As moléculas são construídas a partir de átomos. Uma molécula é a menor partícula de uma substância que determina suas propriedades e é capaz de existência independente.

O.S.GABRIELYAN,
IG OSTROUMOV,
AKAKHLEBININ

COMECE NA QUÍMICA

7 ª série

Continuação. Veja o início em nº 1, 2, 3/2006

Capítulo 1.
Química no centro das ciências naturais

(continuação)

§ 5. Química e física

PARA problemas gerais A química e a física preocupam-se com a estrutura das substâncias e com o movimento das partículas a partir das quais as substâncias são construídas. É significativo que você dê os primeiros passos no estudo da física, familiarizando-se com a teoria cinética molecular, que está diretamente relacionada à física e à química.

O ponto principal desta teoria é que as substâncias consistem em partículas minúsculas. Podem ser moléculas, átomos ou íons.

Uma molécula é a menor partícula de uma substância que determina suas propriedades. As moléculas consistem em substâncias familiares como água e ácido acético, açúcar e dióxido de carbono.

A maioria dos sólidos está no estado cristalino. As partículas de matéria nos cristais são organizadas em uma ordem estritamente definida. Se você conectá-los com linhas imaginárias, obterá uma figura geométrica regular chamada estrutura de cristal. Na Fig. A Figura 34 mostra um modelo da rede cristalina de iodo e uma amostra desta substância. Você achou que o iodo é um líquido? Não se confunda: no seu armário de remédios caseiros há tintura de iodo - uma solução da substância cristalina do iodo em álcool etílico. As bolas duplas no modelo de rede cristalina são moléculas de iodo I 2 .

O fenômeno da difusão pode servir como evidência de que muitas substâncias são compostas por moléculas. A distribuição espontânea de partículas de uma substância entre partículas de outra é chamada de difusão.

O fenômeno da difusão só pode ser explicado pelo fato de existirem lacunas entre as moléculas de uma substância nas quais as moléculas de outra substância podem penetrar. Portanto, por exemplo, uma substância gasosa se espalha no ar sem a nossa participação, ou seja, espontaneamente.

Quase a mesma coisa acontece quando o açúcar é dissolvido em água.

O fenômeno da difusão prova que as partículas que constituem a matéria estão em movimento contínuo. Isto dá origem a outro fenômeno físico interessante – o movimento browniano.

O botânico inglês Robert Brown estudou a estrutura do pólen das plantas em 1827. Observando grãos de pólen em uma gota d'água através de um microscópio, o cientista ficou surpreso ao notar que os grãos de poeira se moviam caoticamente, como se estivessem vivos. O movimento aleatório de pequenas partículas em um meio líquido ou gasoso é chamado de movimento browniano.

Talvez os grãos de pólen realmente possam se mover sem ajuda externa? Vamos testar isso com um experimento de laboratório. Para isso você precisará de um microscópio e um pouco de tinta preta.

Aplique uma gota de água limpa na lâmina e, com um pincel, pinte-a com uma pequena quantidade de tinta preta, previamente diluída em água até obter uma cor cinza claro. Cubra a gota com uma lamela. Mova o tubo do microscópio para obter uma imagem nítida. Você verá como as partículas pretas de tinta fazem movimentos espontâneos. Mas eles definitivamente não podem ser chamados de vivos! Um experimento semelhante foi realizado pelo notável cientista francês J.B. Perrin. Ele esboçou o movimento das partículas aproximadamente como mostrado na Fig. 36.

Arroz. 36. movimento browniano partículas de carcaça na água

O experimento de Perrin tornou-se outra prova convincente da existência de moléculas. Ele mostrou que a causa do movimento browniano é o movimento contínuo e interminável das moléculas de um líquido ou gás. É claro que os grãos de matéria sólida são muitas vezes maiores que as moléculas, o que não pode ser visto ao microscópio. No entanto, eles experimentam colisões constantes com moléculas líquidas, o que faz com que se movam.

As moléculas das substâncias consistem em partículas ainda menores - átomos. Os átomos são as menores partículas eletricamente neutras que constituem as moléculas das substâncias.

Existem substâncias que não consistem em moléculas, mas em átomos. Estes incluem diamante, grafite, silício, quartzo, safira e rubi. Gases chamados gases nobres (hélio, néon) são constituídos por átomos individuais. Modelos de redes cristalinas de algumas substâncias de estrutura atômica e suas amostras são mostrados na Fig. 37.

Muitas substâncias não consistem em moléculas ou átomos, mas em íons. Os íons são partículas carregadas positiva ou negativamente formadas a partir de átomos. Sal de cozinha, refrigerante e permanganato de potássio são substâncias constituídas por íons.

Você pode ver modelos de redes cristalinas de substâncias de estrutura iônica e amostras de minerais naturais correspondentes na Fig. 38.

No experimento anterior, você observou a difusão de moléculas “perfumadas” no ar. Não é difícil ver a difusão em uma solução aquosa de substâncias constituídas por íons.

Arroz. 39. Difusão íons coloridos de uma substância em solução aquosa

A temperatura tem uma influência significativa na taxa de difusão das substâncias. O experimento anterior pode ser realizado em dois recipientes, um dos quais colocado na geladeira e o segundo deixado na sala. Em qual dos vasos você acha que a solução ficará homogênea mais rapidamente?

Assim, as substâncias de estrutura molecular e não molecular são diferenciadas pela composição.

1. Quais partículas são chamadas de moléculas e quais são chamadas de átomos?

2. O que é difusão? Como é detectada a difusão de substâncias odoríferas? Por que sentimos cheiro à distância?

3. O que são íons? Quais substâncias são compostas de íons? A difusão é característica de tais substâncias?

4. O que é movimento browniano? Como simular experimentalmente o movimento browniano? O que esse movimento prova?

5. Que equipamento deve ser usado para observar o movimento browniano?

6. Pegue meio copo de água fervida e adicione uma colher de chá de açúcar. Sem mexer o conteúdo do copo, experimente a água.

Gradualmente, quando os cristais de açúcar se dissolvem, as moléculas dessa substância penetram entre as moléculas de água. Os processos de dissolução e difusão são acelerados pela agitação. Prove a solução periodicamente. Como isso muda?

§ 6. Estados agregados substâncias

A mesma substância, dependendo das condições, pode estar em cada um dos três estados: gasoso, líquido e sólido. Esses estados são geralmente chamados de estados agregados. Exemplo: o estado sólido de agregação da água é o gelo, assim como cristais muito pequenos, como flocos de neve, que, no entanto, podem ser comprimidos em enormes blocos - icebergs (Fig. 40).

A uma temperatura de 0 °C, o gelo começa a derreter e se transforma em líquido (Fig. 41). O aquecimento adicional levará ao fato de que a 100 ° C a água ferverá e passará para o terceiro estado de agregação - gasoso. Freqüentemente chamamos esse estado de vapor, mas tenha em mente que a água não pode ser vista em seu estado gasoso. Aquelas “nuvens” esbranquiçadas que chamamos de vapor e cujo aparecimento é acompanhado pela fervura da água são minúsculas gotículas de água. Um aglomerado dessas gotículas na atmosfera representa as nuvens familiares (Fig. 42).

A maioria das substâncias gasosas são incolores e difíceis de ver. Os gases assumem a forma do recipiente em que estão localizados e seu volume depende da temperatura e da pressão e, portanto, os gases são compressíveis.

As substâncias gasosas parecem tão “macias” e leves. Em altas pressões esta é uma força muito poderosa. Por exemplo, com a ajuda do ar comprimido, as portas dos ônibus são fechadas e abertas, o fluxo de gases quentes de um motor a jato levanta os aviões no ar, a cobertura de um paraquedas, abraçando o ar elástico, permite não só o paraquedista, mas também a espaçonave com astronautas descer suavemente ao solo.

A “ausência de peso” dos gases é um conceito relativo. Isto é fácil de verificar a partir de uma experiência simples.

É mais comum transfundirmos não gases, mas líquidos. As substâncias em estado líquido agregado assumem a forma do recipiente no qual são despejadas. Esta é uma das propriedades mais importantes de um líquido - fluidez (Fig. 43). Algumas substâncias são mais fluidas, espalham-se rapidamente sobre uma superfície plana, por exemplo, água, álcool, gasolina, acetona. Líquidos diferentes têm fluidez diferente. Uma gota de mel líquido no vidro não se transforma em uma película fina e, para que flua, o vidro deverá ser colocado quase na vertical.

Arroz. 43. Fluidez é importante propriedade dos líquidos

Ao contrário dos gases, os líquidos são praticamente incompressíveis. Se você bater a palma da mão na superfície da água, o efeito será o mesmo de quando você bate no tampo da mesa.

Quando resfriadas, as substâncias líquidas se transformam em um estado sólido de agregação. Junto com o líquido, sua propriedade mais importante – a fluidez – desaparece. Os sólidos retêm o volume (também são quase incompressíveis) e a forma. Não importa em que recipiente você coloque os cubos de gelo do freezer, eles permanecerão cubos até derreterem (veja a Fig. 41).

A transição de substâncias de um estado de agregação para outro, bem como a difusão e o movimento browniano, são classificados como fenômenos físicos. Afinal, neste caso não há transformações de substâncias ou destruição de suas moléculas.

Fenômenos nos quais o estado agregado de uma substância, a forma ou o tamanho dos corpos construídos a partir dessa substância mudam, mas sua composição química permanece inalterada são chamados físico .

E ainda, é mais correto analisar o estado de agregação de uma substância, focando não na forma externa, mas na sua estrutura interna.

Nos gases, a distância entre as moléculas é muito grande em comparação com o tamanho das próprias moléculas. É por isso que os gases são facilmente compressíveis. Moléculas de substâncias gasosas estão muito fracamente ligadas umas às outras; elas colidem e se separam como bolas de bilhar, sem “grudar” umas nas outras.

O exato oposto dos gases são os sólidos, nos quais as partículas são “alinhadas” em uma ordem estrita, como soldados em formação. Os cristais, como você já sabe, possuem uma estrutura muito ordenada. As forças de atração mútua entre as partículas são tão fortes que é muito difícil separar uma da outra.

As substâncias líquidas são um cruzamento entre gases e cristais, se levarmos em conta a distância entre as partículas e sua atração mútua.

Existem substâncias que são tão viscosas que mantêm a forma por muito tempo e não se espalham. Isso significa que podem ser classificados como substâncias sólidas. No entanto, como nos líquidos comuns, o arranjo das partículas neles não é ordenado. Tais substâncias são chamadas amorfo. Estes incluem âmbar, cera, vidro, resinas e muitos plásticos (Fig. 44).

Como distinguir uma substância cristalina de uma amorfa? Se o vidro for aquecido, ele amolece gradativamente, tornando-se cada vez mais fluido até se transformar em um líquido típico. Isto apenas mostra que não existe uma fronteira nítida entre substâncias amorfas e líquidas. Toda substância cristalina possui certa temperatura(ou ponto de fusão) no qual muda de sólido para líquido.

1. Cite os três estados da matéria da matéria.

2. Como o estado de agregação da água está relacionado ao seu ciclo?

3. Como a estrutura de uma substância gasosa difere de uma líquida? O que gases e líquidos têm em comum?

4. O que caracteriza o estado sólido de uma substância?

5. Que fenômenos são chamados de físicos?

6. Dê exemplos de fenômenos físicos conhecidos por você Vida cotidiana ou observações de fenômenos naturais.

7. Como os sólidos cristalinos diferem dos sólidos amorfos? Dê exemplos de ambos que você conhece da vida cotidiana.

8. Vazio garrafa de plástico tampe bem e coloque na geladeira. Literalmente em um minuto você verá que as paredes da garrafa foram puxadas para dentro, como se alguém tivesse bombeado um pouco de ar dela. Por que isso aconteceu? A garrafa retornará ao formato original se for retirada da geladeira?

Uma substância (por exemplo, açúcar) pode ser moída no melhor moinho e ainda assim cada grão consistirá de um grande número de moléculas de açúcar idênticas e reterá todas as propriedades desta substância que conhecemos. Mesmo que uma substância seja decomposta em moléculas individuais, como acontece quando o açúcar é dissolvido em água, a substância continua a existir e a exibir as suas propriedades (isto é fácil de verificar provando a solução). Isto significa que uma molécula de açúcar existente de forma independente ainda é uma substância chamada “açúcar” (mesmo uma quantidade muito pequena desta substância). Mas se você continuar a esmagar ainda mais, terá que destruir as moléculas. E ao destruir moléculas ou mesmo retirar-lhes alguns átomos (das três dúzias que compõem uma molécula de açúcar!), já estamos destruindo a própria substância. É claro que os átomos não desaparecem em lugar nenhum - eles começam a se tornar parte de algumas outras moléculas. Mas o açúcar como substância deixa de existir - ele se transforma em alguma outra substância.

As substâncias não são eternas porque suas moléculas não são eternas. Mas os átomos são praticamente eternos. Em cada um de nós existem átomos que existiam na época dos dinossauros. Ou aqueles que participaram nas campanhas de Alexandre o Grande, ou nas viagens de Colombo, ou que visitaram a corte de Ivan, o Terrível.

Apesar de as moléculas serem muito pequenas, sua estrutura pode ser elucidada por diversos métodos físicos e químicos. Uma substância pura consiste em moléculas de um tipo. Se corpo físico contém moléculas de vários tipos, então estamos lidando com uma mistura de substâncias. Os conceitos de “puro” na química e na vida cotidiana não são os mesmos. Por exemplo, quando dizemos: “O que ar fresco!" - então estamos na verdade inalando uma mistura complexa de várias substâncias gasosas. Um químico dirá sobre o ar da floresta: “Precisamos trabalhar seriamente para isolar substâncias puras dessa mistura”. É interessante que na atmosfera de qualquer um deles separadamente, uma pessoa não seria capaz de existir. A Tabela 1-1 mostra a proporção dessas substâncias gasosas no ar fresco da floresta.

Tabela 1-1. Composição do ar atmosférico num pinhal.

Na Tabela 1-1 nitrogênio, oxigênio, argônio, etc. - estas são substâncias separadas. A substância nitrogênio consiste em moléculas nitrogênio, a conhecida substância água - de moléculaságua, o terpineol consiste em moléculas terpineol. As moléculas dessas substâncias podem ser muito diferentes - desde as mais simples, compostas por dois ou três átomos (nitrogênio, oxigênio, ozônio, dióxido de carbono) - até moléculas constituídas por muitos átomos (tais moléculas são encontradas em organismos vivos). Por exemplo, o terpineol, que se forma nas árvores coníferas e dá ao ar um cheiro fresco.

Isso significa que pode haver um número infinito de substâncias, bem como tipos de moléculas. Ninguém pode nomear o número exato de substâncias conhecido pelas pessoas Hoje. Só podemos dizer aproximadamente que existem mais de sete milhões dessas substâncias.

Os átomos das moléculas de diferentes substâncias estão interligados em uma ordem estritamente definida, cujo estabelecimento é uma das atividades mais interessantes no trabalho de um químico. A estrutura e composição das moléculas podem ser descritas jeitos diferentes, por exemplo, como é feito na Fig. 1-1, onde os átomos são esféricos. Os tamanhos das bolas têm um significado físico e correspondem aproximadamente aos tamanhos relativos dos átomos. As mesmas substâncias podem ser representadas de maneiras diferentes - usando símbolos químicos. Desde os tempos antigos, cada tipo de átomo na química recebeu um símbolo feito de letras latinas. A Tabela 1-2 mostra registros simbólicos das substâncias mostradas na Fig. 1-1. Essas notações simbólicas são chamadas fórmulas químicas.

Tabela 1-2. As fórmulas químicas das substâncias da Fig. 1-1. O número abaixo do símbolo mostra quantos átomos de um determinado tipo estão contidos na molécula. Este valor é chamado de índice. Por tradição, o índice “1” nunca é escrito. Por exemplo, em vez de C 1 O 2 eles simplesmente escrevem: CO 2.

Arroz. 1-1. Modelos de moléculas e nomes de substâncias que compõem o ar da floresta: 1 - nitrogênio, 2 - oxigênio, 3 - argônio, 4 - dióxido de carbono, 5 - água, 6 - ozônio (formado a partir do oxigênio durante descargas atmosféricas), 7 - terpineol ( árvores coníferas liberadas).

Existe uma divisão condicional de substâncias em simples e complexas. As moléculas de substâncias simples consistem em átomos do mesmo tipo. Exemplos: nitrogênio, oxigênio, argônio, ozônio. Moléculas de substâncias complexas são compostas por dois ou mais tipos de átomos: dióxido de carbono, água, terpineol.

Freqüentemente, o corpo físico é composto de moléculas de diversas substâncias diferentes. Esse corpo físico é chamado de mistura. Por exemplo, o ar é uma mistura de diversas substâncias simples e complexas. Não confunda uma substância complexa com uma mistura. Uma substância complexa, se consistir em moléculas de apenas um tipo, não é uma mistura.

CapítuloEU.

Conceitos básicos e leis da química

Capítulo 1. Ciência atômico-molecular e estequiometria

1.1. Conceitos e definições básicas

Química- parte das ciências naturais que estuda a composição. estrutura e Propriedades quimicas substâncias e suas transformações, acompanhadas de mudanças na composição.

Deve-se ter em mente que a química estuda transformações de baixa energia, cuja temperatura máxima não ultrapassa vários milhares de graus, cuja pressão não ultrapassa 100 MPa. Essas transformações de substâncias são chamadas de reações químicas.

Sob propriedades quimicas as substâncias compreendem o conjunto de reações químicas nas quais podem entrar. Como propriedades físicas(cor, densidade, dureza, condutividade elétrica, pontos de fusão e ebulição), são determinados pela estrutura e composição da substância.

Substância química simples(substância simples) é uma substância que consiste em átomos do mesmo elemento químico.

Átomo a menor partícula de uma substância simples que retém todas as suas propriedades químicas básicas. Um átomo é composto por um certo número de prótons e nêutrons que constituem o núcleo, e elétrons, cujo número é igual ao número de prótons, ou seja, o átomo é eletricamente neutro. Em condições reações químicas um átomo não pode ser transformado em outros átomos.

Elemento- um tipo de átomo caracterizado pelo mesmo número de prótons. A um elemento é atribuído um número atômico igual ao número de prótons em seu núcleo e é dado um nome, cujas primeiras letras (do nome latino) são o símbolo do elemento e, além disso, representam um átomo e um mol desse elemento. Por exemplo, um elemento com número atômico 18 é chamado Argônio (latim) e é denotado Ar; este sinal (símbolo) de um determinado elemento indica a presença de um átomo ou um mol de átomos (veja abaixo). O número atômico de um elemento químico é igual ao seu número de série na Tabela Periódica dos Elementos Químicos D.I. Mendeleev.

Químico complexo(composto químico) é uma substância constituída por átomos de vários elementos. Muitos compostos químicos são constituídos por moléculas, mas também existem muitos compostos que possuem uma estrutura não molecular.

Moléculaé a menor partícula de uma substância capaz de existência independente e possuindo todas as suas propriedades químicas. Por exemplo, as moléculas consistem em cloreto de hidrogênio HCl (1 átomo de hidrogênio conectado a 1 átomo de cloro), amônia NH 3 (1 átomo de nitrogênio conectado a 3 átomos de hidrogênio), água H 2 O (1 átomo de oxigênio conectado a 2 átomos de oxigênio), etc.

Ao mesmo tempo, em muitos compostos químicos (geralmente cristalinos) é impossível isolar moléculas, uma vez que consistem em átomos ou íons fortemente ligados entre si, nos quais é impossível dividir uma substância complexa sem alterar significativamente suas propriedades. Neste caso, a composição da substância é expressa unidade de fórmula. Por exemplo, a unidade da fórmula K 2 SO 4 denota a substância cristalina sulfato de potássio, na qual para cada 2 átomos de potássio há 1 átomo de enxofre e 4 átomos de oxigênio.

Ao descrever a composição e estrutura de uma substância, o conceito de unidade estrutural (SU) –é mais conceito geral, denotando quaisquer átomos ou grupos de átomos (incluindo moléculas e unidades de fórmula) que são usados ​​para descrever a composição de uma substância.

Assim, a composição de uma substância é expressa pela sua Fórmula química, que determina a relação entre o número de átomos de elementos em um composto ou o número de átomos em uma substância simples. Uma fórmula química expressa a composição de uma molécula se uma substância tiver uma estrutura molecular, ou é apenas uma unidade de fórmula de uma substância se não existirem moléculas de uma determinada substância.

Estrutura molecular da matéria. Velocidades das moléculas de gás.

1. 
   A teoria cinética molecular do MKT é uma teoria que explica as propriedades de uma substância com base em sua estrutura molecular. As principais disposições da teoria cinética molecular: todos os corpos consistem em moléculas; as moléculas estão em constante movimento; moléculas interagem entre si.
2. 
   Molécula– a menor partícula de uma substância que retém as propriedades de uma determinada substância.
3. 
   Átomos– a menor partícula de um elemento químico. As moléculas são compostas de átomos.
4. 
   As moléculas estão em constante movimento. A prova desta posição é difusão- o fenômeno da penetração de moléculas de uma substância em outra. A difusão ocorre em gases, líquidos e sólidos. À medida que a temperatura aumenta, a taxa de difusão aumenta. O movimento das partículas de tinta em uma solução descoberta por Brown é chamado movimento browniano e também comprova o movimento das moléculas.
5. 
   A estrutura do átomo. Um átomo consiste em um núcleo carregado positivamente em torno do qual os elétrons orbitam.
6. 
   Núcleo atômico consiste em núcleons (próton, nêutron). A carga do núcleo é determinada pelo número de prótons. O número de massa é determinado pelo número de núcleons. Isótopos são átomos do mesmo elemento cujos núcleos contêm diferentes números de nêutrons.
7. 
   Massa atômica relativa M – massa de um átomo em unidades massa atômica (1/12 da massa de um átomo de carbono). Peso molecular relativo– M é a massa da molécula em unidades de massa atômica.
8. 
   Quantidade de substância determinado pelo número de moléculas. Uma toupeira é uma unidade de medida da quantidade de uma substância. verruga- a quantidade de uma substância cuja massa, expressa em gramas, é numericamente igual à massa molecular relativa. 1 toupeira substância contém moléculas NA. N A = 6,022∙10 23 1/mol – número de Avogadro. A massa de um mol em quilogramas é chamada de massa molar – μ =M·10 -3 . 1 mol – 12gC – N A -22,4 litros. gás
9. 
   Número toupeirasé determinado pelas fórmulas : ν = eu / μ , ν = N / N A , ν = V / V 0 .
10. 
    Modelo MKT básico– um conjunto de moléculas de uma substância em movimento e em interação. Estados agregados da matéria.
    1. 
       Sólido: C P >> C k, o empacotamento é denso, as moléculas vibram em torno da posição de equilíbrio, as posições de equilíbrio são estacionárias, o arranjo das moléculas é ordenado, ou seja, uma estrutura cristalina é formada e tanto a forma quanto o volume são preservados.
    2. 
       Líquido:C P ≈ C k , o empacotamento é denso, as moléculas vibram em torno da posição de equilíbrio, as posições de equilíbrio são móveis, o arranjo das moléculas é ordenado dentro de 2, 3 camadas (ordem de curto alcance), o volume é preservado, mas a forma não é preservada (fluidez ).
    3. 
       Gás: C P C k , as moléculas estão localizadas distantes umas das outras, movem-se retilíneas até colidirem umas com as outras, as colisões são elásticas, mudam facilmente de forma e de volume. Condições ideais de gás: C P =0, colisões são perfeitamente elásticas, diâmetro da molécula distâncias entre eles.
       
    4. 
       Plasma – coleção eletricamente neutra de partículas neutras e carregadas . Plasma as moléculas (de gás) estão localizadas longe umas das outras, movem-se retilíneas até colidirem umas com as outras, mudam facilmente de forma e de volume, as colisões são inelásticas, a ionização ocorre durante as colisões e reage a campos elétricos e magnéticos.
11. 
    Transições de fase: evaporação, condensação, sublimação, fusão, cristalização.
12. 
    Padrões estatísticos– leis de comportamento de um grande número de partículas. Microparâmetros– parâmetros de pequena escala – massa, tamanho, velocidade e outras características de moléculas e átomos. Parâmetros macro – parâmetros de grande escala - massa, volume, pressão, temperatura dos corpos físicos.
13. 
    R
    Z=2 N
    distribuição de partículas de gás ideal nas duas metades de um recipiente:

• 
  Número de estados possíveisZcom o número de partículasNé encontrado pela fórmula
• 
  H
  Z=N! /n!∙(Nn)!
  várias maneiras de implementar o estadon/ (N – n) é encontrado pela fórmula
• 
  A análise das respostas leva à conclusão de que existe maior probabilidade de as moléculas estarem distribuídas igualmente entre as duas metades dos vasos.

1. 
   A velocidade mais provável é a velocidade que a maioria das moléculas tem
2. 
   Como calcular a velocidade média das moléculas V av = (V 1 ∙ N 1 + V 2 ∙ N 2 + V 3 ∙ N 3)/N. A velocidade média é geralmente superior à velocidade mais provável.
3. 
   Comunicação: velocidade – energia – temperatura. Ecf~T.
4. 
   T
   E=3kT /2
   temperatura determina o grau de aquecimento corporal. Temperatura característica principal corpos em equilíbrio térmico. Equilíbrio térmico quando não há troca de calor entre os corpos
5. 
   A temperatura é uma medida da energia cinética média das moléculas de gás. Com o aumento da temperatura, a taxa de difusão aumenta e a velocidade do movimento browniano aumenta. A fórmula para a relação entre a energia cinética média das moléculas e a temperatura é expressa pela fórmula gdk k = 1,38∙10 -23 J/K – constante de Boltzmann, expressando a relação entre Kelvin e Joule como unidades de temperatura.

• 
  T
  T = t + 273.
  a temperatura termodinâmica não pode ser negativa.
• 
  Escala de temperatura absoluta– Escala Kelvin (273K – 373K).

• 
  Escalas de temperatura: Celsius (0º C – 100º C), Fahrenheit (32º F – 212º F), Kelvin (273K – 373K).

1. 
   Velocidade do movimento térmico das moléculas: eu 0 v 2 = 3 kT, v 2 = 3 kT / eu 0 , v 2 = 3 kN A T / μ

Leis do gás

1. 
   A pressão é um parâmetro macroscópico do sistema . A pressão é numericamente igual à força que atua por unidade de superfície perpendicular a esta superfície.P= F/ S. A pressão é medida em Pascal (Pa), atmosferas (atm.), bars (bar), mmHg. A pressão de uma coluna de gás ou líquido em um campo gravitacional é encontrada pela fórmula P = ρgh, onde ρ é a densidade do gás ou líquido, h é a altura da coluna. Nos vasos comunicantes, um líquido homogêneo se estabelece no mesmo nível. A razão entre as alturas das colunas de líquidos não homogêneos é inversa à razão entre suas densidades.
2. 
   Pressão atmosférica– pressão criada pela camada de ar da Terra. A pressão atmosférica normal é 760 mmHg. ou 1,01∙10 5 Pa, ou 1 bar, ou 1 atm.
3. 
   A pressão do gás é determinada o número de moléculas que atingem a parede do recipiente e sua velocidade.

• 
  Velocidade média aritmética o movimento das moléculas do gás é zero, porque não há vantagem no movimento em qualquer direção específica devido ao fato de que o movimento das moléculas é igualmente provável em todas as direções. Portanto, para caracterizar o movimento das moléculas tomamos raiz quadrada média da velocidade. Quadrados médios de velocidade eixos X, Y, Z são iguais entre si e equivalem a 1/3 da raiz quadrada média da velocidade.

Para um mol de gás

Isóbaras

P1
Lei de Gay-Lussac

1. 
   V = const – processo isocórico,

V1
A lei de Carlos.

Tarefas: Tarefa № 1 . Determine o número total de microestados de seis partículas de um gás ideal em duas metades de um recipiente não separadas por uma partição. Qual é o número de maneiras de realizar os estados 1/5, 2/4? Em que estado o número de métodos de implementação será máximo?

Solução. Z =2 N = 2 6 = 64. Para estado 1/5 Z = N! /n!∙(Nn)! = 1∙2∙3∙4∙5∙6 / 1∙1∙2∙3∙4∙5= 6

Por conta própria. Qual é o número de maneiras de implementar estados 2/4?

Tarefa nº 2. Encontre o número de moléculas em um copo de água (m = 200g). Solução. N = m∙ N A /μ = 0,2 ∙ 6,022∙10 23/18 ∙ 10 -3 =67∙ 10 23 .

Por conta própria. Encontre o número de moléculas em 2 g de cobre. Encontre o número de moléculas em 1m3 dióxido de carbono CO2 .

Tarefa nº 3. A figura mostra um circuito fechado em coordenadas P V. Que processos ocorreram com o gás? Como os parâmetros macro mudaram? Desenhe este diagrama em coordenadas VT.

COM
independentemente desenhe o diagrama em coordenadas PT.

R
decisão.

Tarefa nº 4. Os "Hemisférios de Magdeburg" estendiam 8 cavalos de cada lado. Como mudará a força de tração se um hemisfério estiver preso a uma parede e o outro for puxado por 16 cavalos?

Z
tarefa número 5. Um gás ideal exerce uma pressão de 1,01∙10 5 Pa nas paredes do recipiente. A velocidade térmica das moléculas é de 500 m/s. Encontre a densidade do gás. (1,21kg/m3). Solução.. Vamos dividir ambos os lados da equação por V. Pegar

μ encontramos na fórmula da velocidade das moléculas

Tarefa nº 6. A que pressão está o oxigênio se a velocidade térmica de suas moléculas for 550 m/s e sua concentração 10 25 eu -3 ? (54kPa.) Solução. P = nkT, R=N A ok,P=nv 2 μ /3N A , Encontramos T na fórmula

Tarefa nº 7. O nitrogênio ocupa um volume de 1 litro à pressão atmosférica normal. Determine a energia do movimento de translação das moléculas de gás.

Solução. Energia de uma molécula - E ó = 5 kT / 2 , energia de todas as moléculas em determinado volume gás – E = N 5 kT / 2 = nV 5 kT / 2, P = nkT , E = 5 VP /2 = 250 J.

Tarefa № 8. O ar consiste em uma mistura de nitrogênio, oxigênio e argônio. Suas concentrações são respectivamente 7,8 ∙ 10 24 m -3 , 2,1 ∙ 10 24 m -3 , 10 23 m -3 . A energia cinética média das moléculas da mistura é a mesma e igual a 3 ∙10 -21 J. Encontre a pressão do ar. (20kPa). Por conta própria.

Tarefa nº 9. Como a pressão do gás mudará quando seu volume diminuir 4 vezes e a temperatura aumentar 1,5 vezes? (Aumenta 6 vezes). Por conta própria.

Tarefa nº 10. A pressão do gás em uma lâmpada fluorescente é 10 3 Pa e sua temperatura é 42 o C. Determine a concentração de átomos na lâmpada. Estime a distância média entre as moléculas.

(2,3∙10 23 m -3 , 16,3 nm). Por conta própria.

Tarefa nº 11. Encontre o volume de um mol de um gás ideal de qualquer composição química em condições normais. (22,4l). Por conta própria.

Z
problema número 12. Um recipiente com volume de 4 litros contém hidrogênio molecular e hélio. Supondo que os gases sejam ideais, encontre a pressão dos gases no recipiente a uma temperatura de 20 o C se suas massas forem 2g e 4g, respectivamente. (1226 kPa).

Solução. De acordo com a lei de Dalton P = P 1 +R 2 . Encontramos a pressão parcial de cada gás usando a fórmula. Tanto o hidrogênio quanto o hélio ocupam todo o volume V=4l.

Problema nº 13. Determine a profundidade do lago se o volume da bolha de ar duplica à medida que sobe do fundo para a superfície. A temperatura da bolha não tem tempo para mudar. (10,3 m).

Solução. O processo é isotérmico P 1 V 1 = P 2 V 2

A pressão em uma bolha na superfície da água é igual à pressão atmosférica P 2 = P o A pressão no fundo do reservatório é a soma da pressão dentro da bolha e a pressão da coluna de água R 1 =P Ó + ρ ah, onde ρ = 1000 kg/m 3 é a densidade da água, h é a profundidade do reservatório. R Ó = (R Ó + ρ ah) V 1 / 2 V 1 = (R Ó + ρ ah)/ 2

Problema nº 14. O cilindro é dividido por uma divisória fixa impenetrável em duas partes, cujos volumes são V 1, V 2. A pressão do ar nessas partes do cilindro é P 1, P 2, respectivamente. Quando a fixação é removida, a divisória pode se mover como um pistão sem peso. Quanto e em que direção a partição se moverá?

R
P 1 V 1

P 2 V 2

decisão . Se P 2 > P 1 Pressão em ambas as partes

P 1 V 1 = P (V 1 -∆ V)

P 2 V 2 = P (V 2 + ∆ V)

o cilindro será ajustado para o mesmo - R. O processo é isotérmico.

Vamos dividir os lados direito e esquerdo das equações entre si. E então resolvemos a equação para ∆ V.

Responder: ((P 1 – P 2 ) V 1 V 2 )/(P 1 V 1 + P 2 V 2 .

Problema nº 15. Os pneus dos carros são inflados a uma pressão de 2∙10 4 Pa ​​​​a uma temperatura de 7 o C. Algumas horas depois de dirigir, a temperatura do ar nos pneus subiu para 42 o C. Qual era a pressão nos pneus? (2,25∙10 4 Pa). Por conta própria.

Sim, f. molécula f. A menor partícula de uma substância que possui todas as suas propriedades químicas e é capaz de existir de forma independente. BAS 1. Molécula. Veselitsky 26. Molécula e molécula. Michelson 1865. Molécula. Isso é o que se chama de infinito... ... Dicionário histórico de galicismos da língua russa

- (novolat. molécula, abreviado de lat. moles mass), a menor parte em va, possuindo seu básico. química. Você e consistindo de átomos conectados entre si por ligações químicas. O número de átomos no metal varia de dois (H2, O2, HF, KCl) a centenas e milhares... Enciclopédia Física

- (forma diminuta do latim moles - massa) a menor partícula de um composto químico; consiste em um sistema de átomos e pode ser dividido em átomos individuais usando meios químicos. As moléculas dos gases nobres, hélio, etc., são monoatômicas; o mais difícil... Enciclopédia Filosófica

Excimer, genonema, epissoma, cromossomo, micropartícula, macromolécula Dicionário de sinônimos russos. substantivo molécula, número de sinônimos: 10 biomolécula (1) ... Dicionário de sinônimo

MOLÉCULA, a menor partícula de uma substância que possui suas propriedades químicas básicas. Consiste em átomos dispostos no espaço em uma determinada ordem e conectados por ligações químicas. A composição e o arranjo dos átomos são refletidos na química... ... Enciclopédia moderna

- (novolat. molecula diminut. de lat. moles mass), uma micropartícula formada a partir de átomos e capaz de existência independente. Possui uma composição constante dos núcleos atômicos nele incluídos e um número fixo de elétrons e possui uma totalidade... ... Grande Dicionário Enciclopédico

MOLÉCULA, moléculas, fêmea (do latim moles mass) (ed.). A menor partícula de uma substância que pode existir independentemente e possui todas as propriedades de uma determinada substância. As moléculas são compostas de átomos. Dicionário Ushakov. D. N. Ushakov. 1935 1940... Dicionário Explicativo de Ushakov

MOLÉCULA, s, feminino. A menor partícula de uma substância que possui todas as suas propriedades químicas. M. consiste em átomos. | adj. molecular, ah, ah. Massa molecular. Dicionário explicativo de Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992… Dicionário Explicativo de Ozhegov

Ou um sistema de partículas ou um grupo de átomos... Enciclopédia de Brockhaus e Efron

- [Francês molécula de lat. massa em moles] a menor partícula de uma determinada substância que possui seu produto químico básico. propriedades, capazes de existência independente e consistindo em átomos idênticos ou diferentes conectados em um todo químico. conexões... Enciclopédia Geológica

Livros

• Molécula. O material de construção do Universo, Landau Lev Davidovich, Kitaigorodsky Alexander Isaakovich. Livros da Laureate premio Nobel Lev Landau e Alexander Kitaigorodsky - textos que derrubam a ideia filisteu do mundo que nos rodeia. A maioria de nós enfrenta constantemente...
• Molécula O material de construção do Universo, Landau L., Kitaigorodsky A.. Os livros do vencedor do Prêmio Nobel Lev Landau e Alexander Kitaigorodsky são textos que derrubam a ideia filisteu do mundo que nos rodeia. A maioria de nós enfrenta constantemente...