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德谟克利特,第七章 分子动理论,第一节 物体是由大量分子组成的,1.知识与能力,知道物体是由大量分子组成的。,知道油膜法测分子大小的原理，并能估测出分子的大小。,知道分子的球型结构和分子尺度的数量级。,知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位，并掌握与之有关的计算或估算方法。,掌握油膜法测分子的大小的方法。,理解阿伏加德罗常数在微观与宏观量中的桥梁作用。,注意观察与欣赏身边的各种事物，领略其美好的一面。,通过实验总结规律，以便更好的解决生活中存在的问题。,2.过程与方法,3.情感态度与价值观,重点,理解和学会用单分子油膜法估测分子大小（直径）的方法。,分子大小的数量级。,用阿伏加德罗常数进行有关计算或估测的方法。,难点,理解和学会用单分子油膜法估测分子大小（直径）的方法。,1. 油膜法测分子直径 2. 分子的大小 3. 阿伏加德罗常数,讨论,之前我们已经接触过分子，就平时的知识也知道分子是很微小的，那么如何测出分子直径呢？,1. 油膜法测分子直径,怎样估算油酸分子的大小？,实验,油膜的厚度等于这一滴油酸的体积与它形成的面积的比。,如何获得一滴油酸？怎样测量它的体积？,如何测量油膜的面积？,怎样才能看清无色透明的油酸薄膜？,将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内的正方形个数，不足半个的舍去，多余半个的按一个计算从而计算出油膜的面积。,因此，根据1滴油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d= ，即油膜分子的大小。,实验误差：,油酸酒精溶液的实际浓度和计算值有差别。,1滴油酸酒精溶液的实际浓度和计算值有差别。,油酸分子在水面上不一定是均匀单层分布。,在数方格计算油膜面积的时候出现误差。,油膜法测分子大小是早期测定分子大小的一种方法，本实验是利用宏观量的测定求出微观量的大小。,2. 分子的大小,热学中提到的“分子”是指组成物质的原子，分子或离子等，因为它们都遵循相同的热运动规律。自然界中所有物质都是由大量的、不连续的分子组成的。,和细菌差不多1m大小的水珠中含有地球人口的好几倍那么多的分子，这么小的一滴水中就有如此庞大的分子，可以想象分子是多么小。,可见我们接下来需要研究的是极小的分子。,我们身边到处都存在着各种各样无穷多的分子，但是我们用肉眼是看不到的，需要借助显微镜。,组成物质的分子那么小，不但用肉眼无法直接看到，就使用高倍的光学显微镜也看不到，只有放大几亿倍的扫面隧道显微镜才能观察到物质表面原子的排列。,扫描隧道显微镜下的原子,DNA分子,蛋白质分子,水分子,微生物分子,上面几幅图片便是显微镜下观察到的分子，我们可以看出分子并不是一个小球，但是我们习惯把它看做小球，目的是对分子建立一种简化模型，以方便我们理解和计算。,用不同方法测出的分子大小有差异，但是数量级是相同的，除了一些有机物质大分子外，分子直径的数量级为10-10m。,液体、固体的分子排列比较紧密，我们一般把它们看做小球，即认为固体、液体分子是紧密挨在一起的小球，因此，小球的直径就是该物体的分子直径，下图即为实例。,气体分子的分子间距很大，因此我们就不能认为它们是紧密挨在一起的了，但可以把每个分子所占的空间体积看做一个正方形，那么正方体棱长也就等于分子间的平均距离。,气体分子,固体、液体分子,3. 阿伏加德罗常数,在化学课中我们已经学过，1mol任何物质都含有相同的分子数，用阿伏加德罗常数NA表示，正式的定义是0.012千克碳12中包含的碳12的原子的数量。,直到19世纪中叶，“阿伏伽德罗常量”的概念才正式由法国科学家让贝汉提出，而在1865年，NA的值才首次通过科学的方法由德国人约翰洛施米特测定出，NA=6.02213671023mol-1 。 通常取NA=6.021023mol-1，粗略计算时取NA=6.01023mol-1 。,阿伏加德罗常数是联系微观物理量与宏观物理量的桥梁，所以涉及分子动理论中有关分子大小的计算时，常常用到该常量及相关公式。,各符号所代表的物理量,m物质质量 M摩尔质量 m0分子质量 V物质体积 VM摩尔体积 NA阿伏加德罗常数 V0分子体积或气体分子所占据的平均空间 n物质的量 N分子总个数 d分子直径或气体分子之间的平均距离 物质的密度,通过以上公式不难看出，不论是估算分子的质量、估算分子的数目、估算分子的体积、估算分子的直径还是估算分子的平均距离，都离不开阿伏加德罗常数，足以见得阿伏加德罗常数对宏观量和微观量的重要作用。,我们都知道分子的体积和质量都非常的小，而 NA=6.021023mol-1阿伏加德罗常数这个非常重要的数字又是联系宏观与微观的桥梁，从而说明了物质是由大量分子组成的。,既然阿伏加德罗常数如此重要，那么关于它的计算我们应该重点来掌握。,记忆思路,NA是联系宏观量和微观量的桥梁。 是联系质量和体积的关键。 在记忆中起枢纽作用。,1. 单分子油膜法测定分子大小是把分子想象成小球，利用球体的球直径方法测得的，实验过程中应注意减小不必要的误差的产生。,2. 分子大小的数量级是10-10m，分子其实很小但结构却相当复杂，我们要学会建立分子结构模型。,3.阿伏加德罗常数是联系微观和宏观的桥梁，我们知道怎么运用其做相应计算。,1.（2005-江苏）某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（ ） A. B. C. D.,BC,解析,A中，用物质的体积除以分子占据的平均空间得到的是分子的总个数，故A错。 D中，用分子的摩尔质量除以物质质量，是物质的量的倒数，故D错。,510-10,1. 某学生在用油膜法测分子直径试验中，计算结果明显偏大，可能是由于（ ） A. 油酸未完全散开 B. 油酸中含有大量酒精 C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D. 求每滴体积时，1ml的溶液的滴数误多记了10滴,AC,解析,如果油酸未完全散开，则不能形成单分子油膜，油膜厚度大于分子直径，测量结果偏大，A正确。 油膜酒精溶液中酒精易溶解挥发，故不影响实验结果，B错误。 计算油膜面积时，方格数不足半个的舍去，多余半个按一个计算，现舍去所有不足一个的，则油膜面积偏小，由 计算出分子直径偏大，C正确。 求每滴体积，误多记了10滴，则每滴体积测量结果偏小，分子直径计算结果偏小，D错误。,2. 若已知阿伏加德罗常数，物质的摩尔质量，摩尔体积，则可以计算出（ ） A. 固体物质分子的大小和质量 B. 液体分子的大小和质量 C. 气体分子的大小和质量 D. 气体分子的质量和分子间的平均距离,ABD,3. 房间地面表面积15m2，高3m，空气平均密度=1.29kg/m3,空气平均摩尔质量M=2.910-2kg/mol，则该房间内空气的质量为_kg，空气分子间的平均距离为_ m。,58,3.310-9,4. 已知铜的摩尔质量是6.410-2kg/mol,密度为8.9103kg/m3,阿伏加德罗常数为6.01023mol-1，估算铜原子的直径为_m（要求一位有效数字）。,解析,铜原子的直径,310-10,5. 已知水的密度=1.0103kg/m3，水的摩尔质量M=1.810-2kg/mol。 求1g水中含多少水分子？水分子的质量是多少？估算水分子的直径（取二位有效数字）,解析, 个 分子的质量 kg 一个水分子的体积 ，将水分子视为球型，则 ，所以得到 ，于是,6. 已知金刚石的密度是3500kg/m3,有一小块金刚石，体积是5.710-8m3，此小块金刚石中含有多少个碳原子？设想金刚石中碳原子是紧密堆在一起的，估算碳原子的直径。,解析,碳原子个数: 碳原子直径：,1.设薄膜的质量为m,密度为1，面积为S，厚度为d,盐水的密度为2，薄膜在盐水中悬浮，表明薄膜和盐水的密度相等，1=2。又因为1= = ，所以d= = =1.510-3m 2.(1)设一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，则V= =810-6mL (2)由题可知，油酸大约占108个小格，故油酸面积S=10810-4m2=1.0810-2m2,
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