物質(zhì)是由大量分子組成的

物質(zhì)是由大量分子組成的第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六潺潺的流水、清新的空氣、巍峨的高山、生動活潑的動植物世界，以及人類自身和伴隨人類文明而產(chǎn)生的形形色色的事物，乃至大地、太陽、星空，宇宙萬物為什么都稱為“物質(zhì)”，又為什么如此復(fù)雜多變？大千世界究竟是由什么組成的？第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六亞里士多德四種非物質(zhì)性質(zhì)的元素－冷、熱、濕和干，兩兩結(jié)合便能組建世間萬物的物質(zhì)元素。干和冷產(chǎn)生土、干和熱產(chǎn)生火、濕和冷生成水、濕和熱形成空氣。地上的物體就是由水、火、土、氣四種元素組成，而上天是由第五種元素“以太”構(gòu)成。第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六煉金術(shù)積累了大量的物質(zhì)轉(zhuǎn)變的事實(shí)。同時(shí)17世紀(jì)的人們已經(jīng)清楚地知道，水銀、鉛、硫、金、銻等是不能再分的“基本物質(zhì)”。于是，煉金術(shù)被判了死刑，而一門新科學(xué)（化學(xué)）走向黎明。亞里士多德打破了具體物質(zhì)之間的界限，認(rèn)為物質(zhì)是可以互相轉(zhuǎn)化的。第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六玻意爾（英國化學(xué)家）《懷疑的化學(xué)家》元素指的是某些確定的、初始的、單純的和完全未混合的物體，這些物體不是由任何其它的物體組成的，而是作為配料來構(gòu)成一切混合物體，并且最終混合物可以分解為它們。第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六門捷列夫（俄）發(fā)現(xiàn)了元素性質(zhì)隨原子量規(guī)則變化的元素周期律。這一規(guī)律為人們尋找和發(fā)現(xiàn)新元素指明了方向。第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六莊子（春秋）一尺長的木棍，用刀斧每天劈它的一半，那么這根棍永遠(yuǎn)也劈不完。墨子（春秋）這種事情不會發(fā)生，因?yàn)榭傆幸惶煸僖矡o法將剩下的木頭分開。這就是“端”－組成物質(zhì)的最小微粒。第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六原子、分子和離子物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)越來越清晰地展現(xiàn)在人們眼前：實(shí)物物質(zhì)是由分子、離子或者原子直接組成。而原子也還是可以再分?，F(xiàn)在仍然沒有人能斷言是否已經(jīng)找到這個世界的“端”。構(gòu)成物質(zhì)的微粒：原子、離子或分子等等，這些微粒在熱現(xiàn)象中統(tǒng)稱為分子。第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六假定你是100萬年前某棵大樹中的一個碳原子。大樹死亡后你被塵土埋沒，于是不知不覺地參與了地質(zhì)變遷的滄海桑田。你的伙伴－水分子以及其它一些鄰居都一個個離你而去，直到一天發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)呆在煤藏中。21世紀(jì)的某一天，你被機(jī)器挖了出來然后被丟進(jìn)了熾熱的火爐···當(dāng)你從烈焰中清醒過來時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己多了一對翅膀－那是兩個氧原子，你已經(jīng)變成了CO2飛上了天空。自由的日子沒有多少，你又在光合作用中進(jìn)入了一棵小草，翅膀沒了，但卻住進(jìn)了糖分子大廈中的一間小屋。好景不長，一頭母牛連草帶你一同吞進(jìn)了肚中，經(jīng)過好幾個胃的嚴(yán)格訓(xùn)練，你終于成了牛的一分子。但經(jīng)過幾天，你發(fā)現(xiàn)自己呆在盤子里，一個長相奇怪的家伙手持刀叉木棍，不由分說地將你送進(jìn)了他的大嘴。經(jīng)過千辛萬苦，你有幸稱為地球上最高等生物的一部分，誰知道呢？也許你正高高在上，呆在腦細(xì)胞中對千軍萬馬發(fā)號施令呢！···接下去的故事你可以繼續(xù)，可能性太多了，但有一點(diǎn)：你始終是你，碳原子始終是碳原子。第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六如果在一場災(zāi)難中，一切人類文明都將毀于一旦，而留給下一代智慧生命的只能有一句話，那么怎樣的陳述能夠用最少的語言表達(dá)最豐富的信息？我相信，那就是分子假說---一切物質(zhì)都是由運(yùn)動不止的分子組成的，當(dāng)它們稍稍遠(yuǎn)離時(shí)，就會彼此吸引，而過于靠近時(shí)，則將互相排斥。

－R.P.費(fèi)曼（美）第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六一、物質(zhì)是由大量分子組成的1、構(gòu)成物質(zhì)的微粒：原子、離子或分子等等，這些微粒在熱現(xiàn)象中統(tǒng)稱為分子。2、分子直徑的數(shù)量級：如：最小的原子是氮原子，直徑約是它的1.06倍，最大的原子銫原子直徑約為它的5.4倍，水分子的直徑約是它的4倍。第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六早期用油膜法測定分子的大小，為我們提供了一種探索微觀世界的思路：利用宏觀量的測定（單分子油膜的體積V和面積S），求出微觀量（分子直徑d）。VSd3、一種粗略測量分子直徑的方法：油膜法第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六4、阿伏加德羅常數(shù)：1moL的任何物質(zhì)中含有相同的分子數(shù)目，這個常數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)，用字母NA表示。說明：這個常數(shù)是宏觀量與微觀量之間聯(lián)系的橋梁。第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六5．阿伏加德羅常數(shù)是一個重要常數(shù)，是聯(lián)系微現(xiàn)物理量和宏觀物理量的橋梁：計(jì)算分子質(zhì)量計(jì)算分子體積計(jì)算物質(zhì)所含分子個數(shù)分子間有空隙第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六例1、求解10g水中所含的水分子數(shù)目？例2、知已水的密度是ρ=1.0g/cm3，求解一個分子體積大約是多少？第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六例3將1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3油酸酒精溶液。已知1cm3此溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴到水面上。隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一單分子薄層，已測出這一薄層的面積為0.2m2

由此估算油酸分子的直徑。第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六一滴油酸酒精所含油酸的體積為：每個油酸分子的直徑第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六所有油酸酒精所含油酸在水面的面積為：每個油酸分子的直徑第21頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六例4