1物体是由大量分子组成的
[学习目标] 1.知道物体是由大量分子组成的. 2. 知道分子的简化模型,即球形模型或立方体模型,知道分子直径的数量级.(重点) 3.知道阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁,记住它的物理意义、数值和单位,会用这个常数进行有关的计算和估算.(难点)
知识点一分子的大小
1.油膜法估测分子直径
(1)油膜法是一种粗略测定分子大小的方法,其方法是把油酸滴到水面上,油酸在水面上散开,形成单分子油膜,如图711所示.如果把分子看成球形,单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径.
(2)如果1滴油滴的体积为V,单分子油膜的面积为S,则分子的大小(即直径)为d=.在此忽略了分子间的空隙.
2.分子的大小
除了一些有机物质的大分子外,多数分子直径大小的数量级为10-10 m.
[再思考]
对固体、液体、气体的分子大小估算时,其模型有何不同?
【提示】 估算分子大小时,既可以把分子占据的空间看做立方体,也可以看做球体.对于固体、液体分子,一般视为球体,分子直径的数量级为10-10 m.而对于气体只能看成立方体,计算其占有体积的大小.
[后判断]
1.油酸分子的直径可认为与单分子油膜的厚度相等.(√)
2.物体是由大量分子组成的,多数分子直径的数量级为10-10 m.(√)
3.当油膜达到最大后,要立即测量其面积,这样会更准确.(×)
知识点二阿伏加德罗常数
1.定义
1 mol的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量可以用阿伏加德罗常数表示.
2.数值
阿伏加德罗常数通常取NA=6.02×1023_mol-1,粗略计算中可取NA=6.0×1023_mol-1.
3.意义
阿伏加德罗常数是一个重要常数.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,即阿伏加德罗常数NA是联系宏观量与微观量的桥梁.
[再思考]
结合阿伏加德罗常数的意义,说说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,则有m=.
[后判断]
1.任何物质在任何状态下的阿伏加德罗常数相同.(√)
2.阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁.(√)
3.气体分子的体积与它所占有的空间体积是不同的,前者与后者大小非常接近.(×)
考点一 实验:用油膜法估测分子的大小(深化理解)
1.实验目的:用油膜法估测分子的大小.
图712
2.实验原理:把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜,如图所示.不考虑分子间的间隙,把油酸分子看成球形模型,计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V并测出油膜面积S,求出油膜的厚度d,即d=就是油酸分子的直径.
3.实验器材:油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、痱子粉或细石膏粉.
4.实验步骤
(1)在浅盘中倒入约2 cm深的水,将痱子粉均匀撒在水面上.
(2)用注射器往小量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知),记下滴入的滴数n,算出一滴油酸酒精溶液的体积.
(3)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上.
(4)待油酸薄膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用水彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状.
(5)将玻璃板放在坐标纸上,通过数方格数,算出油酸薄膜的面积S.计算方格数时,不足半个的舍去,多于半个的算一个.
(6)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.
(7)计算油酸薄膜的厚度d=,即油酸分子的大小.