最新人教版高中物理选修3-3第七章物体是由大量分子组成的1

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一、分子的大小
1.尺度大小:除了一些有机物质的大分子外,多数分子大小的数量级为 10-10m。 2.质量大小:一般分子质量的数量级为 10-26kg。 3.估测方法——油膜法 把很小的 1 滴油酸滴在水面上,水面上会形成一块油酸薄膜,薄膜是由 单层的油酸分子组成的,尽管油酸分子有着复杂的结构和形状,但在估测其 大小的数量级时,可以把它简化为球形(如图所示),油膜的厚度可以认为是 油酸分子的直径 d,测出油膜的面积 S 和体积 V,则分子直径 d=������ 。
������ ������A
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一、对用油膜法估测分子大小的进一步理解
1.为什么要配制一定浓度的油酸溶液? 在本实验中,为了节省实验时间,一般是由老师提供配制好的油酸酒精 溶液,并告诉同学们油酸和酒精的体积比是多少。为什么不直接用油酸?现 在我们知道分子大小的数量级是 10-10m,而一小滴油酸的体积(注射器 5 号 针头滴下的)为 4.0×10-3cm3(设每 1 cm3 的油酸有 250 滴),如果这滴油酸铺成 单分子膜,膜的面积是
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二、对分子模型的理解
1.球形模型。 固体和液体可看做一个紧挨着一个的球形分子排列而成,忽略分子间 空隙,如图甲所示。
2.立方体模型。 气体分子间的空隙很大,把气体分成若干个小立方体,气体分子位于每 个小立方体的中心,每个小立方体是每个分子平均占有的活动空间,忽略气 体分子的大小,如图乙所示。
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1.知道物体是由大量分子组成的;知道分子的简化模型和分子直径的数量 级;知道油膜法测分子大小的原理、 思想和方法,并能进行有关测量和计算。 2.知道阿伏加德罗常数的物理意义、 数值和单位,会用这个常数进行相关运 算。
第七章
分子动理论
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据权威资料统计,将体积为 0.05 mL 的 1 滴水中所含的水分子平均分给 60 亿人,每人能分 2 778 亿个!可见,物体是由大量分子组成的,1 滴水中分子的 数量是如此惊人,而单个分子又是想像不到的渺小,那么我们通过什么样的 途径来测量分子的大小呢?
������ S= ������
=
4.0×10-3 10-8
cm2=40m2,实验室没有这么大的盆,即
使提供这样的盆做起实验来也不方便,因此要稀释。
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油酸分子的形状真的是球形的吗?排列时会一个紧挨一个吗? 提示:分子的实际结构很复杂,分子间有间隙,认为分子是球形且一个紧 挨一个排列,是一种近似模型,是对问题的简化处理。简化处理在物理学的 研究和学习方面是很有用的。
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二、阿伏加德罗常数
1.定义:1mol 的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量用阿伏加德罗 常数表示。 2.数值:阿伏加德罗常数通常用符号 NA 表示,其值通常可取 NA=6.02×1023mol-1,在粗略计算中可取 NA=6.0×1023mol-1。 3.意义:阿伏加德罗常数是一个重要的常数,它把摩尔质量、 摩尔体积这 些宏观物理量与分子质量、 分子大小等微观物理量联系起来了,即阿伏加德 罗常数 NA 是联系宏观量与微观量的桥梁。 结合阿伏加德罗常数的意义想一想如何求出单个水分子的质量。 提示:用 M 表示水的摩尔质量,用 m 表示单个水分子的质量,NA 表示阿 伏加德罗常数,则单个水分子的质量 m= 。
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3.实验的误差主要可能来源于哪些方面? (1)实验时油酸酒精溶液的实际浓度和理论值存在偏差。 (2)实验时 1 滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差。 (3)实验时粉粒与油酸在水面上的实际情况和理想中的“均匀”“单分子纯 油酸层”间存在偏差。 (4)实验时采用“互补法”(即不足半个格舍去,多于半个格的算一个格) 计算获得的油酸膜面积与实际的油膜面积间存在偏差。 简化处理是在一定场合、 一定条件下,突出客观事物的某种主要 因素、忽略次要因素而建立的。将分子简化成球形,并且紧密排列,有利于 主要问题的解决。
2.如何估算油酸分子的大小?为什么这样做?
正是由于油酸分子中有亲水基,并且掺入的酒精已经挥发,所以油酸分 子能够上下均匀排列形成单层分子油膜,如图所示。忽略分子间的间隙,将 分子看做一个个紧挨着的球体模型,这样分子球的直径也就成了膜的厚度 d,所滴的这些油酸分子的体积如果是 V,则有 d= ,其中 S 为膜的面积。