Suv molekulasining diametri. Molekulyar kinetik nazariyaning asosiy tamoyillari. Molekulyar o'lchamlar - Knowledge Hipermarketi. Yechim uchun ko'rsatmalar

Ikki yoki undan ortiq atomlar birlashganda kimyoviy bog'lanishlar bir-biri bilan molekulalar paydo bo'ladi. Bu atomlar bir xil bo'ladimi yoki ular shakli va hajmi jihatidan bir-biridan butunlay farq qiladimi, muhim emas. Biz molekulalarning kattaligi nima ekanligini va u nimaga bog'liqligini aniqlaymiz.

Molekulalar nima?

Ming yillar davomida olimlar hayotning siri, u boshlanganda aniq nima sodir bo'lishi haqida o'ylashdi. Eng qadimgi madaniyatlarga ko'ra, bu dunyodagi hayot va hamma narsa tabiatning asosiy elementlari - yer, havo, shamol, suv va olovdan iborat. Biroq, vaqt o'tishi bilan ko'plab faylasuflar barcha narsalar yaratilishi yoki yo'q qilinishi mumkin bo'lmagan mayda, bo'linmas narsalardan iborat degan g'oyani ilgari sura boshladilar.

Biroq, atom nazariyasi va zamonaviy kimyo paydo bo'lgandan keyingina olimlar zarralar birgalikda olinganligi sababli hamma narsaning asosiy qurilish bloklarini keltirib chiqardi, degan fikrni ilgari sura boshladilar. Kontekstda atama shunday paydo bo'ldi zamonaviy nazariya zarralar eng kichik massa birliklarini bildiradi.

Klassik ta'rifiga ko'ra, molekula moddaning eng kichik zarrasi bo'lib, uning kimyoviy va saqlanishiga yordam beradi jismoniy xususiyatlar. U ikki yoki undan ortiq atomlardan yoki kimyoviy kuchlar ta'sirida ushlab turilgan bir xil yoki turli atomlar guruhidan iborat.

Molekulalarning o'lchamlari qanday? 5-sinf tabiat tarixi ( maktab mavzusi) faqat beradi umumiy fikr o'lcham va shakllar haqida, bu masala o'rta maktablarda kimyo darslarida batafsil o'rganiladi.

Molekulalarga misollar

Molekulalar oddiy yoki murakkab bo'lishi mumkin. Mana bir nechta misollar:

H 2 O (suv);
N 2 (azot);
O 3 (ozon);
CaO (kaltsiy oksidi);
C 6 H 12 O 6 (glyukoza).

Ikki yoki undan ortiq elementlardan tashkil topgan molekulalar birikmalar deyiladi. Shunday qilib, suv, kaltsiy oksidi va glyukoza birikmalardir. Hamma birikmalar molekulalar emas, lekin barcha molekulalar birikmalardir. Ular qanchalik katta bo'lishi mumkin? Molekulaning o'lchami qanday? Ma'lumki, atrofimizdagi deyarli hamma narsa atomlardan iborat (yorug'lik va tovushdan tashqari). Ularning umumiy og'irligi molekulaning massasi bo'ladi.

Molekulyar massa

Molekulalarning kattaligi haqida gapirganda, ko'pchilik olimlar molekulyar og'irlikdan boshlashadi. Bu unga kiritilgan barcha atomlarning umumiy og'irligi:

Ikki vodorod atomidan (har biri bitta atom massa birligiga ega) va bitta kislorod atomidan (16 atom massa birligiga ega) tashkil topgan suvning molekulyar og'irligi 18 (aniqrog'i, 18,01528) ga teng.
Glyukozaning molekulyar og'irligi 180 ga teng.
Juda uzun bo'lgan DNK molekulyar og'irligiga ega bo'lishi mumkin, bu taxminan 1010 (odamning bitta xromosomasining taxminiy og'irligi).

Nanometrlarda o'lchash

Massaga qo'shimcha ravishda biz molekulalarning nanometrlarda qanchalik katta ekanligini ham o'lchashimiz mumkin. Suv birligining diametri taxminan 0,27 Nm ni tashkil qiladi. DNK diametri 2 nm ga etadi va uzunligi bir necha metrgacha cho'zilishi mumkin. Bunday o'lchamlar bir hujayraga qanday sig'ishi mumkinligini tasavvur qilish qiyin. DNKning uzunlik va qalinlik nisbati hayratlanarli. Bu 1/100 000 000, ya'ni futbol maydonining uzunligidagi inson sochiga o'xshaydi.

Shakllar va o'lchamlar

Molekulalarning o'lchamlari qanday? Ular turli shakllar va o'lchamlari. Suv va karbonat angidrid eng kichiklari, oqsillar esa eng kattasi. Molekulalar bir-biri bilan bog'langan atomlardan tashkil topgan elementlardir. Tushunish ko'rinish molekulalar an'anaviy ravishda kimyoning bir qismidir. Bundan tashqari, ularning tushunarsiz g'alati kimyoviy xatti-harakatlar, molekulalarning muhim xususiyatlaridan biri ularning kattaligidir.

Qanchalik katta molekulalarni bilish ayniqsa foydali bo'lishi mumkin? Bu va boshqa ko'plab savollarga javob nanotexnologiyalar sohasida yordam beradi, chunki nanorobotlar va aqlli materiallar tushunchasi, albatta, molekulyar o'lchamlar va shakllarning ta'siri bilan shug'ullanadi.

Molekulalarning o'lchamlari qanday?

5-sinfda bu mavzu bo'yicha tabiat tarixi faqat beradi Umumiy ma'lumot barcha molekulalar doimiy tasodifiy harakatda bo'lgan atomlardan tashkil topganligi. O'rta maktabda siz allaqachon kimyo darsliklarida molekulalarning haqiqiy shakliga o'xshash strukturaviy formulalarni ko'rishingiz mumkin. Biroq, oddiy o'lchagich yordamida ularning uzunligini o'lchash mumkin emas va buning uchun molekulalar uch o'lchamli ob'ektlar ekanligini bilishingiz kerak. Ularning qog'ozdagi tasviri ikki o'lchovli tekislikka proyeksiyadir. Molekulaning uzunligi uning burchaklarining uzunliklari orasidagi munosabatlarga qarab o'zgaradi. Ularning uchta asosiysi bor:

Tetraedrning burchagi 109 ° ga teng, bu atomning boshqa barcha atomlar bilan barcha aloqalari bitta (faqat bitta chiziq).
Bir atom boshqa atom bilan qo'sh aloqaga ega bo'lsa, olti burchakli burchak 120 ° ga teng.
Atomda boshqa atom bilan ikkita qo'sh yoki bitta uch aloqa mavjud bo'lganda, chiziq burchagi 180 ° dir.

Haqiqiy burchaklar ko'pincha bu burchaklardan farq qiladi, chunki elektrostatik o'zaro ta'sirlarni o'z ichiga olgan bir qator turli ta'sirlarni hisobga olish kerak.

Molekulalar hajmini qanday tasavvur qilish mumkin: misollar

Molekulalarning o'lchamlari qanday? 5-sinfda bu savolga javoblar, yuqorida aytganimizdek, umumiydir. Talabalar bu birikmalarning hajmi juda kichik ekanligini bilishadi. Misol uchun, agar siz bitta qum donasidagi qum molekulasini butun qum donasiga aylantirsangiz, hosil bo'lgan massa ostida siz besh qavatli uyni yashirishingiz mumkin. Molekulalarning o'lchamlari qanday? Ilmiyroq bo'lgan qisqa javob quyidagicha.

Molekulyar massa butun moddaning massasining moddadagi molekulalar soniga nisbati yoki nisbatiga tenglashtiriladi. molyar massa Avogadro doimiysiga. O'lchov birligi kilogrammdir. O'rtacha molekulyar massa 10 -23 -10 -26 kg ni tashkil qiladi. Masalan, suvni olaylik. Uning molekulyar og'irligi 3 x 10 -26 kg bo'ladi.

Molekulyar o'lcham jozibali kuchlarga qanday ta'sir qiladi?

Molekulalar orasidagi tortishish uchun mas'ul elektromagnit kuch bo'lib, u qarama-qarshi zaryadlarni jalb qilish va shunga o'xshash zaryadlarni itarish orqali o'zini namoyon qiladi. Qarama-qarshi zaryadlar o'rtasida mavjud bo'lgan elektrostatik kuch atomlar va molekulalar orasidagi o'zaro ta'sirlarda hukmronlik qiladi. Gravitatsion kuch bu holatda juda kichik bo'lib, uni e'tiborsiz qoldirish mumkin.

Bunda molekulaning o'lchami molekula elektronlarini taqsimlash jarayonida yuzaga keladigan tasodifiy buzilishlarning elektron buluti orqali tortishish kuchiga ta'sir qiladi. Faqat zaif van-der-Vaals o'zaro ta'sirini yoki dispersiya kuchlarini ko'rsatadigan qutbsiz zarralar holatida molekulalarning o'lchami ko'rsatilgan molekulani o'rab turgan elektron bulutining hajmiga bevosita ta'sir qiladi. U qanchalik katta bo'lsa, uni o'rab turgan zaryadlangan maydon shunchalik katta bo'ladi.

Kattaroq elektron buluti qo'shni molekulalar o'rtasida ko'proq elektron shovqinlar sodir bo'lishi mumkinligini anglatadi. Natijada, molekulaning bir qismida vaqtinchalik musbat qisman zaryad, ikkinchisida esa manfiy qisman zaryad paydo bo'ladi. Bu sodir bo'lganda, molekula qo'shnisining elektron bulutini qutblashi mumkin. Bir molekulaning qisman musbat tomoni qisman tortilishi tufayli yuzaga keladi salbiy tomoni boshqa.

Xulosa

Xo'sh, molekulalar qanchalik katta? Tabiiy tarixda, biz aniqlaganimizdek, faqat topish mumkin obrazli ifodalash bu mayda zarrachalarning massasi va hajmi haqida. Lekin biz oddiy va murakkab birikmalar borligini bilamiz. Ikkinchi toifaga esa makromolekula kabi tushuncha kiradi. Bu juda katta birlik, masalan, oqsil kabi, odatda kichikroq subbirliklarni (monomerlarni) polimerlash orqali hosil bo'ladi. Ular odatda minglab yoki undan ortiq atomlardan iborat.

Molekulalar turli o'lcham va shakllarda bo'ladi. Aniqlik uchun biz molekulani sharsimon sirt bilan qoplangan, uning ichida atomlarining elektron qobiqlari joylashgan deb tasavvur qilib, shar shaklida tasvirlaymiz (4-rasm, a). Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, molekulalar geometrik aniqlangan diametrga ega emas. Shuning uchun molekulaning d diametrini ikki molekula markazlari orasidagi masofa sifatida qabul qilishga kelishib olindi (4-rasm, b), ular juda yaqin bo'lib, ular orasidagi tortishish kuchlari itaruvchi kuchlar bilan muvozanatlanadi.

Kimyo kursidan ma'lumki, har qanday moddaning kilogramm-molekulasi (kilomol), uning tarkibidan qat'i nazar. agregatsiya holati, bir xil miqdordagi molekulalarni o'z ichiga oladi, ya'ni Avogadro soni deb ataladi N A = 6,02*10 26 molekula.

Endi molekulaning diametrini hisoblaymiz, masalan, suv. Buning uchun bir kilomol suv hajmini Avogadro soniga bo'ling. Bir kilomol suvning massasi bor 18 kg. Suv molekulalari bir-biriga yaqin joylashgan deb faraz qilib, uning zichligi 1000 kg/m3, shuni aytishimiz mumkin 1 kmol suv hajmini oladi V = 0,018 m3. Bir molekula suv hajmini tashkil qiladi

Molekulani to'p sifatida olib, to'pning hajmi formulasidan foydalanib, biz taxminiy diametrini hisoblaymiz, aks holda suv molekulasining chiziqli o'lchami:

Mis molekulasi diametri 2,25*10 -10 m. Gaz molekulalarining diametrlari bir xil tartibda. Masalan, vodorod molekulasining diametri 2,47*10 -10 m, karbonat angidrid - 3,32*10 -10 m. Bu degani, molekula tartibining diametriga ega 10-10 m. Uzoqdan 1 sm 100 million molekula yaqin joyda joylashgan bo'lishi mumkin.

Keling, molekulaning massasini taxmin qilaylik, masalan, shakar (C 12 H 22 O 11). Buning uchun sizga kilomol shakar massasi kerak bo'ladi (m = 342,31 kg/kmol) Avogadro soniga, ya'ni molekulalar soniga bo'linadi

Molekulaning kattaligi nisbiy qiymatdir. U shunday baholanadi. Molekulalar o'rtasida jozibali kuchlar bilan bir qatorda itaruvchi kuchlar ham harakat qiladi, shuning uchun molekulalar bir-biriga faqat ma'lum masofaga yaqinlasha oladi. d(1-rasm).

Ikki molekula markazlari orasidagi maksimal yaqinlashish masofasi deyiladi samarali diametri molekulalar d(molekulalar sharsimon shaklga ega deb taxmin qilinadi).

Hozirgi vaqtda molekulalarning hajmini aniqlashning ko'plab usullari mavjud. Eng oddiy, garchi eng aniq bo'lmasa ham, quyidagicha. Qattiq va suyuqliklarda molekulalar bir-biriga juda yaqin, deyarli bir-biriga yaqin joylashgan. Shuning uchun, biz hajmi, deb taxmin qilish mumkin V qandaydir massali jism egallagan m, taxminan summasiga teng uning barcha molekulalarining hajmlari.

Keyin bitta molekulaning hajmi \(V_(0) =\frac(V)(N),\) bo'ladi, bu erda V- tananing hajmi, \(N=\frac(m)(M) \cdot N_(A)\) - tanadagi molekulalar soni. Demak,

\(V_(0) =\frac(V\cdot M)(m\cdot N_(A)).\)

Chunki \(\frac(m)(V) =\rho,\) bu yerda r moddaning zichligi, u holda

\(V_(0) =\frac(M)(\rho \cdot N_(A)).\) (6.5)

Molekula diametri kichik bo'lgan to'p deb faraz qilaylik d = 2r, Qayerda r- radius, bizda bor

\(V_(0) = \frac(4)(3) \pi \cdot r^(3) = \frac(\pi \cdot d^(3))(6).\)

Bu erda qiymatni almashtirish V 0 (6,5), biz olamiz

\(\frac(\pi \cdot d^(3))(6) = \frac(M)(\rho \cdot N_(A)).\)

\(d = \sqrt[(3)](\frac(6M)(\pi \cdot \rho \cdot N_(A))).\)

Ha, suv uchun

\(d = \sqrt[(3)](\frac(6\cdot 18\cdot 10^(-3))(3.14 \cdot 10^(3) \cdot 6.02 \cdot 10^(23 ))) = 3,8 \cdot 10^(-10)\) m.

Molekulyar o'lchamlar turli moddalar bir xil emas, lekin ularning barchasi 10 -10 m, ya'ni. juda kichik.

Adabiyot

Aksenovich L.A. Fizika o'rta maktab: Nazariya. Vazifalar. Testlar: Darslik. umumiy ta'lim muassasalari uchun nafaqa. atrof-muhit, ta'lim / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - B. 125-126.

Ideal gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasi

Fizikada issiqlik hodisalarini tavsiflash uchun ikkita asosiy usul qo'llaniladi: molekulyar kinetik (statistik) va termodinamik.

Molekulyar kinetik usul (statistik) barcha moddalar xaotik harakatdagi molekulalardan iborat degan fikrga asoslanadi. Molekulalar soni juda ko'p bo'lganligi sababli, statistika qonunlaridan foydalanib, butun modda uchun ma'lum naqshlarni topish mumkin.

Termodinamik usul termodinamika qonunlari deb ataladigan asosiy eksperimental qonunlardan kelib chiqadi. Termodinamik usul Nyutonning eksperimental qonunlariga asoslangan klassik mexanikaga o'xshash hodisalarni o'rganishga yondashadi. Ushbu yondashuv hisobga olinmaydi ichki tuzilishi moddalar.

Molekulyar kinetik nazariyaning asosiy tamoyillari

Va ularning eksperimental asoslanishi. Braun harakati.

Molekulalarning massasi va hajmi.

O'rganadigan nazariya issiqlik hodisalari makroskopik jismlarda va jismlarning ichki xossalarining jismlarni tashkil etuvchi zarralar orasidagi harakat va o'zaro ta'sir tabiatiga bog'liqligini tushuntiradi. molekulyar kinetik nazariya ( qisqartirilgan MKT ) yoki oddiygina molekulyar fizika.

Molekulyar kinetik nazariya uchta eng muhim tamoyilga asoslanadi:

Ga binoan birinchi o'rin MKT , V Barcha jismlar quyidagilardan iborat katta miqdor zarralar (atomlar va molekulalar), ular orasida bo'shliqlar mavjud .

Atom musbat zaryadlangan yadro va uni o'rab turgan zarralardan tashkil topgan elektr neytral mikrozarrachadir. elektron qobiq. Xuddi shu turdagi atomlar to'plami deyiladi kimyoviy element . Tabiiy holatida tabiatda 90 ta kimyoviy element atomlari mavjud bo'lib, ularning eng og'irligi urandir. Bir-biriga yaqinlashganda, atomlar barqaror guruhlarga birlashishi mumkin. Bir-biriga bog'langan oz sonli atomlardan iborat tizimlar deyiladi molekulasi . Masalan, suv molekulasi uchta atomdan iborat (rasm): ikkita vodorod atomi (H) va bitta kislorod atomi (O), shuning uchun u H 2 O deb nomlanadi. Molekulalar ma'lum bir moddaning eng kichik barqaror zarralari bo'lib, o'ziga xos xususiyatlarga ega. Asosiy kimyoviy xossalari. Masalan, suvning eng kichik zarrasi suv molekulasi, shakarning eng kichik zarrasi shakar molekulasidir.

Molekulalarga birlashmagan atomlardan tashkil topgan moddalar tarkibidagi moddalar deyiladi atom holati; aks holda ular haqida gapirishadi molekulyar holat. Birinchi holda, moddaning eng kichik zarrasi atom (masalan, He), ikkinchi holatda u molekula (masalan, H 2 O).

Agar ikkita jism bir xil miqdordagi zarralardan iborat bo'lsa, unda ular bir xil zarrachalardan iborat deyiladi moddaning miqdori . Moddaning miqdori ko'rsatilgan Yunoncha harf n(nu) va bilan o'lchanadi mollar. 1 mol uchun 12 g ugleroddagi moddaning miqdorini oling. 12 g uglerod taxminan 6∙10 23 atomni o'z ichiga olganligi sababli, N zarrachadan iborat tanadagi moddaning miqdorini (ya'ni, mollar soni) yozishimiz mumkin.

Agar N A = 6∙10 23 mol -1 yozuvini kiritsak.

u holda (1) munosabat quyidagi oddiy formula shaklini oladi:

Shunday qilib, moddaning miqdori ma'lum makroskopik jismdagi N molekulalar (atomlar) sonining 0,012 kg uglerod atomidagi N A atomlar soniga nisbati:

Har qanday moddaning 1 molida N A = 6,02·10 23 molekula mavjud. N A raqami deyiladi Avogadro doimiysi. Avogadro doimiysining fizik ma'nosi uning qiymati har qanday moddaning 1 molidagi zarrachalar sonini (atom moddadagi atomlar, molekulyar moddadagi molekulalar) ko'rsatadi.

Bir mol moddaning massasi deyiladi molyar massa . Agar molyar massa m harfi bilan belgilansa, u holda m massali jismdagi moddaning miqdori uchun quyidagilarni yozishimiz mumkin:

(2) va (3) formulalardan kelib chiqadiki, har qanday tanadagi zarrachalar sonini quyidagi formula bo'yicha aniqlash mumkin:

Molyar massa formula bilan aniqlanadi

M=M g 10 -3 kg/mol

Bu yerda M g belgilangan moddaning nisbiy molekulyar (atom) massasi, a.m.u da o‘lchanadi. (atom massa birliklari), molekulyar fizikada odatda molekulalar (atomlar) massasini tavsiflaydi.Nisbiy molekulyar massa M g bo'lsa aniqlash mumkin o'rtacha vazn Berilgan moddaning molekulalari (m m) uglerod izotopining 12 C massasining 1/12 ga bo'lingan:

1/12 m 12 C = 1 a.u.m = 1,66 10 -27 kg.

Muammolarni yechishda bu qiymat davriy jadval yordamida topiladi. Ushbu jadval elementlarning nisbiy atom massalarini ko'rsatadi. Ularga ko'ra katlama kimyoviy formula berilgan moddaning molekulalari va nisbiy molekulyar M g ni olish . Masalan, uchun

uglerod (C) M g =12·10 -3 kg/mol

suv (H 2 O) M g = (1·2+16)=18·10 -3 kg/mol.

Xuddi shunday ta'riflangan nisbiy atom massasi.

Bir mol gaz normal sharoitda V 0 = 22,4 10 23 m 3 hajmni egallaydi.

Shuning uchun, har qanday gazning 1 m 3 da normal sharoitlar (bosim bilan aniqlanadi P = 101325 Pa = 10 5 Pa = 1 atm; harorat 273ºK (0ºC), hajmi 1 mol ideal gaz V 0 =22,4 10 -3 m 3) bir xil miqdordagi molekulalarni o'z ichiga oladi:

Bu raqam doimiy deb ataladi Loshmidt.

Molekulalar (atomlar kabi) aniq chegaralarga ega emas. Qattiq jismlarning molekulalarining o'lchamlarini taxminan quyidagicha hisoblash mumkin:

bu erda 1 molekula uchun hajm, butun tananing hajmi,

m va r - uning massasi va zichligi, N - undagi molekulalar soni.

Atom va molekulalarni oddiy ko'z bilan yoki optik mikroskop bilan ko'rish mumkin emas. Shu sababli, 19-asr oxiridagi ko'plab olimlarning shubhalari. ularning mavjudligi haqiqatida tushunish mumkin. Biroq, 20-asrda. vaziyat boshqacha bo'ldi. Endilikda elektron mikroskop, shuningdek, gologramma mikroskop yordamida nafaqat molekulalar, balki alohida atomlarning tasvirlarini ham kuzatish mumkin.

Rentgen nurlari diffraktsiyasi ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, har qanday atomning diametri d = 10 -8 sm (10 -10 m) ga teng. Molekulalar atomlardan kattaroqdir. Molekulalar bir necha atomlardan tashkil topganligi sababli, molekuladagi atomlar soni qancha ko'p bo'lsa, uning hajmi shunchalik katta bo'ladi. Molekulalarning o'lchamlari 10 -8 sm (10 -10 m) dan 10 -5 sm (10 -7 m) gacha.

Ayrim molekulalar va atomlarning massalari juda kichik, masalan, suv molekulasi massasining mutlaq qiymati taxminan 3·10 -26 kg ni tashkil qiladi. Ayrim molekulalarning massasi eksperimental ravishda maxsus qurilma - massa spektrometri yordamida aniqlanadi.

Atomlar va molekulalarni kuzatishga imkon beradigan to'g'ridan-to'g'ri tajribalardan tashqari, boshqa ko'plab bilvosita ma'lumotlar ularning mavjudligi foydasiga gapiradi. Bu, masalan, jismlarning issiqlik kengayishi, ularning siqilishi, ba'zi moddalarning boshqalarda erishi va boshqalarga oid faktlar.

Ga binoan molekulyar kinetik nazariyaning ikkinchi pozitsiyasi, zarralar uzluksiz va xaotik (tasodifiy) harakat qiladi.

Bu holat tomir devorlariga diffuziya, bug'lanish, gaz bosimining mavjudligi, shuningdek, Broun harakati fenomeni bilan tasdiqlanadi.

Tasodifiy harakat molekulalarning afzal ko'rgan yo'llari yo'qligini va ularning harakati tasodifiy yo'nalishga ega ekanligini anglatadi.

Diffuziya (lotincha diffuziya - yoyilish, tarqalish) - hodisa, natijada termal harakat moddalar, bir moddaning boshqasiga o'z-o'zidan kirib borishi sodir bo'ladi (agar bu moddalar aloqa qilsa). Molekulyar kinetik nazariyaga ko'ra, bunday aralashtirish bir moddaning tasodifiy harakatlanuvchi molekulalarining boshqa moddaning molekulalari orasidagi bo'shliqlarga kirib borishi natijasida yuzaga keladi. Penetratsiya chuqurligi haroratga bog'liq: harorat qanchalik baland bo'lsa, moddaning zarrachalarining harakat tezligi shunchalik yuqori bo'ladi va diffuziya tezroq sodir bo'ladi. Diffuziya moddalarning barcha holatlarida - gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlarda kuzatiladi. Diffuziya gazlarda eng tez sodir bo'ladi (shuning uchun hid havoda tez tarqaladi). Diffuziya suyuqliklarda gazlarga qaraganda sekinroq sodir bo'ladi. Bu suyuqlik molekulalari ancha zichroq joylashganligi bilan izohlanadi va shuning uchun ularni "o'tish" ancha qiyin. Qattiq jismlarda diffuziya eng sekin sodir bo'ladi. Bir tajribada qo'rg'oshin va oltindan silliq silliqlangan plastinkalar bir-birining ustiga qo'yilib, og'irlik bilan siqib chiqarildi. Besh yildan so'ng oltin va qo'rg'oshin bir-biriga 1 mm ga kirib ketdi. Qattiq jismlarda diffuziya payvandlash, lehimlash, xrom qoplama va boshqalar paytida metallarning ulanishini ta'minlaydi. Diffuziya bor katta ahamiyatga ega odamlar, hayvonlar va o'simliklarning hayotiy jarayonlarida. Masalan, diffuziya tufayli kislorod o'pkadan inson qoniga, qondan esa to'qimalarga kiradi.

Braun harakati suyuqlik yoki gazda to'xtatilgan boshqa moddaning kichik zarrachalarining tasodifiy harakati deyiladi. Bu harakatni 1827 yilda ingliz botanigi R.Braun topib, suvda muallaq turgan gulchanglarning harakatini mikroskop orqali kuzatgan. Hozirgi vaqtda bunday kuzatishlar uchun gummigut bo'yog'ining kichik qismlari ishlatiladi, ular suvda erimaydi. Gazda Brown harakati, masalan, havoda to'xtatilgan chang yoki tutun zarralari tomonidan amalga oshiriladi. Zarrachaning Broun harakati suyuqlik yoki gaz molekulalari bu zarrachaga ta'sir qiladigan impulslar bir-birini kompensatsiya qilmasligi sababli yuzaga keladi. Muhit molekulalari (ya'ni gaz yoki suyuqlik molekulalari) xaotik harakat qiladi, shuning uchun ularning ta'siri Broun zarrasini tasodifiy harakatga olib keladi: Broun zarrasi tezlikni yo'nalishi va kattaligi bo'yicha tez o'zgartiradi (1-rasm).

Braun harakatini o‘rganish jarayonida uning intensivligi: a) muhit harorati oshishi bilan ortib borishi aniqlandi; b) Broun zarrachalarining o'z o'lchamlari kamayishi bilan ortadi; v) yopishqoqroq suyuqlikda pasayadi va d) Broun zarralarining materialidan (zichligidan) butunlay mustaqil. Bundan tashqari, bu harakat universal (chunki u suyuqlikda püskürtülmüş holatda to'xtatilgan barcha moddalarda kuzatiladi), uzluksiz (har tomondan yopilgan kyuvetada haftalar, oylar, yillar davomida kuzatilishi mumkin) ekanligi aniqlandi. va xaotik (tasodifiy).

Ga binoan IKTning uchinchi qoidasi , moddaning zarralari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi: ular qisqa masofalarda tortiladi va bu masofalar kamayganda itariladi.

Molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlarining (o'zaro tortishish va itarilish kuchlari) mavjudligi barqaror suyuqlik va qattiq jismlarning mavjudligini tushuntiradi.

Xuddi shu sabablar suyuqliklarning past siqilishini va qattiq moddalarning siqilish va tortish deformatsiyalariga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini tushuntiradi.

Molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlari tabiatan elektromagnit bo'lib, ikki turga bo'linadi: tortishish va itarilish. Bu kuchlar molekulalarning kattaligi bilan taqqoslanadigan masofalarda namoyon bo'ladi. Bu kuchlarning sababi shundaki, molekulalar va atomlar zaryadlarning qarama-qarshi belgilari - manfiy elektronlar va musbat zaryadlangan zaryadlangan zarralardan iborat. atom yadrolari. Umuman olganda, molekulalar elektr neytraldir. 2.2-rasmda strelkalar yordamida ichida musbat zaryadlangan protonlar joylashgan atomlarning yadrolari bir-birini itarishi, manfiy zaryadlangan elektronlar esa xuddi shunday harakat qilishlari ko'rsatilgan. Ammo yadrolar va elektronlar orasida jozibador kuchlar mavjud.

Molekulalar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarining ular orasidagi masofaga bog'liqligi qattiq jismlarda elastik kuchlarning paydo bo'lishining molekulyar mexanizmini sifat jihatidan tushuntiradi. Qattiq jism cho'zilganda, zarralar bir-biridan uzoqlashadi. Bunday holda, molekulalarning jozibador kuchlari paydo bo'ladi, ular zarralarni dastlabki holatiga qaytaradi. Qattiq jism siqilganda zarrachalar bir-biriga yaqinlashadi. Bu itaruvchi kuchlarning kuchayishiga olib keladi, bu esa zarralarni dastlabki holatiga qaytaradi va keyingi siqilishni oldini oladi.

Shuning uchun kichik deformatsiyalarda (molekulalar hajmidan million marta katta) Guk qonuni bajariladi, unga ko'ra elastik kuch deformatsiyaga proportsionaldir. Katta siljishlarda Guk qonuni qo'llanilmaydi

Ushbu pozitsiyaning to'g'riligi barcha jismlarning siqilishga, shuningdek (gazlardan tashqari) ularning cho'zilishiga chidamliligi bilan tasdiqlanadi.

MKT oson!

"Atomlar va bo'sh makondan boshqa hech narsa mavjud emas ..." - Demokrit
"Har qanday jism cheksiz bo'linishi mumkin" - Aristotel

Molekulyar kinetik nazariyaning asosiy tamoyillari (MKT)

AKTning maqsadi- bu jismlarni tashkil etuvchi zarrachalarning harakati va o'zaro ta'siri bilan turli xil makroskopik jismlarning tuzilishi va xususiyatlari va ularda sodir bo'ladigan issiqlik hodisalarining tushuntirishidir.
Makroskopik jismlar- bular juda ko'p molekulalardan tashkil topgan katta jismlar.
Issiqlik hodisalari- jismlarning isishi va sovishi bilan bog'liq hodisalar.

AKTning asosiy bayonotlari

1. Materiya zarrachalardan (molekulalar va atomlardan) iborat.
2. Zarrachalar orasida bo'shliqlar mavjud.
3. Zarrachalar tasodifiy va uzluksiz harakatlanadi.
4. Zarralar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi (tortadi va qaytaradi).

MKT tasdiqlash:

1. eksperimental
- moddani mexanik maydalash; moddani suvda eritish; gazlarni siqish va kengaytirish; bug'lanish; jismlarning deformatsiyasi; diffuziya; Brigman tajribasi: idishga moy quyiladi, moyning ustiga porshen bosiladi, 10000 atm bosimda po'lat idishning devorlaridan neft sıza boshlaydi;

Diffuziya; Molekulalar ta'sirida suyuqlikdagi zarrachalarning Broun harakati;

Qattiq va suyuqliklarning yomon siqilishi; sindirish uchun katta harakat qattiq moddalar; suyuqlik tomchilarining birlashishi;

2. bevosita
- suratga olish, zarracha o'lchamlarini aniqlash.

Braun harakati

Broun harakati - suyuqlik (yoki gaz)dagi muallaq zarrachalarning issiqlik harakati.

Broun harakati materiya molekulalarining uzluksiz va xaotik (issiqlik) harakatining dalili bo'ldi.
- 1827 yilda ingliz botaniki R.Braun tomonidan kashf etilgan
- berilgan nazariy tushuntirish 1905 yilda A. Eynshteyn tomonidan MKT asosida
- fransuz fizigi J. Perren tomonidan eksperimental ravishda tasdiqlangan.

Molekulalarning massasi va hajmi

Zarrachalar o'lchamlari

Har qanday atomning diametri taxminan sm.

Bir moddadagi molekulalar soni

Bu erda V - moddaning hajmi, Vo - bitta molekula hajmi

Bir molekulaning massasi

bu erda m - moddaning massasi,
N - moddadagi molekulalar soni

SI massa birligi: [m]= 1 kg

Atom fizikasida massa odatda atom massa birliklarida (amu) o'lchanadi.
Shartli ravishda u 1 amu deb hisoblanadi. :

Moddaning nisbiy molekulyar og'irligi

Hisoblash qulayligi uchun miqdor kiritiladi - moddaning nisbiy molekulyar massasi.
Har qanday moddaning molekulasining massasini uglerod molekulasi massasining 1/12 qismiga solishtirish mumkin.

bu erda numerator molekula massasi va maxraj uglerod atomi massasining 1/12 qismidir.

Bu o'lchovsiz miqdor, ya'ni. o'lchov birliklariga ega emas

Nisbiy atom massasi kimyoviy element

bu erda pay atom massasi va maxraj uglerod atomi massasining 1/12 qismidir.

Miqdor o'lchamsiz, ya'ni. o'lchov birliklariga ega emas

Har bir kimyoviy elementning nisbiy atom massasi davriy jadvalda berilgan.

Moddaning nisbiy molekulyar massasini aniqlashning yana bir usuli

Moddaning nisbiy molekulyar massasi moddaning molekulasini tashkil etuvchi kimyoviy elementlarning nisbiy atom massalari yig'indisiga teng.
Qarindosh atom massasi Biz davriy jadvaldan har qanday kimyoviy elementni olamiz!)