竞赛辅导分子

3．数据处理 (7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V，据一滴油酸的体 V 积 V 和薄膜的面积 S，算出油酸薄膜的厚度 d＝ ，即为油酸分子的直径．比较 S 算出的分子直径， 看其数量级(单位为 m)是否为 10 根据上面记录的数据，完成以下表格内容.
实验次数 1 2 实验次数 1 2 一滴纯油酸的体积V 分子的大小(m) 平均值 量筒内增加1 mL溶液时的滴数 轮廓内的小格子数 轮廓面积S
V d S
d 水
如何得知油酸体积？
如何得知油膜面积？ 油酸分子
三、实验：用油膜法估测分子的大小 实验目的 1．用油膜法估测分子的大小．
2．加深对分子动理论基本内容的理解．
3．学会间接测量微观量的方法． 实验原理
实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的
方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的 油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中 的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图 1－4所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定 图1-4
N nN A
（3）已知物质的摩尔体积VA ，可求出分子 的体积 V0
VA V0 NA
第二节 分子的热运动
1、分子运动的激烈程度与什么因素有关？ 分子运动的激烈程度与温度有关
2、什么是扩散现象，它说明了什么？ 扩散：不同的物质互相接触时彼此进入对方的 现象。 扩散现象直接说明了组成物体的分子总是永不 停息地做无规则运动。
酒精，其浓度为每104 mL溶液中有6 mL油酸，用注射器 测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅 盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻 璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其 图1－8
形状和尺寸如图1－8所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm，试求： (1)油酸膜的面积是多少cm2? (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？
d
3
6v

微观量的估算方法
2、物质分子所含分子数的估算：
关键为求出分子的摩尔数，便可以利用阿佛 加德罗常数求出含有的分子数
M V M n分 nmol N A NA NA NA M mol Vmol Vmol
例题：
3 M 29 10 kg/mol 已知空气的摩尔质量是， A
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．
解析：(1)根据图形，数得格子数为 126 个，那么油膜面 积是 S＝126×1 cm2＝126 cm2. (2)根据已知条件可知，1 mL 溶液中有 75 滴，1 滴 溶液的体积是 1 mL.又已知每 104 mL 溶液中有纯 75
1 6× 75 1 － 油酸 6 mL， mL 溶液中纯油酸的体积是 V＝ mL＝8×10 6 mL. 4 75 10 V 8×10 (3)油酸分子的直径为 d＝ ＝ S 126 答案：(1)126 cm2 (2)8×10
2．成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：
m
450 106 22.4 10
3 4 29 10 kg 5.8 10 kg 3
３．所吸入的分子数为：
5.8 10－4 kg m 22 N 1 . 2 10 (个) 26 m 4.83 10 kg
小结
注意
1、布朗运动是固体微粒的运动，而不是固体分子 的运动，也不是液体分子的无规则运动。 2、固体微粒的运动时不规则的，图11-4中并不是 微粒运动的轨迹，而是每隔一段时间的位置的 连线。 3、任何固体微粒悬浮于液体中，在任何温度下都 会做布朗运动。
为什么颗粒越小，布朗运动越明显？
每一瞬间受到液体
分子动理论
第一节 物质由大量分 子组成
分子动理论的基本内容：
1、物质是有大量分子组成
2、分子永不停息的做无规则热 运动 3、分子间存在着相互作用的引 力和斥力
一、分子的大小

放大上亿倍的蛋白质分子结构模型
分子大小的估测单分子油膜法
单分子油膜法粗测分子直径的原理，类
似于取一定量的小米，测出它的体积V， 然后把它平摊在桌面上，上下不重叠， 一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面 的面积S，从而计算出米粒的直径
5．在水面撒痱子粉后，再不要触动盘中的水．
6．利用坐标纸求油膜面积时，以边长1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形 的个数，不足半格的舍去，多于半格的算一个．
误差分析 用油膜法估测分子直径，实验误差通常来自三个方面： 1．不能形成单分子油膜 2．油滴的体积V的测量产生误差 3．计算油膜的面积S有误差
－10
， 若不是 10
－10
须重做实验．
注意事项 1．实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净，实验时，吸取油酸、酒精和溶液 的移液管要分别专用，不能混用．否则会增大实验误差． 2．痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功． 3．油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．不宜长时间放置． 4．浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的 形状，画线时视线应与板面垂直．
物质是由大量分子构成的：
1、分子很小，直径数量级10－10m （单分子油膜法测直径）
2、分子的质量很小，一般数量级为10－26 kg
3、分子间有间隙 4、阿佛加德罗常数
（1）已知物质的摩尔质量MA， 可求出分子质量m0
MA VA m0 NA NA
（其中，VA为摩尔体积,为物质的密度）
（2）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含 分子的数目N．
2.关于布朗运动，下列说法正确的是：（ A：布朗运动用眼睛可直接观察到； B：布朗运动在冬天观察不到；
图1－5
2．形成油膜并测出其面积 (3)往边长约为30 cm～40 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏
粉均匀地撒在水面上．
(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面 上慢慢散开，形成单分子油膜． (5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄 膜的形状画在玻璃板上． (6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．
二、阿伏加德罗常数
1．阿伏加德罗常数NA：1摩尔（mol）任何 物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数.
N A 6.02 10 mol
23
1
2．阿伏加德罗常数是联系微观世界和 宏观世界的桥梁．
M Mmol m 其中密度 ρ＝ ＝ ，但要切记 是没有物理意义的． V Vmol V
微观量的估算方法
用单分子油膜法测得分子直径的数量级为
10

10
m
利用现代技术，使用不同的方法测出的分子大小并 不完全相同，但数量级是一样的，均为
10
10
m
• 注意：除一些有机物质的大分子外，一般 分子的直径数量级为上面数值，以后无特 别说明，我们就以上面数值作为分子直径 的数量级．
油膜法估测分子大小
【例3】在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于
观测到的现象
悬浮在液体中的固体 微粒的无规则运动叫做布 朗运动。
则反它粒 运映的虽做 动了无然布 。 液规不朗 体则是运 分的分动 子运子的 的动，小 无间但颗 规接是
产生原因：
液体是由许多液体分子组成，分子不停地做
无规则运动，和微粒碰撞，对微粒产生撞击 力，微粒受到各个方向的撞击作用不平衡时， 微粒就做无规则运动，微粒越小，不平衡性 就越明显。
体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．
用 V 表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积， 用 S 表示单分子油膜的面积， 用 d 表示分子的 V 直径，如图 1－5，则：d＝ . S
实验器材 配制好的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉 (或石膏粉)、注射器(或滴管)、量筒、玻璃 板、彩笔、坐标纸 实验步骤 1．测一滴酒精溶液中油酸的体积 (1)取 1 毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成 200 毫升的油酸酒精溶液． (2)用滴管(或注射器)向量筒中滴入 n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体 积恰好为 1 mL，算出每滴油酸酒精溶液的体积 v0＝ 1 mL. n
分子的热运动
实 验 基 布 础 朗 运 动
分子的无规则运动 热运动 扩 直接说明组成物体的分子在永不停 散 息的做无规则的运动 悬浮在液体中的微粒的无规则运动 是液体分子无规则运动的间接反映 颗粒越小，布朗运动越明显 液体温度越高，布朗运动越激烈
1.“布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实。 则布朗运动是指：（C ） A：液体分子的运动； B：悬浮在液体中的固体分子的运动； C：悬浮在液体中的固体颗粒的运动； D：液体分子和固体分子的共同运动；
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小_____(单位：cm)．
解析：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上． (2)1 滴油酸溶液中含有的油酸体积为 0.05% mL，向浅盘中共滴入油酸的体积 N
0.05%n V 0.05%n V＝ cm3，所以单个油酸分子的直径为 d＝ ＝ cm. N S NS 答案：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 0.05%n (2) cm NS
分子撞击的数目少 同时跟它撞击 的分子数多 颗粒越大
颗粒越小
受力极易不平衡
受力的平均效果互相平衡
质量大，惯性大
运动状态难改变
布朗运动的激烈程度与什么因素有关？
布朗运动的激烈程度 与固体微粒的体积， 质量及液体的温度有
关，体积、质量越小，温 度越高，布朗运动越激烈

我们把分子的无规 则运动叫做热运动
与器壁接触为止，记下滴入的滴数n.
C．_________________________________________________________________. D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方