Například molekula vody je nejmenším zástupcem látky, jako je voda.
Proč si nevšimneme, že látky se skládají z molekul? Odpověď je jednoduchá: molekuly jsou tak malé, že jsou pro lidské oko prostě neviditelné. Jakou tedy mají velikost?
Experiment na určení velikosti molekuly provedl anglický fyzik Rayleigh. Voda byla nalita do čisté nádoby a na její povrch byla umístěna kapka oleje. Olej se rozprostřel po hladině vody a vytvořil kulatý film. Postupně se plocha filmu zvětšovala, ale pak se šíření zastavilo a plocha se přestala měnit. Rayleigh navrhl, že tloušťka filmu se rovnala velikosti jedné molekuly. Pomocí matematických výpočtů bylo zjištěno, že velikost molekuly je přibližně 16 x 10 -10 m.
Molekuly jsou tak malé, že malé objemy hmoty jich obsahují obrovské množství. Například jedna kapka vody obsahuje stejný počet molekul, jako je takových kapek v Černém moři.
Molekuly nelze pozorovat optickým mikroskopem. Můžete fotografovat molekuly a atomy pomocí elektronového mikroskopu, který byl vynalezen ve 30. letech 20. století.
Molekuly různých látek se liší velikostí a složením, ale molekuly stejné látky jsou vždy stejné. Například molekula vody je vždy stejná: ve vodě, ve sněhové vločce a v páře.
Přestože jsou molekuly velmi malé částice, jsou také dělitelné. Částice, které tvoří molekuly, se nazývají atomy. Atomy každého typu jsou obvykle označeny speciálními symboly. Například atom kyslíku je O, atom vodíku je H, atom uhlíku je C. Celkem je v přírodě 93 různých atomů a dalších asi 20 vytvořili vědci ve svých laboratořích. Ruský vědec Dmitrij Ivanovič Mendělejev objednal všechny prvky a umístil je do periodické tabulky, o které se více dozvíme v hodinách chemie.
Molekula kyslíku se skládá ze dvou stejných atomů kyslíku, molekula vody se skládá ze tří atomů – dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku. Vodík a kyslík samy o sobě nemají vlastnosti vody. Naopak voda se stává vodou až tehdy, když se taková vazba vytvoří.
Velikosti atomů jsou velmi malé, například když zvětšíte jablko na velikost zeměkoule, pak se velikost atomu zvětší na velikost jablka. V roce 1951 Erwin Müller vynalezl iontový mikroskop, který umožnil podrobně vidět atomovou strukturu kovu.
V naší době, na rozdíl od dob Demokrita, již atom není považován za nedělitelný. Na začátku 20. století se vědcům podařilo prozkoumat jeho vnitřní strukturu.
Ukázalo se že atom se skládá z jádra a elektronů rotujících kolem jádra. Později se ukázalo, že jádro ve svém pořadí se skládá z protonů a neutronů.
Experimenty jsou tedy v plném proudu na Velkém hadronovém urychlovači – obrovské stavbě postavené pod zemí na hranici mezi Francií a Švýcarskem. Velký hadronový urychlovač je 30kilometrová uzavřená trubice, kterou jsou urychlovány hadrony (tzv. proton, neutron nebo elektron). Hadrony se zrychlily téměř na rychlost světla a srazily se. Síla nárazu je tak velká, že se protony „rozbijí“ na kousky. Předpokládá se, že tímto způsobem je možné studovat vnitřní strukturu hadronů
Je zřejmé, že čím dále se jde ve studiu vnitřní struktura látek, tím větší obtíže čelí. Je možné, že nedělitelná částice, kterou si Democritos představoval, vůbec neexistuje a částice lze dělit do nekonečna. Výzkum v této oblasti je jedním z nejrychleji rostoucích témat moderní fyziky.
A) atom B) molekula
A) kapaliny B) plyny
1.pevné 2.kapalné 3.plynné
1. Nejmenší částice látky, která si zachovává své vlastnosti je
A) atom B) molekula
B) Brownova částice B) kyslík
2. Brownův pohyb je….
A) chaotický pohyb velmi malých pevných částic v kapalině
B) chaotické pronikání částic do sebe
B) uspořádaný pohyb pevných částic v kapalině
D) uspořádaný pohyb molekul kapaliny
3. Může dojít k difúzi...
A) pouze v plynech B) pouze v kapalinách a plynech
C) pouze v kapalinách D) v kapalinách, plynech a pevné látky
4. Nemají svůj tvar a stálý objem...
A) kapaliny B) plyny
C) pevné látky D) kapaliny a plyny
5. Mezi molekulami je….
A) pouze vzájemná přitažlivost B) pouze vzájemné odpuzování
C) vzájemné odpuzování a přitahování D) nedochází k interakci
6. Difúze je rychlejší
A) v pevných látkách B) v kapalinách
C) v plynech D) ve všech tělesech stejně
7. Jaký jev potvrzuje, že se molekuly vzájemně ovlivňují?
A) Brownův pohyb B) jev smáčení
C) difúze D) zvětšení objemu těla při zahřátí
8. Korelujte stav agregace látky a povahu pohybu molekul:
1.pevné 2.kapalné 3.plynné
A) prudce změnit svou polohu
B) kolísat kolem určitého bodu
C) pohybovat se náhodně všemi směry
9. Korelujte stav agregace látky a uspořádání molekul:
1.pevné 2.kapalné 3.plynné
A) náhodně, blízko sebe
B) náhodně je vzdálenost desítkykrát větší než samotné molekuly
B) molekuly jsou uspořádány v určitém pořadí
10. Korelujte tvrzení o struktuře hmoty a její experimentální zdůvodnění
1. všechny látky se skládají z molekul s mezerami mezi nimi
2. molekuly se pohybují nepřetržitě a náhodně
3. molekuly se vzájemně ovlivňují
A) Brownův pohyb B) smáčení
B) zvětšení objemu těla při zahřátí
Téma lekce: Zobecnění tématu „Počáteční chemické pojmy“ Cíl lekce:
zopakovat a zobecnit znalosti studentů z výchozích chemických pojmů;
upevnit porozumění chemickým vzorcům a reakčním rovnicím;
zlepšit komunikační schopnosti a dovednosti.
úkoly:
1. Vzdělávací:
podpora nezávislosti, pocitu kamarádství a spolupráce;
formování logického a abstraktního myšlení;
formace morální vlastnosti– kolektivismus, schopnost vzájemné pomoci, kreativita.
2. Vzdělávací:
shrnout znalosti studentů;
vyzdvihnout nejobecnější a nejpodstatnější výchozí chemické pojmy - látky, jevy, chemické vzorce a rovnice;
učit základní pojmy světového názoru.
3. Vývojové:
rozvoj dovedností ve vzdělávacích a kognitivních činnostech;
rozvoj inteligence, kultury ústního a písemného projevu;
rozvoj logické myšlení a pozornost;
rozvoj schopnosti využívat prostudovanou látku v praktických činnostech.
Zařízení:
stůl D.I. Mendělejev;
karty s pořadovým číslem studenta;
karty úkolů;
vybavení pro experimenty,
obrazovka účtu.
prezentace "Počáteční chemické koncepty"
projektor;
počítač nebo notebook
Typ lekce: kombinovaná lekce
Plán lekce:
Organizace času.
Kontrola domácích úkolů.
Etapa zobecnění a systematizace znalostí.
Odraz.
Shrnutí lekce.
Domácí práce
Během vyučování
I Organizační moment.
Ahoj hoši! Kdo dnes chybí?
Téma naší lekce: „Opakování. Počáteční chemické nápady“. Kluci, dnes je cílem naší lekce systematizovat a zobecnit znalosti o látkách, jevech, vzorcích do dvou týmů. Budete mezi sebou soutěžit a zároveň si zopakovat probrané téma a já budu sledovat a vyhodnocovat vaše znalosti a promítat je na bodovací obrazovku. Tak jak? Jste připraveni začít?
Každý účastník dostane kartičky se svým pořadovým číslem.
II Aktualizace znalostí.
Frontální práce se třídou. Za správnou odpověď se uděluje 1 bod
Zahřát se. otázky:
Co studuje chemie?
K jakým změnám dochází během chemické reakce?
Uveďte příklady chemických reakcí: a) v průmyslu;
b) v přírodě;
c) v každodenním životě.
Na základě toho, jaké vlastnosti se používají v každodenním životě:
sklo; b) pryž; c) beton; d) měď
Definujte následující pojmy:
Molekula, atom, valence, chemický vzorec, chemický prvek.
Jaké zákony jste již studoval?
Co je chemická rovnice?
Vyjmenujte druhy chemických reakcí, uveďte příklady
III Etapa zobecnění a systemizace znalostí.
1 soutěž
A) Chemický diktát „Fyzikální a chemické jevy“
Odpovědi musí být označeny písmeny „X“ (chemické jevy) nebo „F“ (fyzikální jevy).
Možnost I
Kysení mléka
Vůně parfému
Hnijící listí
Fotosyntéza
Tvorba zeleného plaku na měděných předmětech
Odpovědi Možnost 1 - ХФХХХ
Možnost II
Odpařování alkoholu
Pálení dřeva
Džem z cukru
Kovové kování
Kov rezaví
Varianta II - FHFFH
B) Chemický diktát „Látky a směsi“
Odpovědi musí být označeny písmeny „B“ nebo „C“.
I varianta II
Destilovaná voda 1. Měď
Půda 2. Vzduch
Cukr 3. Fosfor
Žula 4. Kuchyňská sůl
Říční voda 5. Kyselina sírová
Odpověď: Varianta I - B C B SS Varianta II - VSVBB
Soutěž 2 - „Valence“ Členové týmu dostávají karty s úkoly.
Úkol A
Je nutné určit valenci chemických prvků. Nejvyšší skóre je 5 bodů
Možnost I S vědomím, že valence chloru je rovna jedné, určete v těchto vzorcích valenci dalšího prvku
CaCl2, NCI3, HC1, PC15, AICI3
Možnost II S vědomím, že valence kyslíku je dvě, určete v těchto vzorcích valenci druhého prvku
MnO, P2O5, CO2, Mn2O7, K2O
Úkol B
Vytvořte vzorce pro chemické sloučeniny
I možnost Ca(II) a O(II), Na (I) a S(II), Mg (II) a S (II), AL(III) a O (II), Pb (IV) a O (II ).
Možnost II
Sn(IV) a O(II), C(IV) a O(II), Mg(II) a O(II), S(IV) a O(II), Fe (III) a O(II).
3. soutěž - Chemický hokej
Učitel: Byli jste požádáni domácí práce: připravte 3 otázky pro druhý tým. Teď budeme hrát hokej. Za tímto účelem dáme týmům jména: „obránci“ a „útočníci“. Každý tým položí své otázky jednu po druhé a tým protivníka odpoví. Za každou správnou odpověď je udělen 1 bod. Za zájem Zeptejte se Můžete také získat 1 bod. Maximální skóre v této soutěži je 6 bodů.
(Týmy se ptají a odpovídají na otázky jeden po druhém)
4. soutěž – „Chemický pokus“
Vybavení: hrnek se směsí dřevěných a železných pilin, hrnek se směsí škrobu a krystalový cukr, prázdné sklenice, sklenice s vodou, skleněná tyčinka, filtrační papír, trychtýř, stativy, alkoholová lampa, magnet,
Učitel: Je čas zjistit, jak můžete zacházet s chemickým sklem a provádět experimenty. Prvním krokem je zapamatovat si bezpečnostní pravidla při provádění experimentů. Tři lidé z každého týmu jsou povoláni ke stolu k experimentům. Pro každý tým je dána směs dvou látek. Váš úkol: pomocí svých znalostí rozdělte tyto směsi na látky, ze kterých se skládají. Maximální skóre v této soutěži je 5 bodů
Po dokončení tohoto úkolu si členové týmu úkol přečtou a podrobně pohovoří o zkušenostech, které udělali.
Možnost I: Oddělte směs sestávající ze škrobu a krystalového cukru Možnost II: Oddělte směs obsahující železné a dřevěné piliny
5. soutěž - „Rovnice chemických reakcí a typy reakcí“
Týmy dostanou karty s úkoly.
Učitel: Soutěž 5 se jmenuje „Rovnice chemických reakcí a typy reakcí.“ Máte karty s úkoly. Musíte poskládat chybějící body s potřebnými znaky chemických prvků, uspořádat koeficienty a uvést typ chemické reakce. Maximální skóre je 3 body (bere se v úvahu rychlost splnění úkolu, tým, který dokončí úkol rychleji získá plus 1 bod)
Možnost I
? + reakce O 2 MgO………………
Reakce FeO + H2 Fe + H 2O………………
AuO Au + ? reakce………………
Možnost II
? +HCl FeCl 2+ reakce H 2………………
H2+ Br2? reakce………………
Reakce HgO Hg + O2………………
6. soutěž – Z historie chemie“
Učitel: Týmy dostaly domácí úkol: připravit řeč o vědcích, kteří důstojně přispěli k rozvoji „atomově-molekulární vědy“ nebo byli jejími zakladateli. Slovo je uděleno týmům Za splnění tohoto úkolu může tým získat 3 body. Studenti zasílají zprávy Robertu Boyleovi a Antoinu Lavoisierovi.
Výkony prvního týmu
Robert Boyle - anglický chemik, fyzik, teolog. Narodil se do protestantské rodiny 25. ledna 1627 na zámku Lismore v Irsku. Jeho otcem byl aristokrat Richard Boyle, velmi bohatý muž, od přírody dobrodruh, který opustil Anglii v roce 1588 ve věku 22 let. Robertova matka Catherine Fentonová byla již druhou manželkou Richarda Boyla. Jeho první žena zemřela krátce po narození jejich prvního dítěte. Robert Boyle byl nejmladším, čtrnáctým dítětem v rodině Boyleových a sedmým, milovaným synem Richarda Boylea. Když se Robert narodil, bylo jeho otci již 60 let a matce 40. Robert Boyle měl samozřejmě štěstí v tom, že jeho otec byl jedním z nej nejbohatších lidí ve Velké Británii rodiče Roberta Boylea věřili, že děti by měly dostávat výchovu a vzdělání mimo rodinu. Proto byl v roce 1635, ve věku 8 let, malý Robert spolu s jedním ze svých bratrů poslán do Anglie, aby získal vzdělání. Vstoupili do módní Eton College, kde studovaly děti šlechtických šlechticů. Podmínky pro studium na Etonu byly pro mladého Boylese celkem příznivé. Richard Boyle bere své děti z Etonu v listopadu 1638. Robertovo vzdělání pokračuje doma pod dohledem jednoho z otcových kněží. V roce 1638 se Robert Boyle se svým mentorem vydal na cestu do evropských zemí, kde pokračoval ve studiu ve Florencii a na Ženevské akademii. V Ženevě se intenzivně věnuje matematice, francouzštině a latině, rétorice a teologii. Na začátku roku 1642 navštívil Boyle Florencii, město, kde žil a pracoval velký Galileo Galilei. Bohužel to bylo během Boyleova pobytu ve Florencii, kdy Galileo Galilei zemřel. Boyle nesl svou lásku k filozofie Galileo po celý svůj život, držet to v sobě vědecká kreativita víra v možnost studia světa prostřednictvím zákonů matematiky a mechaniky. V roce 1644, po smrti svého otce, se Robert Boyle vrátil do Anglie a usadil se na svém panství Stelbridge, kde žil téměř nepřetržitě 10 let a prováděl výzkum v terénu. přírodní vědy, věnující zároveň mnoho času náboženským a filozofickým otázkám. Nutno podotknout, že Robert Boyle celý život studoval teologii, a to velmi vážně a nadšeně. V roce 1654 se Robert Boyle přestěhoval do Oxfordu, kde vybavil laboratoř a s pomocí speciálně pozvaných asistentů prováděl experimenty ve fyzice a chemii. Jedním z těchto asistentů byl Robert Hooke. A přestože byl R. Boyle téměř 12 let rezidentem Oxfordské univerzity, nikdy neměl žádný vysokoškolský titul ani diplom. M.D. (Oxford, 1665) byl jeho jediným diplomem. V roce 1680 byl Robert Boyle zvolen příštím prezidentem Královské společnosti v Londýně, ale toto vyznamenání odmítl, protože požadovaná přísaha by porušila jeho náboženské zásady. Možná kvůli náboženskému přesvědčení prožil Robert Boyle celý svůj život svobodný a nikdy se neoženil. V roce 1668 získal Boyle čestný doktorát fyziky na Oxfordské univerzitě a ve stejném roce se přestěhoval do Londýna, kde se usadil se svou sestrou a pokračoval ve vědecké práci.
Vědecké úspěchy Roberta Boyla. V roce 1654 R. Boyle zavedl tento koncept do vědy chemický rozbor složení tel. V roce 1660 získal R. Boyle aceton destilací octanu draselného. Věřil v přeměnu prvků a dokonce v roce 1676 podal Royal Society of London zprávu o své touze přeměnit rtuť ve zlato. Upřímně věřil, že je na cestě k úspěchu v těchto experimentech.
V roce 1663 objevil Boyle barevné prstence v tenkých vrstvách, později nazývané newtonské prsteny. V roce 1663 objevil v lakmusovém lišejníku rostoucím ve skotských horách acidobazický indikátor lakmus, který použil při svém výzkumu. Boyle hodně studoval chemické procesy, vznikající při pražení kovů, suché destilaci dřeva, přeměnách solí, kyselin a zásad. V roce 1680 rozvinul nová cesta získávání fosforu z kostí, přijat kyselina fosforečná a fosfin. Robert Boyle zemřel v Londýně 30. prosince 1691 a zanechal po sobě bohaté vědecké dědictví pro budoucí generace. Boyle napsal mnoho knih, z nichž některé byly vydány po smrti vědce, protože některé z rukopisů byly později nalezeny v archivech Královské společnosti v Londýně. Byl pohřben v kostele Saint-Martin-in-the-Fields vedle své sestry. Kostel byl později zničen a bohužel neexistují žádné záznamy ani důkazy o tom, kam byly jeho ostatky přemístěny.
Výkony druhého týmu
Antoine Laurent Lavoisier - (1743-1794), francouzský chemik, jeden ze zakladatelů moderní chemie. Antoine Laurent Lavoisier se narodil 28. srpna 1743 v rodině právníka. Dítě strávilo první roky svého života v Paříži, v Pequet Lane, obklopené zahradami a volnými pozemky. Jeho matka zemřela a porodila další dívku v roce 1748, když bylo Antoinu Laurentovi pouhých pět let. Základní vzdělání získal na Mazarin College. Tuto školu zřídil kardinál Mazarin pro šlechtické děti, ale byli do ní přijímáni i externisté z jiných tříd. Byla to nejoblíbenější škola v Paříži.
Antoine se dobře učil. Jako mnoho vynikajících vědců nejprve snil o literární slávě a ještě na vysoké škole začal psát prozaické drama „Nová Heloise“, ale omezil se pouze na první scény. Po ukončení vysoké školy vstoupil Laurent na právnickou fakultu, pravděpodobně proto, že jeho otec a děd byli právníci a tato kariéra se v jejich rodině již začínala stávat tradiční: ve staré Francii se funkce obvykle dědily.
V roce 1763 získal Antoine Laurent bakalářský titul a následující rok - licenciát práv. Právní vědy však nedokázaly uspokojit jeho bezmeznou a neukojitelnou zvědavost. Zajímalo ho všechno – od filozofie Condillacu po pouliční osvětlení. Poznání nasával jako houba, každý nový předmět v něm vzbuzoval zvědavost, cítil ho ze všech stran, ždímal z něj všechno možné.
Brzy však z této rozmanitosti začíná vyčnívat jedna skupina znalostí, která je stále více pohlcuje: přírodní vědy.
Lavoisierova první díla vznikala pod vlivem jeho učitele a přítele Guétarda. Po pěti letech spolupráce s Guétardem byl v roce 1768, když bylo Lavoisierovi 25 let, zvolen členem Akademie věd.
Antoine Lavoisier se brzy oženil s dcerou obecného daňového farmáře Polzy. V roce 1771 bylo Antoinu Lavoisierovi 28 let a jeho nevěstě 14 let. I přes nevěstino mládí se manželství ukázalo jako šťastné. Lavoisier v ní našel aktivního asistenta a spolupracovníka na studiích. Pomohla mu dovnitř chemické pokusy vedla si laboratorní deník a překládala pro svého manžela díla anglických vědců. Dokonce jsem udělal kresby pro jednu z knih. Neměli žádné děti.
Antoine Lavoisier ve svém životě dodržoval přísný řád. Zavedl pravidlo studovat vědu šest hodin denně: od šesti do devíti ráno a od sedmi do deseti večer. Jeden den v týdnu byl věnován výhradně vědě. A. Lavoisier se ráno zamkl s kolegy v laboratoři, zde opakovali pokusy, diskutovali o chemických otázkách, dohadovali se o nový systém. Na stavbu nástrojů utrácel obrovské částky, představující v tomto ohledu naprostý opak některých jeho současníků.
V roce 1775 předložil Antoine Lavoisier akademii memoár, ve kterém bylo poprvé přesně objasněno složení vzduchu. Vzduch se skládá ze dvou plynů: " čistý vzduch“, schopný zlepšit hoření a dýchání, oxidovat kovy a „bájný vzduch“, který tyto vlastnosti nemá. Názvy kyslík a dusík byly uvedeny později.
Plodné byly i výsledky Lavoisierova řízení továren na střelný prach v letech 1775-1791. Tohoto úkolu se zhostil se svou obvyklou energií.
Během francouzská revoluce Jako jeden z daňových farmářů se vědec Antoine Lavoisier dostal do vězení. 8. května 1794 se konal soud. Na základě vykonstruovaných obvinění bylo 28 daňových farmářů, včetně Lavoisiera, odsouzeno k smrti. Lavoisier byl čtvrtý na seznamu. Před ním byl popraven jeho tchán Polz. Pak přišla řada na něj.
IV.Reflexe
Učitel: Kluci, naše lekce se blíží ke konci. Děkuji za aktivní účast na lekci a za pomoc spoluhráčům.
Každý z vás má z lekce své dojmy. Chtěl bych vás požádat o komentář k lekci pomocí těchto frází:
Studenti mluví v kruhu v jedné větě a vybírají začátek fráze z reflexní obrazovky na tabuli:
dnes jsem zjistil...
bylo to zajímavé…
bylo to náročné…
Splnil jsem úkoly...
Uvědomil jsem si...
Teď mohu…
Cítil jsem, že...
Koupil jsem...
Naučil jsem se…
Dokázal jsem …
Byl jsem schopen...
Zkusím to…
Byl jsem překvapen...
Chtěl jsem…
V. Shrnutí lekce
Na konci lekce se sečtou výsledky každého studenta a udělí se známky za účast a odpovědi v hodině. Je určen vítězný tým a identifikováni vedoucí
Skóre za body:
„5“ – za 21 nebo více bodů
"4" - za 17-20 bodů
„3“ – za 12-16 bodů
VI. Domácí práce
Připravit se na zkušební práce na téma "Počáteční chemické pojmy"
Přidat web do záložek
Elektrické jevy se dostaly do povědomí člověka nejprve v hrozivé podobě blesku - výboje atmosférické elektřiny, poté byla objevena a studována elektřina získaná třením (např. kůže o sklo atd.); konečně po objevu chemických zdrojů proudu (galvanické články v roce 1800) vznikla a rychle se rozvíjela elektrotechnika. V sovětském státě jsme byli svědky skvělého rozkvětu elektrotechniky. Ruští vědci k tak rychlému pokroku velkou měrou přispěli.
Je však těžké dát jednoduchou odpověď na otázku: „Co je elektřina?" Můžeme říci, že „elektřina je elektrické náboje a související elektromagnetická pole" Ale taková odpověď vyžaduje podrobné další vysvětlení: "Co jsou elektrické náboje a elektromagnetická pole?" Postupně ukážeme, jak v podstatě složitý je pojem „elektřina“, přestože byly velmi podrobně studovány extrémně rozmanité elektrické jevy a souběžně s jejich hlubším pochopením se obor rozšířil praktická aplikace elektřina.
Vynálezci prvního elektrické stroje představil si elektřina jako pohyb speciální elektrické tekutiny v kovových drátech, ale k vytvoření elektronek bylo nutné znát elektronickou povahu elektrického proudu.
Moderní nauka o elektřině je úzce spjata s naukou o struktuře hmoty. Nejmenší částice látky, která ji uchovává Chemické vlastnosti, je molekula (z latinského slova "moles" - hmotnost).
Tato částice je velmi malá, například molekula vody má průměr asi 3/1000 000 000 = 3/10 8 = 3*10 -8 cm a objem 29,7*10 -24.
Abychom si jasněji představili, jak malé takové molekuly jsou, do jakého obrovského množství se jich vejde malý objem, pojďme v duchu provést následující experiment. Pojďme si nějak označit všechny molekuly ve sklenici vody (50 cm 3) a vylijte tuto vodu do Černého moře. Představme si, že molekuly obsažené v těchto 50 cm 3, rovnoměrně rozmístěny v rozsáhlých oceánech, které zabírají 71 % rozlohy zeměkoule; Pak si naberme další sklenici vody z tohoto oceánu, alespoň ve Vladivostoku. Existuje pravděpodobnost, že v této sklenici najdeme alespoň jednu z molekul, které jsme označili?
Objem světových oceánů je obrovský. Jeho plocha je 361,1 milionů km2. Jeho průměrná hloubka je 3795 m Proto je jeho objem 361,1 * 10 6 * 3,795 km 3, tj. asi 1 370 LLC LLC km 3 = 1,37*10 9 km 3 - 1,37*10 24 cm 3.
Ale v 50 cm 3 voda obsahuje 1,69 * 10 24 molekul. V důsledku toho bude po smíchání každý centimetr krychlový oceánské vody obsahovat 1,69/1,37 značených molekul a asi 66 značených molekul skončí v naší sklenici ve Vladivostoku.
Bez ohledu na to, jak malé molekuly jsou, jsou tvořeny ještě menšími částicemi – atomy.
Atom je nejmenší část chemického prvku, která je nositelem jeho chemických vlastností. Chemickým prvkem se obvykle rozumí látka sestávající ze stejných atomů. Molekuly mohou tvořit stejné atomy (například molekula plynného vodíku H2 se skládá ze dvou atomů) nebo různé atomy (molekula vody H20 se skládá ze dvou atomů vodíku H2 a atomu kyslíku O). V druhém případě při dělení molekul na atomy, chemické a fyzikální vlastnosti látky se mění. Když se například rozkládají molekuly kapalného tělesa, vody, uvolňují se dva plyny – vodík a kyslík. Počet atomů v molekulách se liší: od dvou (v molekule vodíku) po stovky a tisíce atomů (v proteinech a vysokomolekulárních sloučeninách). Řada látek, zejména kovů, netvoří molekuly, to znamená, že se skládají přímo z atomů, které nejsou vnitřně spojeny molekulárními vazbami.
Dlouho se věřilo, že atom nejmenší částice hmota (samotný název atom pochází z řeckého slova atomos – nedělitelný). Nyní je známo, že atom je složitý systém. Většina hmoty atomu je soustředěna v jeho jádru. Nejlehčí elektricky nabité elementární částice - elektrony - obíhají kolem jádra po určitých drahách, stejně jako planety obíhají kolem Slunce. Gravitační síly drží planety na jejich drahách a elektrony jsou přitahovány k jádru elektrickými silami. Elektrické náboje mohou být dvou různých typů: kladné a záporné. Ze zkušenosti víme, že se přitahují pouze opačné elektrické náboje. V důsledku toho musí mít náboje jádra a elektronů také různá znaménka. Je konvenčně přijímáno považovat náboj elektronů za záporný a náboj jádra za kladný.
Všechny elektrony, bez ohledu na způsob jejich výroby, mají stejné elektrické náboje a hmotnost 9,108 * 10 -28 G. V důsledku toho lze elektrony, které tvoří atomy jakéhokoli prvku, považovat za stejné.
Náboj elektronu (obvykle označovaný e) je přitom elementární, tedy nejmenší možný elektrický náboj. Pokusy prokázat existenci menších poplatků byly neúspěšné.
Příslušnost atomu ke konkrétnímu chemickému prvku je určena velikostí kladného náboje jádra. Celkový záporný náboj Z elektronů atomu se rovná kladnému náboji jeho jádra, proto musí být hodnota kladného náboje jádra eZ. Číslo Z určuje místo prvku v Mendělejevově periodické tabulce prvků.
Některé elektrony v atomu jsou na vnitřních drahách a některé na vnějších. Ty první jsou relativně pevně drženy na svých drahách atomovými vazbami. Ten se může relativně snadno oddělit od atomu a přesunout se k jinému atomu, nebo zůstat nějakou dobu volný. Tyto vnější orbitální elektrony určují elektrické a chemické vlastnosti atomu.
Dokud se součet záporných nábojů elektronů rovná kladnému náboji jádra, je atom nebo molekula neutrální. Ale pokud atom ztratil jeden nebo více elektronů, pak se v důsledku přebytečného kladného náboje jádra stává kladným iontem (z řeckého slova ion - pohybující se). Pokud atom zachytil přebytečné elektrony, pak slouží jako záporný iont. Stejným způsobem mohou vznikat ionty z neutrálních molekul.
Nositeli kladných nábojů v jádře atomu jsou protony (z řeckého slova „protos“ - první). Proton slouží jako jádro vodíku, prvního prvku v tabulce periodická tabulka. Jeho kladný náboj e + se číselně rovná zápornému náboji elektronu. Ale hmotnost protonu je 1836krát větší než hmotnost elektronu. Protony spolu s neutrony tvoří jádra všech chemických prvků. Neutron (z latinského slova „neuter“ - ani jeden, ani druhý) nemá žádný náboj a jeho hmotnost je 1838krát větší než hmotnost elektronu. Hlavními částmi atomů jsou tedy elektrony, protony a neutrony. Z toho protony a neutrony jsou pevně drženy v jádře atomu a uvnitř látky se mohou pohybovat pouze elektrony a kladné náboje se za normálních podmínek mohou pohybovat pouze společně s atomy ve formě iontů.
Počet volných elektronů v látce závisí na struktuře jejích atomů. Pokud je těchto elektronů hodně, pak tato látka umožňuje pohybující se elektrické náboje dobře procházet. Říká se tomu dirigent. Všechny kovy jsou považovány za vodiče. Stříbro, měď a hliník jsou obzvláště dobré vodiče. Pokud pod tím či oním vnějším vlivem vodič ztratil část volných elektronů, pak převaha kladných nábojů jeho atomů vytvoří efekt kladného náboje vodiče jako celku, to znamená, že vodič bude přitahují záporné náboje - volné elektrony a záporné ionty. Jinak s přebytkem volných elektronů bude vodič záporně nabitý.
Řada látek obsahuje velmi málo volných elektronů. Takové látky se nazývají dielektrika nebo izolanty. Špatně nebo prakticky nepřenášejí elektrické náboje. Mezi dielektrika patří porcelán, sklo, tvrdá pryž, většina plastů, vzduch atd.
V elektrických zařízeních se elektrické náboje pohybují po vodičích a k usměrňování tohoto pohybu slouží dielektrika.
