Фізика атомів і молекул

Візьмемо паперовий листок і почнемо ділити його на все більш і більш дрібні частини. На кожному Чи кроці ми будемо отримувати шматочки саме папери, або на якомусь етапі з’явиться щось нове?

Перше положення МКТ говорить нам про те, що речовина не є діленим до нескінченності. Рано чи пізно ми дійдемо до «останнього рубежу» – найдрібніших частинок даної речовини. Ці частинки – атоми і молекули. Їх також можна розділити на частини, але тоді вихідна речовина припинить своє існування.

Атом – це найменша частинка даного хімічного елемента, яка зберігає всі його хімічні властивості. Хімічних елементів не так багато – всі вони зведені в таблицю Менделєєва.

Молекула – це найменша частинка даної речовини (що не є хімічним елементом), зберігає усі його хімічні властивості. Молекула складається з двох або більше атомів одного або декількох хімічних елементів.

Наприклад, H2O – це молекула води, що складається з двох атомів водню і одного атома кисню. Розділивши її на атоми, ми перестанемо мати справу в речовиною під назвою «вода». Далі, розділивши атоми H і O на складові частини, ми отримаємо набір протонів, нейтронів і електронів і тим самим втратимо інформацію про те, що спочатку це були водень і кисень. Розмір атома або молекули (що складається з невеликого числа атомів) становить порядку 10-8 см. Це настільки мала величина, що атом неможливо розгледіти ні в якій оптичний мікроскоп.

Атоми і молекули називаються для стислості просто частками речовини. Чим саме є частинка – атомом або молекулою – в кожному конкретному випадку встановити неважко. Якщо мова йде про хімічний елемент, то часткою буде атом; якщо ж розглядається складна речовина, то його частка – це молекула, що складається з декількох атомів.

Далі, перше положення МКТ стверджує, що частинки речовини не заповнюють простір безперервно. Частинки розташовані дискретно, тобто як би в окремих точках. Між частинками є проміжки, величина яких може змінюватися в деяких межах.

На користь першого положення МКТ свідчить явище теплового розширення тел. А саме, при нагріванні збільшуються відстані між частинками речовини, і розміри тіла зростають. При охолодженні, навпаки, відстані між частинками зменшуються, в результаті чого тіло стискається.

Яскравим підтвердженням першого положення МКТ служить також дифузія – взаємне проникнення дотичних речовин один в одного.

Наприклад, на рис. 2.1 показан2 процес дифузії в рідини. Частинки розчинної речовини поміщені в склянку з водою і розташовані спочатку у верхній лівій частині склянки. З плином часу частки переміщаються (як кажуть, дифундують) з області високої концентрації в область низької концентрації. Зрештою концентрація часток стає скрізь однаковою – частки рівномірно розподіляються по всьому об’єму рідини. Як пояснити дифузію з точки зору молекулярно-кінетичної теорії? Дуже просто: частинки однієї речовини проникають в проміжки між частинками іншої речовини. Дифузія йде тим швидше, чим більше ці проміжки – тому найлегше змішуються один з одним гази (в яких відстані між частинками багато більше розмірів самих частинок).

Посилання на основну публікацію