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1、德謨克利特,第七章 分子動理論,第一節(jié) 物體是由大量分子組成的,1.知識與能力,,,知道物體是由大量分子組成的。,知道油膜法測分子大小的原理，并能估測出分子的大小。,知道分子的球型結(jié)構(gòu)和分子尺度的數(shù)量級。,知道阿伏加德羅常數(shù)的物理意義、數(shù)值和單位，并掌握與之有關(guān)的計算或估算方法。,掌握油膜法測分子的大小的方法。,理解阿伏加德羅常數(shù)在微觀與宏觀量中的橋梁作用。,注意觀察與欣賞身邊的各種事物，領(lǐng)略其美好的一面。,通過實驗總結(jié)規(guī)律，以便更好的解決生活中存在的問題。,2.過程與方法,3.情感態(tài)度與價值觀,重點,理解和學會用單分子油膜法估測分子大?。ㄖ睆剑┑姆椒ā?分子大小的數(shù)量級。,用阿伏加德羅常數(shù)進

2、行有關(guān)計算或估測的方法。,難點,理解和學會用單分子油膜法估測分子大小（直徑）的方法。,1. 油膜法測分子直徑 2. 分子的大小 3. 阿伏加德羅常數(shù),討論,之前我們已經(jīng)接觸過分子，就平時的知識也知道分子是很微小的，那么如何測出分子直徑呢？,1. 油膜法測分子直徑,,①怎樣估算油酸分子的大小？,實驗,油膜的厚度等于這一滴油酸的體積與它形成的面積的比。,②如何獲得一滴油酸？怎樣測量它的體積？,③如何測量油膜的面積？,,,怎樣才能看清無色透明的油酸薄膜？,,將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，計算輪廓范圍內(nèi)的正方形個數(shù)，不足半個的舍去，多余半個的按一個計算從而計算出油膜的面積。,因此，根據(jù)1滴油酸

3、的體積V和油膜面積S就可以算出油膜厚度d= ，即油膜分子的大小。,實驗誤差：,油酸酒精溶液的實際濃度和計算值有差別。,1滴油酸酒精溶液的實際濃度和計算值有差別。,油酸分子在水面上不一定是均勻單層分布。,在數(shù)方格計算油膜面積的時候出現(xiàn)誤差。,油膜法測分子大小是早期測定分子大小的一種方法，本實驗是利用宏觀量的測定求出微觀量的大小。,2. 分子的大小,熱學中提到的“分子”是指組成物質(zhì)的原子，分子或離子等，因為它們都遵循相同的熱運動規(guī)律。自然界中所有物質(zhì)都是由大量的、不連續(xù)的分子組成的。,和細菌差不多1μm大小的水珠中含有地球人口的好幾倍那么多的分子，這么小的一滴水中就有如此龐大的分子，可以想象分子

4、是多么小。,可見我們接下來需要研究的是極小的分子。,我們身邊到處都存在著各種各樣無窮多的分子，但是我們用肉眼是看不到的，需要借助顯微鏡。,組成物質(zhì)的分子那么小，不但用肉眼無法直接看到，就使用高倍的光學顯微鏡也看不到，只有放大幾億倍的掃面隧道顯微鏡才能觀察到物質(zhì)表面原子的排列。,掃描隧道顯微鏡下的原子,DNA分子,蛋白質(zhì)分子,水分子,微生物分子,上面幾幅圖片便是顯微鏡下觀察到的分子，我們可以看出分子并不是一個小球，但是我們習慣把它看做小球，目的是對分子建立一種簡化模型，以方便我們理解和計算。,用不同方法測出的分子大小有差異，但是數(shù)量級是相同的，除了一些有機物質(zhì)大分子外，分子直徑的數(shù)量級為10-1

5、0m。,液體、固體的分子排列比較緊密，我們一般把它們看做小球，即認為固體、液體分子是緊密挨在一起的小球，因此，小球的直徑就是該物體的分子直徑，下圖即為實例。,氣體分子的分子間距很大，因此我們就不能認為它們是緊密挨在一起的了，但可以把每個分子所占的空間體積看做一個正方形，那么正方體棱長也就等于分子間的平均距離。,氣體分子,固體、液體分子,3. 阿伏加德羅常數(shù),在化學課中我們已經(jīng)學過，1mol任何物質(zhì)都含有相同的分子數(shù)，用阿伏加德羅常數(shù)NA表示，正式的定義是0.012千克碳12中包含的碳12的原子的數(shù)量。,直到19世紀中葉，“阿伏伽德羅常量”的概念才正式由法國科學家讓貝漢提出，而在1865年，NA

6、的值才首次通過科學的方法由德國人約翰洛施米特測定出，NA=6.02213671023mol-1 。 通常取NA=6.021023mol-1，粗略計算時取NA=6.01023mol-1 。,阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀物理量與宏觀物理量的橋梁，所以涉及分子動理論中有關(guān)分子大小的計算時，常常用到該常量及相關(guān)公式。,各符號所代表的物理量,m—物質(zhì)質(zhì)量 M—摩爾質(zhì)量 m0—分子質(zhì)量 V—物質(zhì)體積 VM—摩爾體積 NA—阿伏加德羅常數(shù) V0—分子體積或氣體分子所占據(jù)的平均空間 n—物質(zhì)的量 N—分子總個數(shù) d—分子直徑或氣體分子之間的平均距離 ρ—物質(zhì)的密度,通過以上公式不難

7、看出，不論是估算分子的質(zhì)量、估算分子的數(shù)目、估算分子的體積、估算分子的直徑還是估算分子的平均距離，都離不開阿伏加德羅常數(shù)，足以見得阿伏加德羅常數(shù)對宏觀量和微觀量的重要作用。,我們都知道分子的體積和質(zhì)量都非常的小，而 NA=6.021023mol-1——阿伏加德羅常數(shù)這個非常重要的數(shù)字又是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁，從而說明了物質(zhì)是由大量分子組成的。,既然阿伏加德羅常數(shù)如此重要，那么關(guān)于它的計算我們應(yīng)該重點來掌握。,記憶思路,NA是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁。 ρ是聯(lián)系質(zhì)量和體積的關(guān)鍵。 在記憶中起樞紐作用。,1. 單分子油膜法測定分子大小是把分子想象成小球，利用球體的球直徑方法測得的，實驗過程

8、中應(yīng)注意減小不必要的誤差的產(chǎn)生。,2. 分子大小的數(shù)量級是10-10m，分子其實很小但結(jié)構(gòu)卻相當復(fù)雜，我們要學會建立分子結(jié)構(gòu)模型。,3.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀和宏觀的橋梁，我們知道怎么運用其做相應(yīng)計算。,1.（2005-江蘇）某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為（ ） A. B. C. D.,BC,解析,A中，用物質(zhì)的體積除以分子占據(jù)的平均空間得到的是分子的總個數(shù)，故A錯。 D中，用分子的摩爾質(zhì)量除以物質(zhì)質(zhì)量，是物質(zhì)的量的倒數(shù)，故D錯。,510-10,1. 某學生

9、在用油膜法測分子直徑試驗中，計算結(jié)果明顯偏大，可能是由于（ ） A. 油酸未完全散開 B. 油酸中含有大量酒精 C. 計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格 D. 求每滴體積時，1ml的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴,AC,解析,如果油酸未完全散開，則不能形成單分子油膜，油膜厚度大于分子直徑，測量結(jié)果偏大，A正確。 油膜酒精溶液中酒精易溶解揮發(fā)，故不影響實驗結(jié)果，B錯誤。 計算油膜面積時，方格數(shù)不足半個的舍去，多余半個按一個計算，現(xiàn)舍去所有不足一個的，則油膜面積偏小，由 計算出分子直徑偏大，C正確。 求每滴體積，誤多記了10滴，則每滴體積測量結(jié)果偏小，分子直徑計算結(jié)果偏小

10、，D錯誤。,2. 若已知阿伏加德羅常數(shù)，物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，摩爾體積，則可以計算出（ ） A. 固體物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量 B. 液體分子的大小和質(zhì)量 C. 氣體分子的大小和質(zhì)量 D. 氣體分子的質(zhì)量和分子間的平均距離,ABD,3. 房間地面表面積15m2，高3m，空氣平均密度ρ=1.29kg/m3,空氣平均摩爾質(zhì)量M=2.910-2kg/mol，則該房間內(nèi)空氣的質(zhì)量為______kg，空氣分子間的平均距離為____________ m。,58,3.310-9,4. 已知銅的摩爾質(zhì)量是6.410-2kg/mol,密度為8.9103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)為6.01023mol-

11、1，估算銅原子的直徑為_________m（要求一位有效數(shù)字）。,解析,銅原子的直徑,310-10,5. 已知水的密度ρ=1.0103kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M=1.810-2kg/mol。 求⑴1g水中含多少水分子？⑵水分子的質(zhì)量是多少？⑶估算水分子的直徑（取二位有效數(shù)字）,解析,⑴ 個 ⑵分子的質(zhì)量 kg ⑶一個水分子的體積 ，將水分子視為球型，則 ，所以得到 ，于是,6. 已知金剛石的密度是3500kg/m3,有一小塊金剛石，體積是5.710-8m3，此小塊金剛石中含有多少個碳原子？設(shè)想金剛石中碳原子是緊密堆在一起的，估算碳原子的直徑。,解析,碳原子個數(shù): 碳原子直徑：,1.設(shè)薄膜的質(zhì)量為m,密度為ρ1，面積為S，厚度為d,鹽水的密度為ρ2，薄膜在鹽水中懸浮，表明薄膜和鹽水的密度相等，ρ1=ρ2。又因為ρ1= = ，所以d= = =1.510-3m 2.(1)設(shè)一滴油酸酒精溶液中所含純油酸的體積為V，則V= =810-6mL (2)由題可知，油酸大約占108個小格，故油酸面積S=10810-4m2=1.0810-2m2,