一、分子及其热运动

第一章分子动理论内能 第一节分子及其热运动 引入 初中学过的有关分子运动的内容中 我们已知道物体是由大量分子组成的 在热学中由于原子 离子 或分子做热运动时遵从相同的规律 所以统称为分子 一 分子的大小 组成物质的分子是很小的 不但用肉眼不能直接看到它们 就是用光学显微镜也看不到它们 那怎么才能看到分子呢 扫描隧道显微镜 用扫描隧道显微镜 能放大几亿倍 我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的排布图 图中的每个亮斑都是一个碳原子 扫描隧道显微镜 石墨表面原子的排布图 分子到底有多大 用什么方法才能测出分子的大小 同学们先思考一个问题 如何测出一粒小米的直径 一定量的小米 若把小米看成球形的 测出小米的直径 怎样才能知道分子的大小呢 思考 我们能否利用测小米直径的方法来测分子的直径呢 分子的结构模型 球型模型 固体 液体中分子间距较小 可认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体 怎样才能知道分子的大小呢 思考1 分子形状 思考2 构成物质分子排列情况 把分子看成球形 分子一个紧挨一个整齐排列 思考3 确定分子大小的方法 归纳方法 以油酸分子为例 先测出油酸的体积 然后将这些油酸全部滴到水面上 油酸散开形成单分子层 测出油层面积 若把分子看成球形 单分子油膜的厚度可以认为等于油分子的直径 d 学生实验 分子大小的估测 单分子油膜法 测定油酸的体积 具体步骤如下 1 配制油酸酒精溶液 取油酸1ml 注入400ml的容量瓶中 然后向容量瓶中注入酒精 直到液面达到400ml刻度线为止 摇动容量瓶 使油酸充分在酒精中溶解 这样就得到了1ml含1 400ml纯油酸的油酸酒精溶液2 计算每滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积 用注射器作滴管 向小量筒内数数滴入1ml油酸酒精溶液 1ml约240滴左右 每滴酒精油酸含油酸体积为 测定油酸的面积 3 在水槽中倒入约2cm深的水 水面完全稳定后均匀的撒上痱子粉 4 等粉完全静止后开始滴一滴酒精油酸溶液 过几分钟后油酸薄膜的形状趋于稳定 油散开形成单分子层 测出油层面积 5 把玻璃板盖在水槽上 用彩笔把油酸薄膜的形状勾勒在玻璃板上 每格面积为1cm2 6 算出油酸薄膜的面积S 用四舍五入的方法统计有多少个1cm2的面积 7 根据每一滴油酸的体积 和薄膜的面积 即可算出油酸膜的厚度d 即油酸分子的大小 注意事项 1 实验前应检查圆盘是否干净 如果有油渍则导致实验无法完成 2 圆盘中的水应保持稳定状态 最好静置一段时间 痱子粉均匀撒在水面上 3 向水面滴酒精油酸溶液时 针尖应竖直 靠近水面 如果离水面太高 可能无法形成油膜 最好在1cm左右 滴酒精油酸溶液时要注意控制好 只滴1滴 4 计算油膜面积时 以方格的数目来计算 边长1cm 不足半个的舍去 多于半个的算1个 这种方法是一种估测法 测定分子直径的方法还很多 但无论哪一种方法测出的分子直径的数量级都是相同的 都为10 10m 在用油膜法测定分子的直径时 实际上做了理想化处理 请问 有哪些地方做了理想化处理 把分子看成球形 答 把油滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层 油分子一个紧挨一个整齐排列 通过前面的学习我们知道了 认识分子 1 分子很小 一般分子直径的数量级为 10 10m2 直径测量 扫描隧道显微镜单分子油膜法3 分子的模型 把分子看成球形模型 可见分子是非常非常小的 因此宏观物体是由大量分子组成的 个头 之小 数量之大 回忆化学中学过的1摩尔任何物质含有的微粒数相同 这个数是多大 二 阿伏加德罗常数 回忆化学中学过的阿伏加德罗常数 结合已有知识再认识 阿伏加德罗常数是一个基本常数 它是联系微观和宏观的桥梁 1mol的任何物质都含有相同的粒子数 这个数就叫阿伏加德罗常数 NA 6 0221367 1023mol 1 课堂小结 1 分子很小单分子油膜法 一般分子直径的数量级为10 10m 2 分子很轻 一 物质是由大量分子组成的 3 分子很多 4 构建了分子的球形模型 二 1mol的任何物质都含有相同的