Урок №2
Тема уроку: Початкові відомості про будову речовини. Молекули. Атоми.
Мета уроку: сформувати знання учнів про атоми, молекули, мікросвіт, електрон, ядро, дифузію, молекулярно-кінетичну теорію Виховати самостійність мислення, відповідальність. Розвинути логічне мислення, пам'ять.
Тип уроку: засвоєння нових знань.
Хід уроку
І. Актуалізація опорних знань.
ІІ. Вивчення нового матеріалу.
1.Розрізняємо атом і молекулу
Речовини здебільшого складаються з молекул
Чому ж існує така величезна кількість — мільйони! — різних речовин? Згадайте українську абетку: вона має лише 33 букви, проте з них можна скласти тисячі слів. Отже, проведемо аналогію: кожна буква відповідає окремому атому, а кожне слово — певній молекулі, тобто певній речовині. Із 118 видів атомів можна скласти мільйони різ-номанітних молекул і, відповідно, отримати мільйони різноманітних речовин.
2. Намагаємось уявити розміри атомів
Світ молекул, атомів і їхніх складників називають мікросвітом. Характеризуючи об’єкти мікросвіту, вчені використовують числа, що суттєво відрізняються від тих, з якими людина має справу в повсякденному житті. Для короткого запису таких чисел використовують степінь числа 10*. Так, розмір атома приблизно дорівнює 0,000 000 0001 м, або 1 · 10–10 м. Щоб уявити, наскільки малим є це значення, наведемо приклади. *Приклад 1. Якщо з балона зі стисненим повітрям через мікроскопічну тріщину буде витікати щосекунди мільярд частинок (атомів і молекул), з яких складається повітря, то за 650 років маса балона зменшиться лише на 0,001 г.
Приклад 2. У головці сталевої булавки, радіус якої 1 мм, міститься близько 100 000 000 000 000 000 000, або 1 ∙ 10 20 атомів заліза. Якщо ці атоми розмістити один за одним, то отримаємо ланцюжок завдовки 20 мільйонів кілометрів, що приблизно в 50 разів більше за відстань між Землею і Місяцем. Побачити окремі атоми та молекули навіть у найпотужніший оптичний мікроскоп неможливо, але в ХХ ст. вчені створили прилади, які дозволяють не тільки бачити окремі молекули речовини, а навіть переміщати їх з місця на місце. Один із таких приладів — електронний мікроскоп.
3. Згадуємо будову атома
Атом, як і молекула, має складну структуру. Атом являє собою ядро, оточене легкими частинками — електронами. Діаметр ядра атома набагато менший, ніж діаметр власне атома, — приблизно у стільки разів, у скільки розмір горошини менший за розмір футбольного поля. Внутрішню будову атома наочно описати неможливо, тому для пояснення процесів, які відбуваються в атомі, створено його фізичні моделі*, наприклад планетарну модель атома (рис. 2.2).
Електрони можуть залишати одні атоми та приєднуватися до інших. Якщо атом втратив один або кілька електронів, то атом перетворюється на позитивний йон. Якщо ж до атома приєднались один або кілька електронів, то атом перетворюється на негативний йон.
4. Переконуємося в наявності проміжків між молекулами
Як ви вважаєте: якщо змішати 100 мл води та 100 мл спирту, яким буде об’єм суміші? Насправді він буде меншим, ніж 200 мл! Річ у тім, що між молекулами (атомами, йонами) існують проміжки, і в ході змішування двох рідин молекули води потрапляють у проміжки між молекулами спирту, тому загальний об’єм суміші стає меншим, ніж сума об’ємів води та спирту. Цей дослід добре моделюється за допомогою пшона та гороху (рис. 2.3).
5. Знайомимося з тепловим рухом
З 5 класу ви знаєте таке явище, як дифузія (від латин. diffusio — поширення, розтікання).
Дифузія — процес взаємного проникнення молекул (атомів, йонів) однієї речовини в проміжки між молекулами (атомами, йонами) іншої речовини, внаслідок чого відбувається самовільне перемішування дотичних речовин.
Проведемо дослід. У прозору посудину з чистою водою наллємо мідний купорос так, щоб рідини не змішалися (рис. 2.4). Спочатку спостерігатимемо чітку межу між водою і розчином, проте, залишивши посудину в спокої на кілька днів, побачимо, що вся рідина в посудині набула бірюзового кольору (рис. 2.5).
Причиною дифузії є безперервний хаотичний рух частинок речовини (молекул, атомів, йонів). Завдяки такому рухові речовини перемішуються без жодного зовнішнього втручання (рис. 2.6).
Безперервний хаотичний рух частинок речовини називають тепловим рухом, оскільки збільшення (зменшення) температури речовини спричиняє збільшення (зменшення) середньої швидкості руху її частинок. Так, якщо налити мідний купорос не в одну, а в дві посудини з водою і одну посудину розташувати в теплому місці, а другу — в холодному, то через деякий час побачимо, що в теплому місці дифузія відбувається набагато швидше.
6. Підтверджуємо взаємодію молекул (атомів, йонів)
Чому частинки, з яких складаються фізичні тіла, не розлітаються навсібіч? Понад те, тіла не тільки не розсипаються на окремі молекули, а навпаки, щоб їх розтягти, зламати, розірвати, потрібно докласти зусиль. Причина криється у притяганні молекул. Саме завдяки міжмолекулярному притяганню тверді тіла зберігають свою форму, рідина збирається в краплини, клей прилипає до паперу, розтягнута пружина набуває вихідної форми.
Якщо між молекулами є притягання, то чому ж розбита чашка не стає цілою після того, як її уламки притиснуть один до одного? Річ у тім, що міжмолекулярне притягання стає помітним тільки на дуже малих відстанях — таких, які можна порівняти з розмірами самих частинок. Коли ми притискаємо один до одного уламки чашки, то на зазначені відстані зближується тільки дуже мала кількість молекул. А відстань між більшою їх частиною залишається такою, що молекули майже не взаємодіють.
Отже, на відстанях, які можна порівняти з розмірами молекул, між молекулами існує притягання. Чому ж тоді молекули газів, безладно рухаючись і постійно зіштовхуючись, не злипаються в одну велику грудку? Чому через деякий час після стискання гумка відновлює свою форму?
Річ у тім, що молекули не тільки притягаються одна до одної, але й відштовхуються. Зазвичай у рідинах і твердих тілах притягання врівноважується відштовхуванням. Але якщо стиснути рідину або тверде тіло, то відстань між молекулами зменшиться й міжмолекулярне відштовхування стане сильнішим, ніж притягання. Спробуйте стиснути, наприклад, пластикову пляшку, доверху заповнену водою, або монетку, і відчуєте, що міжмолекулярне відштовхування є дуже великим.
7. Формулюємо основні положення молекулярної теорії
Понад 25 століть тому давньогрецький філософ Демокріт (бл. 460– 370 рр. до н. е.)
https://uk.wikipedia.org/wiki/Демокріт
висловив ідею, що всі тіла складаються з маленьких тілець (учений назвав їх атоми — у перекладі з грецької це слово означає «неподільний»). А от підтвердження існування так званих атомів і молекул було отримане тільки в XIX ст. Саме тоді з’явилася й отримала дослідницьке обґрунтування молекулярно-кінетична теорія, яка розглядала будову речовини з точки зору таких трьох основних положень.
1. Усі речовини складаються з частинок — молекул, атомів, йонів; між частинками є проміжки.
2. Частинки речовини перебувають у безперервному безладному (хаотичному) русі; такий рух називають тепловим.
3. Частинки взаємодіють одна з одною (притягуються та відштовхуються).
ІІІ. Підсумки уроку.
Усі речовини складаються з дрібних частинок — молекул, атомів, йонів. Між частинками існують проміжки.
Частинки, з яких складається речовина, перебувають у безперервному хаотичному русі. Такий рух називають тепловим. Збільшення (зменшення) температури речовини спричиняє збільшення (зменшення) середньої швидкості руху її частинок. Одним із доказів руху молекул (атомів, йонів) є дифузія. Дифузія — процес взаємного перемішування речовин, який відбувається внаслідок теплового руху молекул.
Частинки речовини взаємодіють між собою: вони притягуються та відштовхуються. Взаємодія частинок виявляється на відстанях, які можна по-рівняти з розмірами самих молекул, атомів, йонів.
Контрольні запитання
1. Скільки видів атомів відомі науці? 2. чим пояснюється той факт, що існують мільйони різних речовин? 3. Що ви знаєте про розмір атомів і молекул? 4. як можна довести, що між частинками речовини існують проміжки? 5. Що називають тепловим рухом? 6. дайте визначення дифузії. 7. Наведіть приклади дифузії. 8. чому тверді тіла та рідини не розпадаються на окремі частинки? 9. За яких умов притягання між молекулами (атомами, йонами) стає помітним?
ІV. Домашнє завдання.
Опрацювати §2. Дати відповіді на контрольні запитання.