原創(chuàng)精品課件：11分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)(講述式)

1、第第1 1章章 分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論 第第1節(jié)節(jié) 分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)各種各樣的物質(zhì)各種各樣的物質(zhì)各種物質(zhì)是由什么組成的？各種物質(zhì)是由什么組成的？物質(zhì)是由大量分子組成的物質(zhì)是由大量分子組成的 兩千多年前，古希臘的著名思想家德謨克利特說：兩千多年前，古希臘的著名思想家德謨克利特說：萬物都是由極小的微粒組成的萬物都是由極小的微粒組成的. . 科學(xué)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，這種猜想已被證實(shí)科學(xué)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，這種猜想已被證實(shí). .構(gòu)成構(gòu)成物質(zhì)的單元多種多樣，如：原子、離子和分子等，物質(zhì)的單元多種多樣，如：原子、離子和分子等，熱學(xué)中統(tǒng)稱為分子熱學(xué)中統(tǒng)稱為分子. . 物質(zhì)是由大量分子組成的物質(zhì)

2、是由大量分子組成的. .掃描隧道顯微鏡拍攝的石掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子排布圖墨表面原子排布圖圖中每一個(gè)亮斑都是一個(gè)圖中每一個(gè)亮斑都是一個(gè)碳原子碳原子掃描隧道顯微鏡掃描隧道顯微鏡1.1.分子的大小分子的大小一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成放大上億倍的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)模型放大上億倍的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)模型1.1.分子的大小分子的大小一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成利用納米技術(shù)把鐵原子排成利用納米技術(shù)把鐵原子排成“師師”字字 單分子油膜法粗測分子直徑的原理，類似于取一定量的小米，測出它的體積V，然后把它平攤在桌面上,上下不重疊，一粒緊挨一粒，量出這些米粒占據(jù)桌面的面積S，從

3、而計(jì)算出米粒的直徑. SVd 水水油酸分子油酸分子d d如何得知油酸體積？如何得知油酸體積？如何得知油膜面積？如何得知油膜面積？2.2.單分子油膜法單分子油膜法一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成2.2.單分子油膜法單分子油膜法一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成2.2.單分子油膜法單分子油膜法一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成用單分子油膜法測得分子直徑的數(shù)量級為利用現(xiàn)代技術(shù)，使用不同的方法測出的分子大小并不完全相同，但數(shù)量級是一樣的，均為 m1010m1010注意：除一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，一般分子的直徑數(shù)量級為上面數(shù)值，以后無特別說明，我們就以上面數(shù)值作為分子直徑

4、的數(shù)量級2.2.單分子油膜法單分子油膜法一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成1.在做在做 “用油膜法估測分子的大小用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，中，104 mL油酸酒精溶液中有純油酸油酸酒精溶液中有純油酸6 mL.用注射器測得用注射器測得1 mL上述溶液中有上述溶液中有50滴把滴把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺待油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，然后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀然后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如下圖所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格如下圖所示，坐標(biāo)紙中正方形

5、小方格的邊長為的邊長為20 mm.(1)油膜的面積是多少？油膜的面積是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？體積是多少？(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑徑(1)面積為油膜輪廓范圍內(nèi)的面積為油膜輪廓范圍內(nèi)的格子數(shù)乘以一個(gè)格子的面積，格子數(shù)乘以一個(gè)格子的面積，即即S58(0.02)2 m22.32102 m21130416=mL 1.2 10m50 10VVn濃度即油膜的厚度即油膜的厚度1005.210mVdS1阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)NA：1摩爾（摩爾（mol）任何物質(zhì)所含的）任何物質(zhì)所含的微粒數(shù)叫做阿

6、伏加德羅常數(shù)微粒數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù).123mol1002.6AN2阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁 3.阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)NA一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成1.固體或者液體分子的估算方法：固體或者液體分子的估算方法：對固體或液體來說，分子間隙數(shù)量級遠(yuǎn)小于分子大小的數(shù)量級，所以對固體或液體來說，分子間隙數(shù)量級遠(yuǎn)小于分子大小的數(shù)量級，所以可以近似認(rèn)為分子緊密排列，據(jù)這一理想化模型，可以近似認(rèn)為分子緊密排列，據(jù)這一理想化模型，1mol任何固體或任何固體或液體都含有液體都含有NA個(gè)分子，其摩爾體積個(gè)分子，其摩爾體積Nmo

7、l可以認(rèn)為是可以認(rèn)為是NA個(gè)分子體積的個(gè)分子體積的總和總和.m o lm o lAAVMVNN如果把分子簡化成球體，可進(jìn)一步求出分子的直徑如果把分子簡化成球體，可進(jìn)一步求出分子的直徑d36Vd3.阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)NA一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成2.氣體分子間平均距離的估算：氣體分子間平均距離的估算：氣體分子間的間隙不能忽略，設(shè)想氣體分子平均分布，且每個(gè)氣體分子氣體分子間的間隙不能忽略，設(shè)想氣體分子平均分布，且每個(gè)氣體分子平均占有的空間設(shè)想成一個(gè)小立方體，據(jù)這一微觀模型，氣體分子間的平均占有的空間設(shè)想成一個(gè)小立方體，據(jù)這一微觀模型，氣體分子間的距離就等于小立方體的邊長

8、距離就等于小立方體的邊長L，即：（，即：（ L并非分子的直徑）并非分子的直徑）.L LL LL L3.阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)NA一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成3.物質(zhì)分子所含分子數(shù)的估算：物質(zhì)分子所含分子數(shù)的估算：關(guān)鍵為求出分子的摩爾數(shù)，便可以利用阿佛加德羅常數(shù)求出關(guān)鍵為求出分子的摩爾數(shù)，便可以利用阿佛加德羅常數(shù)求出含有的分子數(shù)含有的分子數(shù)m o lAAAAm o lm o lm o lMVMnnNNNNMVV分3.阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)NA一、物體由大量分子組成一、物體由大量分子組成2.已知水的摩爾質(zhì)量是已知水的摩爾質(zhì)量是1.810-2kg/mol，水的密度是，水的

9、密度是1103kg/m3，求水分子的體積（已知，求水分子的體積（已知NA=6.01023mol-1）.233293231.810kg/ m ol110kg/ m310m610/ m olAAMVVNN摩摩水摩爾體積MV摩摩演示實(shí)驗(yàn)一演示實(shí)驗(yàn)一結(jié)論：結(jié)論：氣體分子在不停氣體分子在不停地運(yùn)動(dòng)地運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)1.擴(kuò)散現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象結(jié)論：結(jié)論：液體分子在液體分子在不停地運(yùn)動(dòng)不停地運(yùn)動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)二 剛剛開開始始 五五天天后后 十十天天后后 三三十十天天后后二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)1.擴(kuò)散現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象結(jié)論：結(jié)論：固體分子在固

10、體分子在不停地運(yùn)動(dòng)不停地運(yùn)動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)三二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)1.擴(kuò)散現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)1.擴(kuò)散現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象結(jié)論：結(jié)論：溫度越溫度越高，分子高，分子運(yùn)動(dòng)越劇運(yùn)動(dòng)越劇烈。烈。歸納歸納 固體、液體、氣體都存在這樣的現(xiàn)象：固體、液體、氣體都存在這樣的現(xiàn)象：不同的物質(zhì)互相接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象，不同的物質(zhì)互相接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象，物理上把這種現(xiàn)象叫做擴(kuò)散現(xiàn)象物理上把這種現(xiàn)象叫做擴(kuò)散現(xiàn)象. . 思考：擴(kuò)散現(xiàn)象說明了什么？思考：擴(kuò)散現(xiàn)象說明了什么？ 結(jié)論一：一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)

11、結(jié)論一：一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng) 結(jié)論二：溫度越高，分子的運(yùn)動(dòng)越劇烈結(jié)論二：溫度越高，分子的運(yùn)動(dòng)越劇烈問題問題1.顆粒運(yùn)動(dòng)是否有規(guī)律可循？顆粒運(yùn)動(dòng)是否有規(guī)律可循？問題問題2.大顆粒與小顆粒的運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別？大顆粒與小顆粒的運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別？二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)2.布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)2.布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)觀察到的現(xiàn)象：觀察到的現(xiàn)象：微粒在做微粒在做 _； 布布 朗朗 運(yùn)運(yùn) 動(dòng)動(dòng) ：_懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)三顆微粒每隔30秒位置的連線圖微粒越小微粒越小, ,運(yùn)動(dòng)越運(yùn)動(dòng)越_.

12、_.溫度越高溫度越高, ,運(yùn)動(dòng)越運(yùn)動(dòng)越_._. 無規(guī)則運(yùn)動(dòng)無規(guī)則運(yùn)動(dòng)明顯明顯二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)2.布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)明顯明顯二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)2.布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)顆粒小顆粒小溫度高溫度高瞬間與微粒撞擊的分子數(shù)瞬間與微粒撞擊的分子數(shù)越少越少撞擊作用的的撞擊作用的的不平衡性越明顯不平衡性越明顯液體分子運(yùn)動(dòng)越液體分子運(yùn)動(dòng)越激烈激烈布朗運(yùn)動(dòng)越布朗運(yùn)動(dòng)越明顯明顯對布朗微粒對布朗微粒撞擊頻率撞擊頻率和和強(qiáng)度越高強(qiáng)度越高二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)二、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)2.布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)總結(jié)總結(jié)1擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)

13、都隨溫度的升高而越明顯表明分子擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都隨溫度的升高而越明顯表明分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)2熱運(yùn)動(dòng)：分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)：分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)溫度越高，分子溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈的熱運(yùn)動(dòng)越激烈 3.關(guān)于分子的熱運(yùn)動(dòng)，以下敘述正關(guān)于分子的熱運(yùn)動(dòng)，以下敘述正確的是（確的是（ ）A布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)B布朗運(yùn)動(dòng)是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，同種物質(zhì)的分子的熱運(yùn)動(dòng)激烈程度同種物質(zhì)的分子的熱運(yùn)動(dòng)激烈程度相同相同C氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)不一定比液氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)不一定比液體分子激烈體分子激烈D物體運(yùn)動(dòng)的速度越大

14、，其內(nèi)部物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，其內(nèi)部的分子熱運(yùn)動(dòng)就越激烈的分子熱運(yùn)動(dòng)就越激烈 物體的宏觀運(yùn)動(dòng)、速度物體的宏觀運(yùn)動(dòng)、速度大小與微觀分子的熱運(yùn)大小與微觀分子的熱運(yùn)動(dòng)無關(guān)動(dòng)無關(guān)C是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)溫度越高分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)溫度越高分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈，與物質(zhì)種類無關(guān)越激烈，與物質(zhì)種類無關(guān)分子之間有空隙三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力分子之間有引力三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力引力作用引力作用把兩塊純凈的鉛壓緊把兩塊純凈的鉛壓緊. .兩塊鉛就兩塊鉛就合在一起合在一起. .向上拉動(dòng)玻璃板的力大于玻璃向上拉動(dòng)玻璃板的力大于玻璃板的重力。板的重力。壓縮物

15、體要用力壓縮物體要用力. .斥力作用斥力作用固體和液體的體積很難被壓縮固體和液體的體積很難被壓縮結(jié)論：分子之間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力引力和斥結(jié)論：分子之間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力引力和斥力的合力稱為分子力力的合力稱為分子力三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力FF斥斥F引引0r縱軸表示分子間的作用力縱軸表示分子間的作用力正值表示正值表示F斥斥橫軸表示分子間的距離橫軸表示分子間的距離負(fù)值表示負(fù)值表示F引引三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力FF斥斥F引引F分分r00rF斥斥= F引引F斥斥 F引引F斥

16、斥 F引引三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力分子間的作用力分子間的作用力有時(shí)表現(xiàn)為引力有時(shí)表現(xiàn)為引力分子間的作用力分子間的作用力有時(shí)表現(xiàn)為斥力有時(shí)表現(xiàn)為斥力三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力F引引F引引F斥斥F斥斥r0（1）當(dāng)）當(dāng)r=r0=10-10m時(shí)，時(shí)，F(xiàn)引引F斥斥，分子力，分子力F分分0，處于，處于平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力F引引F引引F斥斥F斥斥rr0(2)當(dāng)當(dāng)rr0時(shí)，隨時(shí)，隨r的減小，的減小，F(xiàn)引引、F斥斥都增大，都增大，F(xiàn)斥斥比比F引引增大得快，增大

17、得快，F(xiàn)斥斥F引引，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力表現(xiàn)為斥力，r減小，分子力增大減小，分子力增大三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力F引引F引引F斥斥rr0F斥斥(3)當(dāng)當(dāng)rr0時(shí)，隨時(shí)，隨r 的增加，的增加，F(xiàn)引引、F斥斥都減小，都減小，F(xiàn)斥斥比比F引引減小得減小得快，快，F(xiàn)斥斥F引引，分子力表現(xiàn)為引力，分子力表現(xiàn)為引力三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力（4）當(dāng)）當(dāng)r10r0時(shí)，分子力等于時(shí)，分子力等于0，分子力是短程力，分子力是短程力.三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力F引引、F斥斥都增大都增大, F分分(表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為引力)先增大到某一值然

18、后先增大到某一值然后減小到零減小到零, 再反向增大再反向增大(表現(xiàn)為斥力表現(xiàn)為斥力).結(jié)論結(jié)論: :當(dāng)當(dāng)r逐漸減小時(shí)逐漸減小時(shí)三、分子間存在著相互作用力三、分子間存在著相互作用力4.有兩個(gè)分子，設(shè)想它們之間相隔有兩個(gè)分子，設(shè)想它們之間相隔10倍直徑以倍直徑以上的距離，逐漸被壓縮到不能再靠近的距離，上的距離，逐漸被壓縮到不能再靠近的距離，在這過程中，下面關(guān)于分子力變化的說法正確在這過程中，下面關(guān)于分子力變化的說法正確的是的是( )A.分子間的斥力增大，引力變小分子間的斥力增大，引力變小B.分子間的斥力變小，引力變大分子間的斥力變小，引力變大C.分子間的斥力和引力都變大，但斥力比引力分子間的斥力和

19、引力都變大，但斥力比引力變化快變化快D.分子力從零逐漸變大到某一數(shù)值后，逐漸減分子力從零逐漸變大到某一數(shù)值后，逐漸減小到零，然后又從零逐漸增大到某一數(shù)值小到零，然后又從零逐漸增大到某一數(shù)值.CDrF斥斥F引引F分分F解析：根據(jù)圖象的解析：根據(jù)圖象的規(guī)律對比答案就可規(guī)律對比答案就可選出正確答案選出正確答案 物質(zhì)由大量分子組成物質(zhì)由大量分子組成 分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 分子間存在著相互作用力分子間存在著相互作用力四、分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)四、分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)練一練練一練1.假如全世界假如全世界60億人同時(shí)數(shù)億人同時(shí)數(shù)1g水的水的分子個(gè)數(shù)，每人每小時(shí)可以數(shù)分子個(gè)數(shù)，每

20、人每小時(shí)可以數(shù)5000個(gè)，不間斷地?cái)?shù)，則完成任務(wù)所需個(gè)，不間斷地?cái)?shù)，則完成任務(wù)所需時(shí)間最接近時(shí)間最接近(阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)NA取取61023 mol1)A10年年 B1千年千年C10萬年萬年 D1千萬千萬1g水含有的水分子數(shù)為水含有的水分子數(shù)為AmNNM摩60億人每年數(shù)的分子數(shù)億人每年數(shù)的分子數(shù)860 105000 24 365n 個(gè)完成任務(wù)所需時(shí)間完成任務(wù)所需時(shí)間51.3 1013Ntn年萬年練一練練一練2.若已知鐵的原子量是若已知鐵的原子量是56，鐵，鐵的密度是的密度是7.8103kg/m3，求：，求：(1)質(zhì)量是質(zhì)量是1g的鐵塊中鐵原子的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取的數(shù)目（取1位有效

21、數(shù)字）位有效數(shù)字）(2)計(jì)算出鐵原子的直徑是多計(jì)算出鐵原子的直徑是多少少m？1g鐵的物質(zhì)的量為鐵的物質(zhì)的量為1mol56其中所含的鐵原子的數(shù)目其中所含的鐵原子的數(shù)目2316 1056N 個(gè)1g鐵的體積鐵的體積mV1個(gè)鐵原子的體積個(gè)鐵原子的體積0VVn1 1個(gè)鐵原子的體積個(gè)鐵原子的體積10363 10mVd 練一練練一練3.如圖所示的是做布朗運(yùn)動(dòng)小顆粒的如圖所示的是做布朗運(yùn)動(dòng)小顆粒的運(yùn)動(dòng)路線記錄的放大圖以小顆粒在運(yùn)動(dòng)路線記錄的放大圖以小顆粒在A點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每隔點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每隔30s記下小顆粒的記下小顆粒的位置，得到位置，得到B、C、D、EF、G等點(diǎn)，等點(diǎn)，則小顆粒在第則小顆粒在第75s末時(shí)位置，以下敘述末時(shí)位置，以下敘述中正確的是中正確的是 （