Нас окружают разнообразные предметы. Мы можем увидеть, что это либо твердые тела, либо жидкости, либо газы. Возникает масса вопросов обо всем, что нас окружает. Ответы на многие вопросы дает молекулярно-кинетическая теория.
Молекулярно-кинетическая теория — это совокупность воззрений, используемых для описания наблюдаемых и измеряемых свойств вещества на основе изучения свойств атомов и молекул данного вещества, их взаимодействия и движения.
Основные положения молекулярно-кинетической теории
-
Все тела состоят из частиц — атомов, молекул, ионов.
-
Все частицы находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении.
-
Между частицами любого тела существуют силы взаимодействия — притяжения и отталкивания.
Таким образом, в молекулярно-кинетической теории объектом исследования является система, состоящая из большого количества частиц — макросистема. Для объяснения поведения такой системы законы механики не применимы. Поэтому основным методом исследования является статистический метод изучения свойств вещества.
Для объяснения и предсказания явлений важно знать основные характеристики молекул:
- Размеры
Оценка размера молекулы может быть сделана как размер кубика a в котором содержится одна молекула, исходя из плотности твердых или жидких веществ и массы одной молекулы:
- Масса молекул
Отношение массы вещества m к числу молекул N в данном веществе:
- Относительная молекулярная масса
Отношение массы молекулы (или атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода:
- Количество вещества
Количество вещества равно отношению числа частиц N в теле (атомов — в атомарном веществе, молекул — в молекулярном) к числу молекул в одном моле веществаNА:
- Постоянная Авогадро
Количество молекул, содержащихся в 1 моль вещества.
- Молярная масса
Молярной массой вещества называют массу вещества, взятого в количестве 1 моля.
В Международной системе единиц молярная масса вещества выражается в кг/моль.
- Взаимодействие (количественно на основе опытов)
Для взаимодействия молекул характерно одновременно и притяжение, и отталкивание: на расстояниях r<r0 доминирует отталкивание, на расстоянии r>r0 — притяжение, причем оно быстро убывает. На расстоянии r0 система двух молекул обладает минимумом потенциальной энергии (сила взаимодействия равна нулю) — это состояние устойчивого равновесия
Молекулярно-кинетическая теория дает возможность понять, почему вещество может находиться в газообразном, жидком и твердом состояниях. С точки зрения МКТ агрегатные состояния различаются по значению среднего расстояния между молекулами и характеру движения молекул друг относительно друга.
Основные положения молекулярно-кинетической теории неоднократно подтверждались различными физическими экспериментами. Например, исследованием:
А) Диффузии
Б) Броуновского движения
Краткие итоги
Молекулярно-кинетическая теория объясняет строение и свойства тел на основе движения и взаимодействия атомов, молекул и ионов. В основе МКТ лежат три положения, которые полностью подтверждены экспериментально и теоретически:
1) все тела состоят из частиц – молекул, атомов, ионов;
2) частицы находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении;
3) между частицами любого тела существуют силы взаимодействия – притяжения и отталкивания.
Молекулярное строение вещества подтверждается непосредственным наблюдением молекул в электронных микроскопах, а также растворением твердых веществ в жидкостях, сжимаемостью и проницаемостью вещества. Тепловое движение – броуновским движением и диффузией. Наличие межмолекулярного взаимодействия прочностью и упругостью твердых тел, поверхностным натяжением жидкостей.
Опорный конспект к уроку:
Вопросы для самоконтроля по блоку «Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование»
- Сформулируйте основные положения молекулярно-кинетической теории.
- Какие наблюдения и эксперименты подтверждают основные положения молекулярно-кинетической теории?
- Что такое молекула? атом?
- Что называют относительной молекулярной массой? Какая формула выражает это понятие?
- Что называют количеством вещества? Какая формула выражает это понятие? Какова единица количества вещества?
- Что называют постоянной Авогадро?
- Что такое молярная масса вещества? Какая формула выражает смысл этого понятия? Какова единица молярной массы?
- Какова природа межмолекулярных сил?
- Какими свойствами обладают силы молекулярного взаимодействия?
- Как силы взаимодействия зависят от расстояния между ними?
- Опишите характер движения молекул в газах, жидкостях и твердых телах.
- Каков характер упаковки частиц у газов, жидкостей и твердых тел?
- Каково среднее расстояние между молекулами у газов, жидкостей и твердых тел?
- Перечислите основные свойства газов, жидкостей, твердых тел.
- Что называют броуновским движением?
- О чем свидетельствует броуновское движение?
- Что называют диффузией? Приведите примеры диффузии в газах, жидкостях и твердых телах.
- 18. Как зависит скорость диффузии от температуры тел?
