Молекулы и атомы

Нас окружает огромное количество самых разнообразных предметов. В физике мы называем их физическими телами. Физические тела, состоят из вещества, а вещество из мельчайших частиц.

Что же это за частицы? На данном уроке вы узнаете ответ на этот вопрос — мы будем говорить о молекулах и атомах.

Молекулы

Что будет, если вещество начать делить на мельчайшие составляющие? Мы дойдем до частицы, разделив которую, вещество утратит свои свойства.

Рассмотрим это на примере воды. 1 грамм воды составляют $3.35 \cdot 10^{22}$ равных частиц, каждая из которых обладает свойствами воды. Они и называются молекулами.

Что такое молекула?

Молекула – это самая мелкая частица вещества, которая сохраняет все химические свойства вещества

Вода образовывается в процессе сжигания некоторых веществ: газа, бензина, древесины и пр. Ее также выделяет водородный двигатель, но не в том виде, что мы привыкли, а в молекулярном, но это все же вода.

Размеры молекул

Каковы же размеры молекул? Если бы мы смогли уложить в один ряд 10 000 000 молекул воды, то получилась бы нить длиной в $2 \space мм$. А в $1 см^3$ воздуха содержится около $27 \cdot 10^{18}$ молекул.

Если представить, что маленькое отверстие пропускают по миллиону молекул в секунду, тогда указанное количество молекул пройдет только через 840 000 лет.

Еще интересный факт: если размер молекулы увеличить до размера точки в конце предложения в книге, то толщина человеческого волоса стала бы равна 40 м, а человек, стоя на поверхности Земли, упирался бы головою в Луну.

Современная наука позволяет нам увидеть эти малейшие составляющие нашего мира с помощью электронного микроскопа. На рисунке 1 представлены фотографии молекул, полученные с помощью электронного микроскопа, и их графическая интерпретация.

Помните, что все тела, окружающие нас и похожие друг на друга, всегда будут различны. В природе вы не встретите ни двух одинаковых снежинок, ни людей, ни песчинок, ни животных, но молекулы одного и то же вещества всегда будут одинаковы.

Атомы

Будем ли мы считать молекулы самыми мельчайшими частицами? Например, если мы разделим молекулы воды, то свойства воды потеряются. Мы получим атомы двух химических элементов: 1 атом кислорода (O) и 2 атома водорода (H).

Термин «атом» переводится с греческого, как «неделимый», хотя современная наука уже опровергла данный факт, и вы узнаете об этом в следующих курсах физики.

Дадим определение.

Атом – это частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств

Каждый атом — это химический элемент. Все химические элементы перечислены в таблице Менделеева (рисунок 2).

Мы можем сравнить атомы с буквами, при помощи которых собирается бесконечное количество слов — молекул. Таким образом, из атомов водорода и кислорода (взятые в разных количествах) мы получим молекулы разных веществ.

Например, если взять 2 атома водорода (H) и 1 атом кислорода(O), то получим молекулу воды $H_2 O$ (рисунок 3).

А если взять 2 атома водорода (H) и 2 атома кислорода (O), то получим перекись водорода $H_2O_2$ (рисунок 4).

Итак, физические тела состоят из вещества, вещество состоит из молекул, а молекулы состоят из атомов (рисунок 5).

Сложные и простые вещества

У сложных веществ молекулы состоят из атомов нескольких химических элементов. Например, молекула воды состоит из атомов кислорода и водорода, поэтому вода — сложное вещество.

У простых веществ молекулы состоят только из одного химического элемента. Например — кислород. Наглядное изображение приведено на рисунке 6.

{"questions":[{"content":"Выберите правильное определение <b>молекул</b>.[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["самая мелкая частица вещества, которая сохраняет все химические свойства вещества","самая большая частица вещества, которая сохраняет все химические свойства вещества","самая мелкая частица вещества, которая не сохраняет химические свойства вещества","частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств"],"explanations":["","","","Это определение другого понятия, описанного в данном уроке."],"answer":[0]}}},{"content":"Выберите правильное определение <b>атома</b>.[[choice-10]]","widgets":{"choice-10":{"type":"choice","options":["частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств","самая мелкая частица вещества, которая сохраняет все химические свойства вещества","частица вещества средних размеров и массы, часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств","самая мелкая частица вещества, наименьшая часть химического элемента, не являющаяся носителем его свойств"],"explanations":["","Это определение другого понятия, описанного в данном уроке.","",""],"answer":[0]}}},{"content":"Составь схему строения вещества. Расположи понятия сверху вниз в порядке убывания.[[sorter-28]]","widgets":{"sorter-28":{"type":"sorter","items":["Тело","Вещество","Молекулы","Атомы"]}},"hints":["Физические тела состоят из вещества, вещество состоит из молекул, а молекулы состоят из атомов."]},{"content":"Какие из ниже приведенных веществ являются сложными, а какие простыми?[[grouper-60]]","widgets":{"grouper-60":{"type":"grouper","labels":["Простые вещества","Сложные вещества"],"items":[["Иод $I_2$","Сера $S$","Хлор $Cl$","Озон $O_3$"],["Перекись водорода $H_2O_2$","Вода $H_2 O$","Оксид кальция $CaO$"]]}},"hints":["У сложных веществ молекулы состоят из атомов нескольких химических элементов.<br />У простых веществ молекулы состоят только из одного химического элемента."]}]}