Prečnik molekule vode u mm. Kvant

>>Fizika: Osnove molekularne kinetičke teorije. Veličine molekula

Molekuli su vrlo mali, ali pogledajte kako je lako procijeniti njihovu veličinu i masu. Dovoljno je jedno zapažanje i nekoliko jednostavnih proračuna. Istina, još uvijek moramo shvatiti kako to učiniti.
Molekularno-kinetička teorija strukture materije zasniva se na tri tvrdnje: materija se sastoji od čestica; ove čestice se kreću nasumično; čestice međusobno djeluju. Svaka tvrdnja je rigorozno dokazana eksperimentima.
Svojstva i ponašanje svih tijela bez izuzetka, od cilijata do zvijezda, određeni su kretanjem čestica koje međusobno djeluju: molekula, atoma ili čak manjih formacija - elementarnih čestica.
Procjena veličina molekula. Da bismo bili potpuno sigurni u postojanje molekula, potrebno je odrediti njihove veličine.
Najlakši način za to je promatranje širenja kapi ulja, poput maslinovog ulja, po površini vode. Ulje nikada neće zauzeti cijelu površinu ako je posuda velika ( sl.8.1). Nemoguće je napraviti kapljicu od 1 mm 3 raširenu tako da zauzme površinu veću od 0,6 m 2 . Može se pretpostaviti da kada se ulje širi preko maksimalne površine, formira sloj debljine samo jednog molekula - „monomolekularni sloj“. Lako je odrediti debljinu ovog sloja i tako procijeniti veličinu molekule maslinovog ulja.

Volume V sloj ulja jednak je proizvodu njegove površine S za debljinu d sloj, tj. V=Sd. Dakle, veličina molekule maslinovog ulja je:

Nema potrebe sada nabrajati sve moguće načine dokazivanja postojanja atoma i molekula. Moderni instrumenti omogućavaju da se vide slike pojedinačnih atoma i molekula. Slika 8.2 prikazuje mikrosnimku površine silicijumske pločice, gde su izbočine pojedinačni atomi silicijuma. Takve slike su prvi put naučili da se dobiju 1981. koristeći ne obične optičke, već složene tunelske mikroskope.

Molekule, uključujući maslinovo ulje, veće su od atoma. Promjer bilo kojeg atoma je približno jednak 10 -8 cm.Ove dimenzije su toliko male da ih je teško zamisliti. U takvim slučajevima se koriste poređenja.
Evo jednog od njih. Ako se prsti stisnu u šaku i povećaju na veličinu globusa, tada će atom, pri istom povećanju, postati veličine šake.
Broj molekula. Uz vrlo male veličine molekula, njihov broj u bilo kojem makroskopskom tijelu je ogroman. Izračunajmo približan broj molekula u kapi vode mase 1 g i, prema tome, zapremine 1 cm 3 .
Prečnik molekule vode je približno 3 10 -8 cm. Pod pretpostavkom da svaka molekula vode sa gustim pakiranjem molekula zauzima zapreminu (3 10 -8 cm) 3, možete pronaći broj molekula u kapi dijeljenjem zapremina kapi (1 cm 3) po zapremini, po molekulu:

Svakim udisajem uhvatite toliko molekula da kada bi svi bili ravnomjerno raspoređeni u Zemljinoj atmosferi nakon izdisaja, tada bi svaki stanovnik planete dobio dva ili tri molekula koja su bila u vašim plućima za vrijeme udisaja.
Dimenzije atoma su male: .
O tri glavne odredbe molekularno-kinetičke teorije će se više puta raspravljati.

???
1. Koja mjerenja treba poduzeti da bi se procijenila veličina molekula maslinovog ulja?
2. Ako bi se atom povećao na veličinu makovog zrna (0,1 mm), koju bi veličinu tijela tada zrno doseglo pri istom povećanju?
3. Navedite dokaze postojanja vama poznatih molekula koji nisu navedeni u tekstu.

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, fizika 10. razred

Sadržaj lekcije sažetak lekcije podrška okvir prezentacije lekcije akcelerativne metode interaktivne tehnologije Vježbajte zadaci i vježbe samoispitivanje radionice, treninzi, slučajevi, potrage domaća zadaća diskusija pitanja retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video i multimedija fotografije, slike grafike, tabele, šeme humor, anegdote, vicevi, strip parabole, izreke, ukrštene reči, citati Dodaci sažetakačlanci čipovi za radoznale cheat sheets udžbenici osnovni i dodatni glosar pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i lekcijaispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje fragmenta u udžbeniku elementi inovacije u lekciji zamjenom zastarjelih znanja novim Samo za nastavnike savršene lekcije kalendarski plan za godinu metodološke preporuke programa diskusije Integrisane lekcije

Ako imate ispravke ili prijedloge za ovu lekciju,

MKT je lako!

"Ne postoji ništa osim atoma i praznog prostora..." - Demokrit
"Svako tijelo se može dijeliti beskonačno" - Aristotel

Glavne odredbe molekularne kinetičke teorije (MKT)

Svrha ICB-a- ovo je objašnjenje strukture i svojstava različitih makroskopskih tijela i toplinskih pojava koje se u njima dešavaju, kretanjem i interakcijom čestica koje čine tijela.
makroskopska tela- To su velika tijela, koja se sastoje od ogromnog broja molekula.
termalne pojave- pojave povezane sa grijanjem i hlađenjem tijela.

Glavne izjave ILC-a

1. Supstanca se sastoji od čestica (molekula i atoma).
2. Postoje praznine između čestica.
3. Čestice se kreću nasumično i kontinuirano.
4. Čestice međusobno djeluju (privlače i odbijaju).

MKT potvrda:

1. eksperimentalni
- mehaničko drobljenje supstance; otapanje supstance u vodi; kompresija i ekspanzija plinova; isparavanje; deformacija tijela; difuzija; Brigmanov eksperiment: ulje se sipa u posudu, klip pritiska ulje odozgo, pri pritisku od 10.000 atm, ulje počinje da curi kroz zidove čelične posude;

Difuzija; Brownovo kretanje čestica u tekućini pod utjecajem molekula;

Slaba kompresibilnost čvrstih i tečnih tijela; značajni napori za razbijanje čvrstih materija; koalescencija kapljica tečnosti;

2. ravno
- fotografija, određivanje veličine čestica.

Brownovo kretanje

Braunovo kretanje je toplotno kretanje suspendovanih čestica u tečnosti (ili gasu).

Brownovo kretanje je postalo dokaz kontinuiranog i haotičnog (termalnog) kretanja molekula materije.
- otkrio je engleski botaničar R. Brown 1827. godine
- Teorijsko objašnjenje zasnovano na MKT-u dao je A. Einstein 1905. godine.
- eksperimentalno je potvrdio francuski fizičar J. Perrin.

Masa i veličina molekula

Veličine čestica

Promjer bilo kojeg atoma je oko cm.

Broj molekula u tvari

gdje je V zapremina supstance, Vo je zapremina jednog molekula

Masa jednog molekula

gdje je m masa supstance,
N je broj molekula u tvari

Jedinica mase u SI: [m]= 1 kg

U atomskoj fizici, masa se obično mjeri u jedinicama atomske mase (a.m.u.).
Konvencionalno se smatra da je 1 ujutro. :

Relativna molekulska težina supstance

Radi praktičnosti izračunavanja, uvodi se količina - relativna molekularna težina supstance.
Masa molekula bilo koje tvari može se usporediti s 1/12 mase molekula ugljika.

gdje je brojilac masa molekule, a nazivnik 1/12 mase atoma ugljika

Ova veličina je bezdimenzionalna, tj. nema jedinica

Relativna atomska masa hemijskog elementa

gdje je brojilac masa atoma, a nazivnik 1/12 mase atoma ugljika

Količina je bezdimenzionalna, tj. nema jedinica

Relativna atomska masa svakog hemijskog elementa data je u periodnom sistemu.

Drugi način za određivanje relativne molekulske težine supstance

Relativna molekulska masa supstance jednaka je zbroju relativnih atomskih masa hemijskih elemenata koji čine molekul supstance.
Uzimamo relativnu atomsku masu bilo kojeg hemijskog elementa iz periodnog sistema!)

Količina supstance

Količina supstance (ν) određuje relativni broj molekula u telu.

gdje je N broj molekula u tijelu, a Na Avogadrova konstanta

Jedinica mjerenja količine tvari u SI sistemu: [ν] = 1 mol

1 mol- ovo je količina tvari koja sadrži onoliko molekula (ili atoma) koliko ima atoma u ugljiku mase 0,012 kg.

Zapamtite!
1 mol bilo koje supstance sadrži isti broj atoma ili molekula!

Ali!
Ista količina tvari za različite tvari ima različitu masu!

Avogadrova konstanta

Broj atoma u 1 molu bilo koje supstance naziva se Avogadrov broj ili Avogadrova konstanta:

Molarna masa

Molarna masa (M) je masa supstance uzeta u jednom molu, ili inače, to je masa jednog mola supstance.

Molekulska masa
- Avogadrova konstanta

Jedinica molarne mase: [M]=1 kg/mol.

Formule za rješavanje problema

Ove formule se dobijaju zamjenom gornjih formula.

Masa bilo koje količine materije

Mnogi eksperimenti to pokazuju veličina molekula vrlo male. Linearna veličina molekula ili atoma može se pronaći na različite načine. Na primjer, uz pomoć elektronskog mikroskopa snimljene su fotografije nekih velikih molekula, a uz pomoć ionskog projektora (jonskog mikroskopa) može se ne samo proučavati struktura kristala, već i odrediti udaljenost između pojedinih atoma. u molekulu.

Koristeći dostignuća savremene eksperimentalne tehnologije, bilo je moguće odrediti linearne dimenzije jednostavnih atoma i molekula koje su oko 10-8 cm, dok su linearne dimenzije složenih atoma i molekula mnogo veće. Na primjer, veličina proteinskog molekula je 43*10 -8 cm.

Za karakterizaciju atoma koristi se koncept atomskih radijusa, koji omogućava približno procjenu međuatomskih udaljenosti u molekulama, tekućinama ili čvrstim tvarima, budući da atomi nemaju jasne granice u veličini. To je atomski radijus- ovo je sfera u kojoj je glavni dio elektronske gustoće atoma zatvoren (najmanje 90 ... 95%).

Veličina molekula je toliko mala da se može predstaviti samo poređenjem. Na primjer, molekul vode je mnogo puta manji od velike jabuke, koliko puta je jabuka manja od globusa.

mol supstance

Mase pojedinačnih molekula i atoma su vrlo male, pa je prikladnije koristiti relativne, a ne apsolutne vrijednosti mase u proračunima.

Relativna molekulska težina(ili relativna atomska masa) supstance M r je omjer mase molekula (ili atoma) date supstance i 1/12 mase atoma ugljika.

M r \u003d (m 0) : (m 0C / 12)

gdje je m 0 masa molekula (ili atoma) date supstance, m 0C je masa atoma ugljika.

Relativna molekulska (ili atomska) masa tvari pokazuje koliko je puta masa molekula tvari veća od 1/12 mase izotopa ugljika C 12. Relativna molekulska (atomska) masa se izražava u jedinicama atomske mase.

Jedinica za atomsku masu je 1/12 mase izotopa ugljika C 12. Precizna mjerenja su pokazala da je jedinica atomske mase 1.660*10 -27 kg, tj.

1 amu = 1.660 * 10 -27 kg

Relativna molekulska masa supstance može se izračunati dodavanjem relativnih atomskih masa elemenata koji čine molekul supstance. Relativna atomska masa hemijskih elemenata je naznačena u periodičnom sistemu hemijskih elemenata od strane D.I. Mendeljejev.

U periodičnom sistemu D.I. Mendeljejev je za svaki element naznačen atomska masa, koji se mjeri u jedinicama atomske mase (amu). Na primjer, atomska masa magnezija je 24,305 amu, odnosno magnezijum je dvostruko teži od ugljika, budući da je atomska masa ugljika 12 amu. (ovo proizilazi iz činjenice da je 1 amu = 1/12 mase izotopa ugljika koji čini većinu atoma ugljika).

Zašto mjeriti masu molekula i atoma u amu, ako ima grama i kilograma? Naravno, možete koristiti ove jedinice, ali će to biti vrlo nezgodno za pisanje (moraće se koristiti previše brojeva da bi se zapisala masa). Da biste pronašli masu elementa u kilogramima, pomnožite atomsku masu elementa sa 1 amu. Atomska masa se nalazi prema periodnom sistemu (napisanom desno od slovne oznake elementa). Na primjer, težina atoma magnezija u kilogramima bi bila:

m 0Mg = 24,305 * 1 a.e.m. = 24,305 * 1,660 * 10 -27 = 40,3463 * 10 -27 kg

Masa molekula može se izračunati dodavanjem masa elemenata koji čine molekul. Na primjer, masa molekule vode (H 2 O) bit će jednaka:

m 0H2O = 2 * m 0H + m 0O \u003d 2 * 1,00794 + 15,9994 = 18,0153 a.e.m. = 29,905 * 10 -27 kg

krtica jednak je količini supstance sistema, koja sadrži onoliko molekula koliko ima atoma u 0,012 kg ugljenika C 12. To jest, ako imamo sistem sa nekom supstancom, a u ovom sistemu ima onoliko molekula ove supstance koliko ima atoma u 0,012 kg ugljenika, onda možemo reći da u ovom sistemu imamo 1 mol supstance.

Avogadrova konstanta

Količina supstanceν je jednak omjeru broja molekula u datom tijelu i broja atoma u 0,012 kg ugljika, odnosno broju molekula u 1 molu tvari.

ν = N / N A

gdje je N broj molekula u datom tijelu, N A je broj molekula u 1 molu supstance koja čini tijelo.

N A je Avogadrova konstanta. Količina supstance mjeri se u molovima.

Avogadrova konstanta je broj molekula ili atoma u 1 molu supstance. Ova konstanta je dobila ime u čast italijanskog hemičara i fizičara Amedeo Avogadro (1776 – 1856).

1 mol bilo koje supstance sadrži isti broj čestica.

N A \u003d 6,02 * 10 23 mol -1

Molarna masa je masa supstance uzete u količini od jednog mola:

μ = m 0 * N A

gdje je m 0 masa molekula.

Molarna masa se izražava u kilogramima po molu (kg/mol = kg*mol -1).

Molarna masa je povezana sa relativnom molekulskom masom odnosom:

μ \u003d 10 -3 * M r [kg * mol -1]

Masa bilo koje količine supstance m jednaka je umnošku mase jednog molekula m 0 na broj molekula:

m = m 0 N = m 0 N A ν = μν

Količina tvari jednaka je omjeru mase tvari i njezine molarne mase:

ν = m / μ

Masu jedne molekule supstance možemo pronaći ako su poznati molarna masa i Avogadrova konstanta:

m 0 = m / N = m / νN A = μ / N A

Točnije određivanje mase atoma i molekula postiže se pomoću masenog spektrometra - uređaja u kojem se snop nabijenih čestica odvaja u prostoru ovisno o njihovoj masi naboja pomoću električnih i magnetskih polja.

Na primjer, pronađimo molarnu masu atoma magnezija. Kao što smo gore saznali, masa atoma magnezija je m0Mg = 40,3463 * 10 -27 kg. Tada će molarna masa biti:

μ \u003d m 0Mg * N A = 40,3463 * 10 -27 * 6,02 * 10 23 \u003d 2,4288 * 10 -2 kg / mol

Odnosno, 2,4288 * 10 -2 kg magnezija "stane" u jedan mol. Pa, ili oko 24,28 grama.

Kao što vidite, molarna masa (u gramima) je skoro jednaka atomskoj masi naznačenoj za element u periodnom sistemu. Stoga, kada ukazuju na atomsku masu, obično rade ovo:

Atomska masa magnezijuma je 24.305 amu. (g/mol).

Opštinska obrazovna ustanova

"Osnovna srednja škola br. 10"

Određivanje prečnika molekula

Laboratorijski rad

Umetnik: Masaev Evgeniy

7. razred "A"

Rukovodilac: Reznik A.V.

Guryevsky okrug

Uvod

Ove školske godine počeo sam da studiram fiziku. Naučio sam da su tijela koja nas okružuju sastavljena od sićušnih čestica – molekula. Pitao sam se kolika je veličina molekula. Zbog njihove vrlo male veličine, molekuli se ne mogu vidjeti golim okom ili običnim mikroskopom. Pročitao sam da se molekuli mogu vidjeti samo elektronskim mikroskopom. Naučnici su dokazali da se molekuli različitih supstanci razlikuju jedni od drugih, a da su molekuli iste supstance isti. Hteo sam da izmerim prečnik molekula u praksi. Ali, nažalost, školski program ne predviđa proučavanje problema ove vrste, a ispostavilo se da je težak zadatak razmatrati ga sam i morao sam proučiti literaturu o metodama za određivanje prečnika molekula.

PoglavljeI. molekule

1.1 Iz teorije pitanja

Molekul u modernom smislu je najmanja čestica supstance koja ima sva svoja hemijska svojstva. Molekul je sposoban za samostalno postojanje. Može se sastojati od oba identična atoma, na primjer, kisika O 2, ozona O 3, dušika N 2, fosfora P 4, sumpora S 6 itd., i od različitih atoma: to uključuje molekule svih složenih tvari. Najjednostavniji molekuli sastoje se od jednog atoma: to su molekuli inertnih plinova - helij, neon, argon, kripton, ksenon, radon. U takozvanim makromolekularnim jedinjenjima i polimerima, svaki molekul se može sastojati od stotina hiljada atoma.

Eksperimentalni dokaz postojanja molekula prvi je najuvjerljivije dao francuski fizičar J. Perrin 1906. godine kada je proučavao Brownovo kretanje. To je, kako je Perrin pokazao, rezultat toplinskog kretanja molekula - i ništa drugo.

Suština molekula se može opisati i sa druge tačke gledišta: molekul je stabilan sistem koji se sastoji od atomskih jezgara (identičnih ili različitih) i okolnih elektrona, a hemijska svojstva molekula određuju elektroni spoljašnjih omotača. u atomima. Atomi se kombinuju u molekule u većini slučajeva hemijskim vezama. Tipično, takvu vezu stvaraju jedan, dva ili tri para elektrona koje dijele dva atoma.

Atomi u molekulima povezani su jedni s drugima određenim redoslijedom i na određeni način raspoređeni u prostoru. Veze između atoma imaju različite snage; procjenjuje se količinom energije koja se mora potrošiti da bi se prekinule međuatomske veze.

Molekule karakterizira određena veličina i oblik. Različitim metodama utvrđeno je da 1 cm 3 bilo kojeg plina u normalnim uvjetima sadrži oko 2,7x10 19 molekula.

Da bismo razumjeli koliki je ovaj broj, možemo zamisliti da je molekul "cigla". Zatim, ako uzmemo broj cigli jednak broju molekula u 1 cm 3 gasa u normalnim uslovima, i čvrsto obložimo površinu cele kugle sa njima, onda bi one prekrile površinu slojem visokim 120 m, koji je skoro 4 puta veća od visine 10-spratnice. Ogroman broj molekula po jedinici volumena ukazuje na vrlo malu veličinu samih molekula. Na primjer, masa molekula vode je m=29,9 x 10 -27 kg. Shodno tome, veličina molekula je također mala. Smatra se da je promjer molekula minimalna udaljenost na kojoj im sile odbijanja omogućavaju da se približe jedna drugoj. Međutim, koncept veličine molekula je uvjetovan, jer na molekularnim udaljenostima ideje klasične fizike nisu uvijek opravdane. Prosječna veličina molekula je oko 10-10 m.

Molekul kao sistem koji se sastoji od međusobno povezanih elektrona i jezgara može biti u različitim stanjima i prelaziti iz jednog stanja u drugo prisilno (pod uticajem spoljašnjih uticaja) ili spontano. Za sve molekule ovog tipa karakterističan je određeni skup stanja koji može poslužiti za identifikaciju molekula. Kao nezavisna formacija, molekul ima određeni skup fizičkih svojstava u svakom stanju, ta svojstva se u jednom ili drugom stupnju čuvaju tijekom prijelaza s molekula na tvar koja se od njih sastoji i određuju svojstva ove tvari. Tokom hemijskih transformacija, molekuli jedne supstance razmenjuju atome sa molekulima druge supstance, raspadaju se na molekule sa manjim brojem atoma, a takođe ulaze u hemijske reakcije drugih vrsta. Stoga hemija proučava supstance i njihove transformacije u bliskoj vezi sa strukturom i stanjem molekula.

Molekul se obično naziva električno neutralna čestica. U materiji pozitivni ioni uvijek koegzistiraju s negativnim.

Prema broju atomskih jezgara uključenih u molekulu razlikuju se dvoatomne, triatomske itd. molekule. Ako broj atoma u molekulu prelazi stotine i hiljade, molekul se naziva makromolekulom. Zbir masa svih atoma koji čine molekulu smatra se molekulskom težinom. Prema molekularnoj težini, sve tvari se uvjetno dijele na niske i visoke molekulske mase.

1.2 Metode za mjerenje prečnika molekula

U molekularnoj fizici glavni "akteri" su molekule, nezamislivo male čestice koje čine sve supstance na svijetu. Jasno je da je za proučavanje mnogih fenomena važno znati šta su oni, molekuli. Konkretno, koje su njihove veličine.

Kada se govori o molekulima, oni se obično smatraju malim, elastičnim, tvrdim kuglicama. Stoga, znati veličinu molekula znači znati njihov polumjer.

Unatoč maloj veličini molekula, fizičari su uspjeli razviti mnoge načine za njihovo određivanje. Fizika 7 govori o dva od njih. Iskorištava se svojstvo nekih (vrlo malo) tekućina da se šire u obliku filma debljine jedan molekul. U drugom, veličina čestica se određuje pomoću složenog uređaja - ionskog projektora.

Struktura molekula proučava se različitim eksperimentalnim metodama. Difrakcija elektrona, neutronska difrakcija i rendgenska strukturna analiza pružaju direktne informacije o strukturi molekula. Difrakcija elektrona, metoda koja istražuje raspršivanje elektrona snopom molekula u plinskoj fazi, omogućava izračunavanje parametara geometrijske konfiguracije za izolirane, relativno jednostavne molekule. Neutronska difrakcija i rendgenska strukturna analiza ograničene su na analizu strukture molekula ili pojedinačnih uređenih fragmenata u kondenziranoj fazi. Rentgenske studije, pored navedenih informacija, omogućavaju dobijanje kvantitativnih podataka o prostornoj distribuciji elektronske gustine u molekulima.

Spektroskopske metode se zasnivaju na individualnosti spektra hemijskih jedinjenja, što je posledica skupa stanja karakterističnih za svaki molekul i odgovarajućih energetskih nivoa. Ove metode omogućavaju provođenje kvalitativne i kvantitativne spektralne analize tvari.

Spektri apsorpcije ili emisije u mikrotalasnoj oblasti spektra omogućavaju proučavanje prelaza između rotacionih stanja, određivanje momenata inercije molekula i, na osnovu njih, dužine veze, uglove veze i druge geometrijske parametre molekula. Infracrvena spektroskopija, po pravilu, istražuje prelaze između vibraciono-rotacionih stanja i široko se koristi u spektralno-analitičke svrhe, budući da su mnoge vibracijske frekvencije određenih strukturnih fragmenata molekula karakteristične i malo se menjaju pri prelasku sa jednog molekula na drugi. Istovremeno, infracrvena spektroskopija takođe omogućava da se proceni ravnotežna geometrijska konfiguracija. Spektri molekula u optičkom i ultraljubičastom frekvencijskom opsegu povezani su uglavnom s prijelazima između elektronskih stanja. Rezultat njihovog istraživanja su podaci o karakteristikama potencijalnih površina za različita stanja i vrijednostima molekularnih konstanti koje određuju ove potencijalne površine, kao i o vijeku trajanja molekula u pobuđenim stanjima i vjerojatnosti prijelaza iz jednog stanja u drugo. .

O detaljima elektronske strukture molekula, foto- i rendgenski elektronski spektri, kao i Augerovi spektri, daju jedinstvene informacije, koje omogućavaju procjenu vrste simetrije molekularnih orbitala i karakteristika raspodjele elektronske gustine. . Laserska spektroskopija (u različitim frekventnim opsezima), koja se odlikuje izuzetno visokom selektivnošću ekscitacije, otvorila je široke mogućnosti za proučavanje pojedinačnih stanja molekula. Pulsna laserska spektroskopija omogućava analizu strukture kratkoživih molekula i njihovu transformaciju u elektromagnetno polje.

Različite informacije o strukturi i svojstvima molekula pružaju se proučavanjem njihovog ponašanja u vanjskim električnim i magnetskim poljima.

Postoji, međutim, vrlo jednostavan, iako ne i najprecizniji način za izračunavanje polumjera molekula (ili atoma), koji se zasniva na činjenici da molekuli neke supstance, kada je u čvrstom ili tekućem stanju, mogu se smatrati da su tijesno jedni uz druge. U ovom slučaju, za grubu procjenu, možemo pretpostaviti da je volumen V neka masa m supstanca je jednostavno jednaka zbroju zapremina molekula sadržanih u njoj. Tada dobijamo zapreminu jednog molekula dijeljenjem zapremine V po broju molekula N.

Broj molekula u tijelu mase m kao i poznato

, gdje M- molarna masa supstance N A je Avogadrov broj. Otuda i jačina zvuka V 0 jednog molekula određuje se iz jednakosti .

Ovaj izraz uključuje omjer volumena tvari i njene mase. Suprotan odnos

Molekule imaju različite veličine i različite oblike. Radi jasnoće, prikazat ćemo molekulu u obliku lopte, zamišljajući da je prekrivena sfernom površinom, unutar koje se nalaze elektronske ljuske njegovih atoma (slika 4, a). Prema modernim konceptima, molekuli nemaju geometrijski definisan prečnik. Stoga je dogovoreno da se kao prečnik d molekula uzme udaljenost između centara dva molekula (slika 4b), tako blizu da sile privlačenja između njih budu uravnotežene silama odbijanja.

Iz kursa hemije "poznato je da kilogram-molekul (kilomol) bilo koje supstance, bez obzira na njeno agregacijsko stanje, sadrži isti broj molekula, nazvan Avogadro broj, tj. N A \u003d 6,02 * 10 26 molekula.

Sada procijenimo prečnik molekula, na primjer vode. Da bismo to učinili, podijelimo volumen kilomola vode s Avogadrovim brojem. Kilomol vode ima masu 18 kg. Pod pretpostavkom da su molekuli vode locirani blizu jedan drugom i njena gustina 1000 kg/m 3, možemo to reći 1 kmol voda zauzima zapreminu V = 0,018 m 3. Zapremina po molekulu vode

Uzimajući molekulu kao loptu i koristeći formulu zapremine lopte, izračunavamo približni prečnik, inače linearnu veličinu molekule vode:

Prečnik molekula bakra 2,25*10 -10 m. Prečnici molekula gasa su istog reda. Na primjer, promjer molekule vodika 2,47 * 10 -10 m, ugljen-dioksid - 3,32*10 -10 m. Dakle, molekul ima prečnik reda 10 -10 m. Na dužini 1 cm U blizini se može locirati 100 miliona molekula.

Procijenimo masu molekula, na primjer šećera (C 12 H 22 O 11). Da biste to učinili, potrebna vam je masa od kilomola šećera (μ = 342,31 kg/kmol) podijeljeno sa Avogadrovim brojem, tj. brojem molekula u