat e grimcave të materies?
• Pse grimcat që përbëjnë materien nuk janë të dukshme?
• Pse trupat e ngurtë të përbëra nga grimcat duken të ngurta?

Hapni fletoret e punës dhe shkruani temën e mësimit të sotëm “Struktura e materies. Molekulat dhe atomet” (rrëshqitja numër 3)

IV. Asimilimi parësor i njohurive të reja

Nuk do ta besoni, por njerëzimit iu drejtuan pyetje për "rregullimin" e brendshëm të trupave në kohët e lashta. Legjenda thotë se në Greqia e lashte në shekujt IV-V p.e.s shkencëtari Demokriti (rrëshqitja numër 4), duke mbajtur një mollë në dorë, mendoi: sa herë mund të pritet një mollë në copa?

Ashtu është, ndarja e një molle mund të kryhet në një pjesë të vogël. Demokriti e quajti këtë pjesë të vogël dhe të pandashme një atom, i cili, përkthyer nga lashtësia greke pra përkthehet "i pandashëm". Shkencëtarët e shekullit të 18-të vazhduan të studionin strukturën e materies. Por që nga kohët e lashta e deri në ditët e sotme, thënia për strukturën e materies është një nga më të vërtetat dhe domethënëse për studimin e fenomeneve termike, elektrike dhe kuantike. Si mund ta formulojmë këtë deklaratë.

Në mënyrë korrekte. Të gjitha substancat përbëhen nga grimca të vogla të quajtura molekula.

Djema, ju lutemi merrni fletën nr. 1 "Struktura e materies"

Qëllimi juaj është të plotësoni këtë tabelë gjatë mësimit. Ne shkruajmë deklaratën e parë. Tani le të mendojmë se si mund të vërtetohet kjo deklaratë. Ka dy mënyra: direkte (rrëshqitje #5) dhe eksperimentale (rrëshqitje #6). Nuk kishte mikroskop në Greqinë e Lashtë, as ne, dhe jo në çdo laborator fizik ka pajisje të tilla, kështu që ne do të përdorim metodën e dytë për të vërtetuar ekzistencën e molekulave.

Mund të demonstroj eksperimentin e mëposhtëm: një eksperiment me gota me një vëllim të vogël uji dhe një gotë ujë me ngjyrë. Kur derdhet uji nga një gotë në gotën nr. 1, nga gota nr. xhami.

Tani shikoni pajisjet që keni në tryezën tuaj dhe mendoni se cilat pajisje mund të përdorni për të vërtetuar deklaratën e parë. Menduam, diskutuam në dyshe, e bëmë, e shënuam në një tabelë .

Te lumte! Bota e molekulave është unike dhe e mahnitshme. Këtu është një përvojë tjetër (rrëshqitje numër 7). Hidhni 100 ml ujë në një gotë dhe 100 ml alkool me ngjyrë në tjetrën. Derdhni lëngun nga këto gota në të tretën (shih foton). Çuditërisht, vëllimi i përzierjes nuk do të rezultojë të jetë 200 ml, por më pak: 190 ml. Megjithatë, masa e përzierjes është saktësisht e barabartë me shumën e masave të ujit dhe alkoolit. (Në eksperiment, alkooli mund të zëvendësohet me sheqer të rafinuar.)

Pse po ndodh kjo?

Ose një tullumbace mund të shtrydhet pa shumë vështirësi. Pse?

Ka boshllëqe midis molekulave. Shkruani deklaratën e dytë në tabelë. Shikoni pajisjet që keni në tryezën tuaj dhe mendoni se cilat pajisje mund të përdorni për të vërtetuar deklaratën e dytë. Menduam, diskutuam në dyshe, e bëmë, e shënuam në një tabelë

Përfundim: të gjitha substancat përbëhen nga molekula dhe ka boshllëqe midis molekulave! Por, ne i shohim të gjithë trupat si të ngurtë. (rrëshqitja numër 8) Fakti është se molekulat janë aq të vogla sa që fuqia optike e syrit nuk mjafton për të parë molekulat. Një eksperiment do të ndihmojë në përcaktimin e madhësisë së molekulave. (rrëshqitja numër 9) Madhësia e molekulës së vajit

d \u003d 1,6 10 -9 m \u003d 1,6 nm ( nano metër).

Pavarësisht nga madhësia e tyre e vogël, molekulat përbëhen nga grimca edhe më të vogla - atome. Për shembull, grimca më e vogël e ujit është një molekulë uji. (rrëshqitja numër 10) Përbëhet nga tre atome: dy atome H - hidrogjen dhe një atom O - oksigjen. Njohuritë për atomet sot në shkencë ju lejojnë të krijoni jo vetëm makina ose makina elektrike, por edhe nanomobila. (rrëshqitje numër 11)

Shkencëtarët kanë vërtetuar se molekulat e substancave të ndryshme ndryshojnë nga njëra-tjetra, dhe molekulat e një lënde janë të njëjta. Molekulat e ujit janë të njëjta, molekulat e karbonit në grafit dhe diamant janë të njëjta. Në pyetjen: pse ndryshojnë vetitë e këtyre trupave, ne do t'i përgjigjemi me ju në mësimet tona të ardhshme ...

V. Testi parësor i të kuptuarit

Kemi lënë bosh kolonën e fundit të tabelës. Mendoni se çfarë do të ndodhte nëse nuk do të kishte molekula? Çfarë do të ndodhte nëse nuk do të kishte boshllëqe midis molekulave?

Menduan, diskutuan në dyshe, shënuan në një tabelë .

Djema, ngrihuni, ju lutem, që e keni përballuar plotësisht këtë detyrë.

VI. Minuta e edukimit fizik

Ushtrime për të lehtësuar tensionin e muskujve. Lojë me molekula. Gjatë lojës, fëmijët ndahen në grupe me nga 1, 2, 3, etj. njerëzore.

VII. Konsolidimi parësor i njohurive të reja

Video pyetje " zgjerim termik trup i fortë ”(rrëshqitje nr. 12)

Shiko videon me zë të fikur. Fëmijët ftohen t'u përgjigjen pyetjeve: Çfarë do të ndodhë më pas? (video ndalon në momentin e ngrohjes së topit); Komentoni videon.

mendohet dhe diskutohet në dyshe .

VIII. Duke përmbledhur mësimin

“Nëse do të doja të lexoja pa i ditur shkronjat, do të ishte e pakuptimtë. Në të njëjtën mënyrë, nëse do të doja të gjykoja dukuritë e natyrës pa pasur asnjë ide për fillimet e gjërave, do të ishte e njëjta marrëzi. Këto fjalë i përkasin shkencëtarit rus M.V. Lomonosov.

Le të përmbledhim mësimin. Për ta bërë këtë, kryeni detyrat e mëposhtme:

Sot, njohuritë për molekulat e materies janë baza e atomike dhe fizika bërthamore, e cila bëri të mundur zhvillimin e nanoteknologjive.(rrëshqitje nr. 15) Në mësimet e ardhshme do të vazhdojmë të studiojmë karakteristikat e molekulave dhe do të jemi në gjendje t'u përgjigjemi pyetjeve: pse përbëhet uji, avulli i ujit dhe akulli (diamanti dhe grafiti). të molekulave të njëjta, por vetitë e tyre janë të ndryshme, pse përhapin erëra dhe lëngje me ngjyrë. Dhe ne mund ta plotësojmë plotësisht tabelën numër 1.

IX. Informacion rreth detyrave të shtëpisë, informim për zbatimin e tij

Detyre shtepie:

1. paragrafët 7-8; pyetje;
2. mesazh i lidhur " Fakte interesante rreth molekulave.

X. Reflektimi

Gjatë mësimit tonë, ju u treguat eksperimentues të vëmendshëm, të aftë jo vetëm për të vërejtur gjithçka të re dhe interesante rreth jush, por edhe për të kryer në mënyrë të pavarur kërkime shkencore.

Mësimi ynë ka marrë fund. Le t'i përgjigjemi pyetjes: "Çfarë ju pëlqeu në mësim?"

Faleminderit djema për punë e përbashkët. U gëzova që u njoha. Shihemi!

Kthehu përpara

Kujdes! Parapamje sllajdet janë vetëm për qëllime informative dhe mund të mos përfaqësojnë shtrirjen e plotë të prezantimit. Ne qofte se je i interesuar kjo pune ju lutemi shkarkoni versionin e plotë.

Mësimi i fizikës në klasën e 7-të me temën “Struktura e materies. Molekulat dhe Atomet” mbi bazën e një përqasjeje të aktivitetit sistem, si bazë metodologjike e Standardeve Arsimore të Shtetit Federal LLC, me aplikimi i hartës teknologjike të mësimit (Shtojca 4)

Qëllimi i mësimit: Shqyrtimi i çështjeve të strukturës së materies, strukturës së molekulave, formimi i një nevoje objektive për të studiuar materialin e ri.

arsimore:

• për të formuar aftësinë për të analizuar, krahasuar, transferuar njohuri në situata të reja, për të planifikuar aktivitetet e tyre gjatë ndërtimit të një përgjigjeje, kryerjes së detyrave dhe kërkimit të aktiviteteve.

duke u zhvilluar:

• zhvillojnë aftësinë për të ndërtuar deklarata të pavarura në fjalimin gojor bazuar në materialin e mësuar edukativ, zhvillimin e të menduarit logjik.

arsimore:

• krijimin e kushteve për motivim pozitiv në studimin e fizikës, duke përdorur një sërë metodash të veprimtarisë,
• duke ofruar informacion interesant për të kultivuar një ndjenjë respekti për bashkëbiseduesin, një kulturë individuale komunikimi.

Lloji i mësimit: mësimi i "zbulimit" të njohurive të reja.

Metodat e mësimdhënies: heuristike, shpjeguese dhe ilustruese, problematike, demonstruese dhe detyra praktike, zgjidhja e problemit të përmbajtjes fizike.

Pajisjet teknike: kompjuter me akses në internet, projektor, ekran.

Pajisje laboratorike për demonstrimin e eksperimenteve në tryezën e mësuesit: një mollë, një thikë, një top gome (tullumbace të fryrë), një model sustash elastike, dy libra me faqe të vendosura në njëra-tjetrën, një gotë me ujë, një gotë ujë, një gotë ujë me ngjyrë, një gotë me alkool, një balonë e mbyllur me tym,

Pajisje laboratorike për kryerjen e eksperimenteve në tavolinat e nxënësve: tela metalike, fletë fletore, një balonë me ujë, një gotë, një bojë, plastelinë, gomë, kapron.

Strukturat mësimore të përdorura në mësim (strukturat e programit të Singaporit "Transformimi i të mësuarit për shekullin 21"):

• Beqar Relly Robin - mendo - diskuto - bëj - shkruaj;
• Zum Ying - testi i njohurive parësore;

Pyetje vepruese:

• Gjenerative (përfshirja në procesin e njohjes);
• Konstruktiv (ndërtimi i njohurive të reja);
• Lehtësues (zhvillimi i të menduarit të vet);
• Biletë daljeje (reflektim i aktiviteteve edukative);
• Largohu - Prek poshtë (për të marrë informacion për cilësinë e detyrave sipas klasës) / ngrihu në këmbë - ulu /.

PLANI MËSIMOR:

1. Momenti organizativ (1 min);
2. Faza e përcaktimit të qëllimeve dhe detyra e orës së mësimit (4 min);
3. Faza e marrjes së njohurive të reja (8 min);
4. Faza e punës kërkimore të studentëve (15 min);
5. Faza e përgjithësimit dhe konsolidimit të materialit të ri (13 min);
6. Faza përfundimtare: detyrat e shtëpisë, rezultatet e mësimit (2 min);
7. Reflektim (2 min).

GJATË ORËSVE

Unë. Pjesa organizative (përshëndetje, kontrollim i gatishmërisë për mësim, disponim emocional)

Ç'kemi djema! Përshëndetni njëri-tjetrin. Dhe jam i lumtur t'ju mirëpres në mësimin, ku do të vazhdojmë të hapim faqet në njohjen e botës që na rrethon. Zbulime interesante janë përpara. Gati? Po! Atëherë le të fillojmë ...

II. Vendosja e qëllimeve dhe motivimi

Njeriu është përpjekur prej kohësh të shpjegojë dukuritë që ndodhin në natyrë, të njohë jo vetëm të dëgjueshmen, por edhe të padëgjueshmen, jo vetëm të dukshmen, por edhe të padukshmen.

Të gjithë e dimë se uji mund të jetë i lëngshëm (kjo është gjendja e tij natyrore), dhe i ngurtë - akull (në temperatura nën 0 ° C), dhe i gaztë - avujt e ujit (rrëshqitja nr. 1). A janë të ndryshme vetitë e ujit, akullit dhe avullit të ujit? Mund të jetë e vështirë për disa të përgjigjen. Prandaj, merrni parasysh një shembull tjetër: diamantin dhe grafitin, dy trupa të përbërë nga karboni (rrëshqitja numër 2). A janë vetitë e tyre të ndryshme? Sigurisht, grafiti shtresohet lehtësisht - plumbi i lapsit është provë e kësaj, diamanti është një nga shkëmbinjtë më të fortë. Si mund të shpjegohet një ndryshim i tillë?

Te lumte! Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje dhe shumë të tjerave, është e nevojshme të dihet "rregullimi" i brendshëm i trupave.

Cila mendoni se është tema e mësimit që na “pret” sot?

Tema e mësimit: Struktura e materies. Molekulat dhe atomet.

Qëllimi që i kemi vendosur vetes sot është të marrim një ide të strukturës së brendshme të materies, t'u përgjigjemi pyetjeve

3. Pse grimcat që përbëjnë substancën nuk janë të dukshme?

4. Pse trupat e ngurtë të përbërë nga grimca duken të ngurtë?

Hapni fletoret e punës dhe shkruani temën e mësimit të sotëm “Struktura e materies. Molekulat dhe atomet” (rrëshqitja numër 3)

III. Asimilimi parësor i njohurive të reja

Nuk do ta besoni, por njerëzimit iu drejtuan pyetje për "rregullimin" e brendshëm të trupave në kohët e lashta. Legjenda thotë se në Greqinë e lashtë, shekujt IV-V para Krishtit. shkencëtari Demokriti (rrëshqitja numër 4), duke mbajtur një mollë në dorë, mendoi: sa herë mund të pritet një mollë në copa? (Pyetjet gjeneruese efektive)

Ashtu është, ndarja e një molle mund të kryhet në një pjesë të vogël. Demokriti e quajti këtë pjesë të vogël dhe të pandashme një atom, i cili nga greqishtja e lashtë përkthehet si "i pandarë". Shkencëtarët e shekullit të 18-të vazhduan të studionin strukturën e materies. Por që nga kohët e lashta e deri në ditët e sotme, thënia për strukturën e materies është një nga më të vërtetat dhe domethënëse për studimin e fenomeneve termike, elektrike dhe kuantike. Si mund ta formulojmë këtë deklaratë.

Në mënyrë korrekte. Të gjitha substancat përbëhen nga grimca të vogla të quajtura molekula.

Djema, ju lutemi merrni fletën nr. 1 "Struktura e materies" (Shtojca 1). Qëllimi juaj është të plotësoni këtë tabelë gjatë mësimit. Ne shkruajmë deklaratën e parë. Tani le të mendojmë se si mund të vërtetohet kjo deklaratë. Ka dy mënyra: direkte (rrëshqitje #5) dhe eksperimentale (rrëshqitje #6). Në Greqinë e Lashtë nuk ka pasur mikroskop, as ne dhe jo çdo laborator fizik ka pajisje të tilla, ndaj do të përdorim mënyrën e dytë për të vërtetuar ekzistencën e molekulave.

Mund të demonstroj eksperimentin e mëposhtëm: një eksperiment me gota me një vëllim të vogël uji dhe një gotë ujë me ngjyrë. Kur derdhet uji nga një gotë në gotën nr. 1, nga gota nr. xhami.

Tani shikoni pajisjet që keni në tryezën tuaj dhe mendoni se cilat pajisje mund të përdorni për të vërtetuar deklaratën e parë. Menduam, diskutuam në dyshe, e bëmë, e shënuam në një tabelë . (Singal Relly Robin: mësuesi pyet studentin se çfarë i tha partneri i tij në shpatull)

Te lumte! Bota e molekulave është unike dhe e mahnitshme. Këtu është një përvojë tjetër (rrëshqitje numër 7). Hidhni 100 ml ujë në një gotë dhe 100 ml alkool me ngjyrë në tjetrën. Derdhni lëngun nga këto gota në të tretën (shih foton). Çuditërisht, vëllimi i përzierjes nuk do të rezultojë të jetë 200 ml, por më pak: 190 ml. Megjithatë, masa e përzierjes është saktësisht e barabartë me shumën e masave të ujit dhe alkoolit. / Në eksperiment, alkooli mund të zëvendësohet me sheqer të rafinuar /

Pse po ndodh kjo? (Pyetje konstruktive efektive)

Ose një tullumbace mund të shtrydhet pa shumë vështirësi. Pse?

Ka boshllëqe midis molekulave. Shkruani deklaratën e dytë në tabelë. Shikoni pajisjet që keni në tryezën tuaj dhe mendoni se cilat pajisje mund të përdorni për të vërtetuar deklaratën e dytë. Menduam, diskutuam në dyshe, e bëmë, e shënuam në një tabelë .(Singal Relly Robin: mësuesi pyet nxënësin se çfarë i tha partneri i tij në shpatull)

Përfundim: të gjitha substancat përbëhen nga molekula dhe ka boshllëqe midis molekulave! Por, ne i shohim të gjithë trupat si të ngurtë. (rrëshqitja numër 8) Fakti është se molekulat janë aq të vogla sa që fuqia optike e syrit nuk mjafton për të parë molekulat. Një eksperiment do të ndihmojë në përcaktimin e madhësisë së molekulave. (rrëshqitja nr. 9) Madhësia e molekulës së vajit d=1,6*10 -9 m=1,6 nm ( nano metër).

Pavarësisht nga madhësia e tyre e vogël, molekulat përbëhen nga grimca edhe më të vogla - atome. Për shembull, grimca më e vogël e ujit është një molekulë uji. (rrëshqitja numër 10) Përbëhet nga tre atome: dy atome H - hidrogjen dhe një atom O - oksigjen. Njohuritë për atomet sot në shkencë ju lejojnë të krijoni jo vetëm makina ose makina elektrike, por edhe nanomobila. (rrëshqitje numër 11)

Shkencëtarët kanë vërtetuar se molekulat e substancave të ndryshme ndryshojnë nga njëra-tjetra, dhe molekulat e një lënde janë të njëjta. Molekulat e ujit janë të njëjta (rrëshqitja nr. 12), molekulat e karbonit në grafit dhe diamant janë të njëjta (rrëshqitja nr. 13). Në pyetjen: pse ndryshojnë vetitë e këtyre trupave, ne do t'i përgjigjemi me ju në mësimet tona të ardhshme ...

IV. Kontrolli fillestar i mirëkuptimit

Kemi lënë bosh kolonën e fundit të tabelës. Mendoni se çfarë do të ndodhte nëse nuk do të kishte molekula? Çfarë do të ndodhte nëse nuk do të kishte boshllëqe midis molekulave? (Pyetje efektive lehtësuese)

Menduan, diskutuan në dyshe, shënuan në një tabelë . (Singal Relly Robin)

Djema, ngrihuni, ju lutem, që e keni përballuar plotësisht këtë detyrë. ( Tërheqja e prekjes). Faleminderit!

V. Edukimi fizik: ushtrime për lehtësimin e tensionit të muskujve

VI. Konsolidimi parësor i njohurive të reja: Pyetja video "Zgjerimi termik i një trupi të ngurtë" http://class-fizika.narod.ru/vid.htm (rrëshqitje nr. 14)

Shiko videon me zë të fikur. Fëmijët ftohen t'u përgjigjen pyetjeve: Çfarë do të ndodhë më pas? (video ndalon në momentin e ngrohjes së topit); Komentoni videon. (Zoom Ying)

mendohet dhe diskutohet në dyshe . (Singal Relly Robin: mësuesi e pyet studentin se çfarë mendon, si u përgjigj ai vetë)

VII. Duke përmbledhur mësimin

“Nëse do të doja të lexoja pa i ditur shkronjat, do të ishte e pakuptimtë. Në të njëjtën mënyrë, nëse do të doja të gjykoja dukuritë e natyrës pa pasur asnjë ide për fillimet e gjërave, do të ishte e njëjta marrëzi. Këto fjalë i përkasin shkencëtarit rus M.V. Lomonosov.

Le të përmbledhim mësimin. Për ta bërë këtë, kryeni detyrat e mëposhtme: (Shtojca 2) pasqyrimi i njohurive arsimore.(rrëshqitje numër 15-16)

Sot njohuritë për molekulat e materies janë baza e fizikës atomike dhe bërthamore, të cilat bënë të mundur zhvillimin e nanoteknologjive (rrëshqitje nr. 17) Në mësimet e ardhshme do të vazhdojmë të studiojmë karakteristikat e molekulave dhe do të jemi në gjendje të përgjigjemi Pyetjet: pse uji, avulli i ujit dhe akulli (diamanti dhe grafiti) përbëhen nga të njëjtat molekula, por kanë veti të ndryshme, prandaj përhapen erërat dhe lëngjet ngjyrosen. Dhe ne mund ta plotësojmë plotësisht tabelën numër 1.

VIII. Informacion rreth detyrave të shtëpisë, informim për zbatimin e tij

Detyre shtepie:

- paragrafët 7-8; pyetje;

- fjalëkryq - anasjelltas;

– një mesazh me temën “Fakte interesante rreth molekulave”.

IX. Reflektimi

Gjatë mësimit tonë, ju u treguat eksperimentues të vëmendshëm, të aftë jo vetëm për të vërejtur gjithçka të re dhe interesante rreth jush, por edhe për të kryer në mënyrë të pavarur kërkime shkencore.

Mësimi ynë ka marrë fund. Le t'i përgjigjemi pyetjes: "Çfarë ju pëlqeu në mësim?". Reflektimi i aktiviteteve mësimore (Shtojca 3) .

Faleminderit djema për bashkëpunimin. U gëzova që ju takova. Shihemi!

Libra të përdorur

1. Formimi i veprimtarive edukative universale në shkollën fillore: nga veprimi në mendim. Sistemi i detyrave: udhëzues mësuesi / (A.G. Asmolov, G.V. Burmenskaya, I.A. Volodarskaya dhe të tjerë) ed. A.G. Asmolov. - Ed. 2. – M.: Iluminizmi, 2011.

2. Teknologjia e përgatitjes së mësimit në mjedisin arsimor modern: një manual për mësuesit e arsimit të përgjithshëm. institucionet / E.V. Çernobaj. - M .: Arsimi, 2012. - (Ne punojmë sipas standardeve të reja).

3. Razumovsky V.G., Mayer V.V. Problemet e GEF dhe shkrim-leximit shkencor të nxënësve të shkollës ose një standard i ri edukimi në veprim: mësimi dhe edukimi i një personi që mendon në mënyrë krijuese në mësimet e fizikës. // Fizika në shkollë. - 2012. - Nr. 5.

4. Naydenov A.M. Standardet e reja arsimore si mjet për zhvillimin e nxënësve. // Fizika në shkollë. - 2012. - Nr. 5

5. Feshchenko T.S., Churilov V.I. Mësojmë të punojmë sipas standardeve të reja. Cilësia e re e punës së mësuesit është suksesi i ri i nxënësit. // Fizikë. Gjithçka për mësuesin. - 2012. - Nr. 6.

6. Po. I. Perelman. Fizika argëtuese: libri 1. - M .: Shtëpia Botuese AST LLC, 2001.

7. A.V. Peryshkin. Fizika. Klasa 7: Libër mësuesi për institucionet arsimore. - M .: "Business Bustard", 2008.

Sa të vogla janë grimcat më të vogla të materies? A ka ndonjë ndryshim midis molekulave të së njëjtës substancë? A mund të numëroni molekulat në një kokë gjilpëre? Ne do t'i diskutojmë këto dhe pyetje të tjera në më shumë detaje dhe do të gjejmë përgjigje së bashku.

1. Të dallojë një atom dhe një molekulë

Nga kursi i mëparshëm "Historia Natyrore" tashmë e dini se të gjitha substancat përbëhen nga grimca të vogla - molekula dhe atome. Ju gjithashtu e dini se përbërësit kryesorë të materies - atomet - kanë emra dhe simbole të veçanta për çdo lloj atomi. Për shembull: hidrogjen (H), merkur (Hg), oksigjen (O), karboni (C). atomet tipe te ndryshme ndryshojnë nga njëri-tjetri për nga vetitë e tyre kimike dhe në masë. Me sasinë fizike të quajtur "masa" që keni takuar tashmë në § 9. Çfarë janë "vetitë kimike", do të mësoni nga kursi i kimisë.

Që nga viti 2005, vetëm 116 lloje të ndryshme atomesh janë të njohura për shkencën. "Nuk mund të jetë," kundërshtoni ju. "Si është, vetëm 116? Secili prej nesh mund të listojë lehtësisht 200-300, dhe ndoshta më shumë substanca të ndryshme. Po, me të vërtetë, ka miliona substanca të ndryshme në botë. Si të kombinohet ekzistenca e vetëm 116 llojeve të ndryshme atomesh me miliona substanca të ndryshme? Fakti është se shumica e substancave përbëhen nga molekula.

Oriz. 2.11. Modelet e molekulave të disa substancave: a - metani (CH 4); b - acid sulfurik (H2SO4); c - ujë (H 2 O). (Topat blu janë atome hidrogjeni, të kuqe janë oksigjen, jeshile janë squfur, të verdha janë karboni.)

Një molekulë është grimca më e vogël e një lënde që ka vetitë e saj themelore kimike dhe përbëhet nga atome.

Situata me substanca të ndryshme është shumë e ngjashme me krijimin e mijëra fjalëve të ndryshme nga "vetëm" 32 shkronja të ndryshme të alfabetit. Në këtë krahasim, çdo shkronjë është, si të thuash, një atom i veçantë dhe çdo fjalë i përgjigjet një molekule, d.m.th. një substancë të caktuar.

Në fig. 2.11, dhe shihni një paraqitje skematike të molekulës së metanit, e cila përbëhet nga pesë atome: katër atome hidrogjeni dhe një atom karboni. Për të përdorur analogjinë tonë, kjo është një fjalë me pesë shkronja. Në fig. 2.11, b tregon një diagram të një molekule më komplekse të acidit sulfurik, e përbërë nga shtatë atome. Analogu i kësaj molekule është një fjalë me shtatë shkronja. Nga shembujt e dhënë, është e qartë se çdo molekulë e re (kombinim i ri atomesh) korrespondon me një substancë të re.

2. Njohja me substanca të thjeshta dhe komplekse

Le të vazhdojmë analogjinë tonë të krahasimit të substancave me fjalët. Ju ndoshta e dini se pranë fjalëve të zakonshme që përbëhen nga disa shkronja të ndryshme, ndonjëherë shqiptojmë fjalë duke përdorur vetëm një shkronjë (p.sh., “unë”, “aa ...”, “uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu...”)... Kështu është edhe me substancat. Disa prej tyre përbëhen nga vetëm një lloj atomi (një element kimik) dhe për këtë arsye quhen të thjeshta (shih Fig. 2.12). Shembuj të substancave të tilla janë karboni, hekuri, etj.

Është mjaft e qartë se ka shumë më tepër fjalë që përbëhen nga disa shkronja sesa fjalë të një shkronje. Është e njëjta gjë me substancat. Më shpesh në Jeta e përditshme përballemi me substanca, molekulat e të cilave përbëhen nga atome të disa llojeve të ndryshme. Këto substanca quhen kështu - komplekse (shih Fig. 2.11).

• pyetjet e testit

1. Sa lloje të ndryshme atomesh janë të njohura për shkencën? Si ndryshojnë nga njëri-tjetri?

2. Cilat substanca quhen të thjeshta? Jep shembuj.

3. Jepni shembuj të disave substanca komplekse. Nga çfarë atome janë bërë?

4. Si mund të vërtetoni se ka boshllëqe midis grimcave të materies?

5. Si të tregojmë se atomet dhe molekulat janë shumë të vogla?

6. Përkthyer nga greqishtja, "atom" do të thotë "i pandashëm". A është kështu?

• Ushtrime

1. A mund të themi se vëllimi i një lënde në një enë është i barabartë me shumën e vëllimeve të molekulave që përbëjnë këtë substancë?
2. A mund ta ndryshojmë vëllimin e një trupi pa ndryshuar numrin e molekulave në të? Si ta bëjmë atë?
3. Dihet se në kushte të njëjta, gaze të ndryshme në të njëjtin vëllim përmbajnë të njëjtin numër molekulash dhe dendësia e gazeve janë të ndryshme. Si mund të shpjegohet mospërputhja në densitetin e gazeve?
4. Llogaritni afërsisht sa molekula mund të vendosen përgjatë një segmenti 0,5 mm. Konsideroni diametrin e një molekule të jetë 0.0000000001 m.
5. Dihet se Galaktika jonë rruga e Qumështit përmban rreth 9 miliardë yje. Sa herë është numri i molekulave në 1 cm 3 ajër, i barabartë (në kushte normale) 3 10 10, më i madh se numri i treguar i yjeve?
6*. Zona e filmit që një pikë vaji me vëllim 0,005 mm 3 formon në sipërfaqen e ujit nuk mund të kalojë 50 cm 2. Çfarë përfundimi për madhësinë e molekulave të naftës rrjedh nga ky fakt?

• Detyra eksperimentale

1. Shkrihet një kokërr bojë në ujë të derdhur në një enë transparente. Hidhni pak ujë me ngjyrë në një enë tjetër dhe shtoni ujë të pastër. Krahasoni ngjyrën e tretësirës në enën e parë dhe të dytë. Në mënyrë të ngjashme, holloni tretësirën disa herë të tjera. Krahasoni ngjyrën e tretësirës së fundit me ujin e pastër. Shpjegoni rezultatin.

2. Bëni modele të dy molekulave të ujit nga plastelinë me ngjyrë. Hartoni modele të molekulave të hidrogjenit dhe oksigjenit nga këto modele.

• Fizika dhe teknologjia në Ukrainë

Georgy Vyacheslavovich Kurdyumov (1902-1996)- një fizikan i shquar i metaleve, profesor, akademik i akademive të shkencave ruse dhe ukrainase. Për një kohë të gjatë ai punoi në Dnepropetrovsk dhe Kiev, ku krijoi moderne shkollat ​​shkencore mbi studimin e fizikës së metaleve dhe lidhjeve.

Rezultatet më të rëndësishme të tij veprimtaria shkencore Nga pikëpamja praktike, ishte krijimi i bazave shkencore për trajtimin termik të metaleve - mjetet e forcimit të konsiderueshëm të çeliqeve - dhe krijimi i materialeve të reja me veti unike.

Akademiku Kurdyumov është gjithashtu i njohur për studimet e tij themelore të strukturës kristalore të çeliqeve dhe zbulimin e të ashtuquajturit "efekti Kurdyumov".

Presidiumi i Akademisë Kombëtare të Arteve të Ukrainës ua prezantoi çmimin. G. V. Kurdyumova.

Fizika. Klasa 7: Libër mësuesi / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X .: Shtëpia botuese "Ranok", 2007. - 192 f.: ill.

Përmbajtja e mësimit përmbledhja e mësimit dhe mbështetja e prezantimit të mësimit në kuadër të teknologjive ndërvepruese që përshpejtojnë metodat e mësimdhënies Praktikoni kuize, testimi i detyrave dhe ushtrimeve në internet, punëtori për detyra shtëpie dhe pyetje trajnimi për diskutimet në klasë Ilustrime materiale video dhe audio foto, foto grafika, tabela, skema komike, shëmbëlltyra, thënie, fjalëkryqe, anekdota, shaka, citate Shtesa abstrakte mashtruese patate të skuqura për artikuj kureshtarë (MAN) literaturë fjalori kryesor dhe plotësues i termave Përmirësimi i teksteve dhe mësimeve korrigjimi i gabimeve në tekstin shkollor duke zëvendësuar njohuritë e vjetruara me të reja Vetëm për mësuesit planet kalendarike programet mësimore udhëzime

Substancat filluan të studiohen në mënyrë aktive nga Lomonosov. Shkencëtari rus ishte i pari që aplikoi një teori në kimi, thelbi i së cilës u reduktua në disa dispozita.

1. Të gjitha substancat përfshijnë "korpuskula" në përbërjen e tyre. Ky term Lomonosov e quajti molekula.
2. Korpuskulat përbëhen nga "elemente". Lomonosov e përdori këtë term për të përcaktuar atomet.
3. Të gjitha grimcat (si atomet ashtu edhe molekulat) lëvizin vazhdimisht. Gjendja termike i të gjithë trupave është rezultat i lëvizjes së grimcave të tyre përbërëse.
4. Atomet identike përbëjnë molekula në atome të ndryshme - molekula në substanca komplekse.

Doktrina atomiste u zbatua më pas nga Dalton. Baza e teorisë së shkencëtarit anglez, që karakterizon strukturën e materies, përsërit teorinë e Lomonosov. Megjithatë, Dalton e zhvilloi atë disi. Shkencëtari anglez u përpoq të përcaktojë masat atomike të elementeve të njohura në atë kohë. Megjithatë, Dalton mohoi të ketë substanca të thjeshta molekula, duke argumentuar se një substancë e thjeshtë përmban vetëm atome. Ndërsa elementet komplekse përfshijnë “atomet komplekse”.

Doktrina e strukturës atomike dhe molekulare të substancave u krijua përfundimisht vetëm nga mesi i shekullit të 19-të.

Një molekulë është grimca më e vogël e një lënde. Ka të gjitha vetitë kimike të elementit. Një atom është grimca më e vogël e përfshirë në molekulat e substancave komplekse dhe të thjeshta. Përbërja e një atomi përcakton vetitë kimike të elementeve. Sipas kësaj dispozite, përkufizim modern grimca më e vogël. Kështu, një atom është një grimcë elektrike neutrale. Ai përbëhet nga një bërthamë e ngarkuar pozitivisht dhe elektrone të ngarkuar negativisht.

Në përputhje me konceptet moderne, molekulat përbëjnë trupa avullorë dhe të gaztë. Në trupat e ngurtë, grimcat (molekulat) më të vogla janë të pranishme me kusht që të ketë një rrjetë kristalore, e cila, nga ana tjetër,

Ka disa mësime bazë.

Teoria që shpjegon strukturën e materies tregon praninë e boshllëqeve të caktuara midis grimcave. Dimensionet e këtyre distancave varen nga temperatura dhe objekti. Boshllëqet më të mëdha ndërmjet molekulave vërehen në trupat e gaztë. Kjo bën që gazrat të kompresohen lehtësisht. Distanca midis molekulave në lëngje është shumë më e vogël, kështu që ato janë më të vështira për t'u ngjeshur. Lëndët e ngurta janë praktikisht të pakompresueshme për faktin se boshllëqet midis grimcave janë të vogla.

Molekulat janë vazhdimisht në lëvizje. Sa më e lartë aq më e lartë është shpejtësia. Midis grimcave ekzistojnë forca të zmbrapsjes dhe tërheqjes së ndërsjellë.

Një lloj atomi është i ndryshëm nga tjetri në vetitë dhe masën.

Substancat e strukturës molekulare në formë të ngurtë kanë nyje grila kristali që përfshijnë molekula. Lidhjet midis grimcave janë të dobëta dhe prishen kur nxehen. Prandaj, trupa të tillë kanë pika të ulëta shkrirjeje.

Trupat mund të kenë një strukturë të ndryshme. Substancat mund të përbëhen nga atome dhe grimca të tjera që përbëjnë nyjet e rrjetave kristalore (për shembull, në hekur, metale të tjera). Ka lidhje shumë të forta midis këtyre grimcave. Duhet shumë energji për t'i shkatërruar ato. Kjo strukturë e materies sugjeron temperaturë të lartë shkrirja.

Shumë dukuri shpjegohen në bazë të doktrinës. Për shembull, difuzioni. bazohet në aftësinë e grimcave, molekulave, atomeve për të depërtuar në boshllëqet e pranishme midis atomeve ose molekulave në një substancë tjetër. Kjo, nga ana tjetër, është e mundur për shkak të lëvizje të vazhdueshme grimcat që përbëjnë trupin.