Урок № 44

  Основні положення молекулярно-кінетичної теорії.  Рух і взаємодія молекул

Словник: 
Броунівський рух  -  тепловий  рух, завислих у рідині або  газі  частинок.

Вивчення нового матеріалу

    Молекулярно-кінетична теорія  (МКТ)  —  теорія,  що  розглядає  будову  речовини з точки зору трьох основних положень
1. Усі  речовини  складаються  з  частинок  —  атомів,  молекул,  йонів, тобто мають дискретну будову; між частинками є проміжки (мал).
2. Частинки речовини перебувають у невпинному безладному (хаотич­ному) русі; такий рух називають тепловим.
3. Частинки взаємодіють одна з одною (притягуються і відштовхуються).

Згадаємо означення основних структурних одиниць речовини.
   
    Атом — найменша частинка, яка є носієм властивостей хімічного елемента.Кожному хімічному  елементу  відповідає  певний  атом,  який  позначають символом елемента (атом Гідрогену Н, атом Карбону С, атом Урану U).
   Атом  має  складну  структуру  та  являє  собою  ядро,  оточене  хмарою електронів. Кількість електронів в атомі дорівнює кількості протонів у його  ядрі. Заряд електрона за  модулем  дорівнює  заряду  протона, тому  атом є електрично нейтральним. Об’єднуючись, атоми утворюють молекули.

    Основні положення молекулярно-кінетичної теорії (МКТ) будови речовини сформульовані на основі узагальнення експериментальних спостережень. Розглянемо деякі з них.
 Розміри  атомів  і  молекул надзвичайно малі, їх неможливо   розрізнити навіть за допомогою найсильніших оптичних мікроскопів. Уперше вдалося побачити окремі молекули і групи атомів за допомогою електронного мікроскопа.

     
     На фотографії добре видно дискретну структуру речовини: чітко розрізняється  безліч окремих частинок, розділених проміжками. Знаючи, з яким збільшенням отримано фотографію, можна визначити, лінійні розміри атомів і молекул.
     Розглянемо один з найпростіших способів, що дають змогу оцінити розміри молекул.
     Розчинимо 0,5 см3 стеаринової кислоти в 1 л бензолу і    за допомогою піпетки помістимо одну краплину на поверхню дистильовано  води. Краплина розтікається, а бензол випаровується і на поверхні води утворюється надзвичайно тонкий шар стеаринової кислоти, товщина якого дорівнює  діаметру однієї молекули. Визначивши товщину шару, можна приблизно оцінити і розмір молекули стеаринової кислоти: її діаметр, як показали розрахунки, дорівнює 2 нм

      У світі атомів і молекул це справжні гіганти. Молекули переважної більшості речовин мають значно менші розміри. Наприклад, діаметр молекули Оксигену приблизно дорівнює 0,3 нм, молекули води - 0,26 нм. Найменша молекула у природі молекула Гідрогену, її діаметр 0,12 нм. Найбільшими   є молекули органічних сполук і полімерів, які складаються з кількох тисяч атомів. Довжина однієї з таких гігантських молекул альбуміну становить 43 нм.

Броунівський рух. 
     Безпосередньо спостерігати рух окремих атомів або молекул неможливо, але існує багато явищ, які побічно, але не менш переконливо свідчать про рух молекул.
    Уперше таке явище спостерігав у 1827 р. англійський ботанік Роберт Броун (1773-1858). Учений, розглядаючи в мікроскоп спори рослин, які плавають у воді, побачив, що   вони безперервно рухаються по ламаних зигзагоподібних траєкторіях. Такий самий рух частинок можна спостерігати, якщо у воді розмішати трохи фарби або якщо в повітрі є тверді частинки диму. Маса і розміри цих частинок у тисячі разів більші за розміри молекул. Їх назвали броунівськими частинками
     Спостереження показують, що броунівські частинки здійснюють безперервний рух, такий, що ніколи не припиняється, безладний рух, що отримав назву броунівський рух.
     Броунівський рух  є тепловим рухом, завислих у рідині або  газі  частинок.

 



















     
      Уважно спостерігаючи рух броунівських частинок, створюється враження, що вони рухаються під дією ударів якихось невидимих оку частинок речовини. Молекули самої рідини або газу, які безперервно бомбардують броунівську частинку з усіх боків одночасно (мал.) Якщо число ударів з  одного боку більше, ніж з іншого, то броунівська частинка починає рухатися в один бік,  якщо за цим слідує поштовх з іншого боку, напрямок руху частинки змінюється. Так пояснюється хаотичність руху броунівських частинок. Це доводить безладність руху молекул рідини й газу. 
   Молекулярно-кінетичну теорію броунівського руху створив у 1905 р. Альберт Ейнштейн.

Запитання для перевірки
1. Назвіть явища, які підтверджуюють, що:
а) молекули існують;
б) молекули рухаються;
в) між молекулами діють сили притягання і відштовхування;
г) між молекулами є проміжки.
2. Назвіть основні положення МКТ.
3. Із яких частинок складається молекула?
4. Яку будову має атом?
5. Перелічіть відомі вам прямі та непрямі докази існування  атомів  і  молекул.