Химия и физика

Ключевым вопросом химии и физики является строение вещества и движение тех частиц, из которых состоят вещества. Как известно, все вещества состоят из мельчайших частиц. Этими частицами могут быть атомы, молекулы и ионы.

Молекула – это мельчайшая частица вещества, определяющая его свойства.

Из молекул состоят такие вещества, как вода, сахар, уксусная кислота, углекислый газ.

Большинство твёрдых веществ находятся в кристаллическом состоянии. Их частицы расположены таким образом, что если их соединить линиями, то получится геометрическая фигура, так называемая кристаллическая решётка.

Йод – это вещество молекулярного строения. При нормальных условиях йод – это твёрдое вещество. Не путайте, йод, который стоит у вас в аптечке является настойкой, то есть это кристаллы йода, растворённые в этиловом спирте. Формула молекулы йода – I₂, то есть в модели кристаллической решётке двойные шарики – это и есть молекулы йода.

Доказательством того, что многие вещества имеют молекулярное строение, может служить явление диффузии. От латинского diffusio означает «распространение», «растекание».

Диффузия – это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

Явление диффузии можно наблюдать при распылении аэрозоля. Так, например, если распылить освежитель воздуха, то через некоторое время можно почувствовать запах ароматизатора. Это явление объясняется тем, что между молекулами вещества есть промежутки, в которые могут проникать молекулы другого вещества. Явление диффузии можно наблюдать и при растворении сахара в воде.

Такое явление, как диффузия, доказывает, что частицы, из которых состоят вещества, находятся в постоянном движении, так называемое броуновское движение.

Когда английский ботаник Роберт Броун в 1827 году изучал строение пыльцы растений, он заметил, наблюдая в микроскоп, что пылинки, из которых состоит пыльца хаотически передвигаются будто живые.

То есть броуновское движение – это беспорядочное движение мельчайших частий в жидкой или газообразной среде.

Французский учёный Ж. Б. Перрен поставил следующий опыт: он смешал тушь с водой, накрыл препарат покровным стеклом и изучал его под микроскопом. Вскоре он увидел, что частицы туши совершают самопроизвольное движение. Затем он зарисовал движение этих частиц и получился своеобразный рисунок. Этот опыт ещё раз доказал существование молекул. Перрен доказал, что причина броуновского движения – это непрерывное движение молекул жидкости или газа.

Сами молекулы состоят из более мелких частиц – атомов.

Атомы – это мельчайшие электронейтральные частицы, из которых состоят молекулы веществ.

Есть вещества, которые состоят не из молекул, а из атомов. Такими веществами являются: алмаз, графит, кремний, кварц, сапфир, рубин и другие. Но большинство веществ состоят не из молекул и атомов, а из ионов.

Ионы – это положительно или отрицательно заряженные частицы, образовавшиеся из атомов.

К веществам, которые состоят из ионов, относятся: поваренная соль, сода, марганцовка, флюорит. Таким образом, в кристаллической решётке таких веществ находятся ионы.

Явление диффузии можно наблюдать, если бросить несколько кристалликов марганцовки в воду. Сначала появляются фиолетовые разводы, а затем цвет жидкости становится однородным.

На скорость диффузии влияет температура. Естественно в более тёплой воде кристаллы марганцовки растворятся быстрее, чем в холодной воде.

То есть различают вещества молекулярного и немолекулярного строения. Вещества молекулярного строения состоят из молекул, а вещества немолекулярного строения состоят из атомов или ионов.

К веществам молекулярного строения относятся: вода, сахар, йод, углекислый газ, уксусная кислота. К веществам немолекулярного строения относятся вещества, которые состоят из атомов. Это: алмаз, кварц, рубин, кремний. К веществам, которые состоят из ионов, относятся: поваренная соль, сода, флюорит, марганцовка.