Diameter molekul air dalam mm. Kvant

>>Fizik: Asas teori kinetik molekul. Saiz molekul

Molekul sangat kecil, tetapi lihat betapa mudahnya untuk menganggarkan saiz dan jisimnya. Satu pemerhatian dan beberapa pengiraan mudah sudah memadai. Benar, kita masih perlu memikirkan bagaimana untuk melakukan ini.
Teori kinetik molekul bagi struktur jirim adalah berdasarkan tiga pernyataan: jirim terdiri daripada zarah; zarah-zarah ini bergerak secara rawak; zarah berinteraksi antara satu sama lain. Setiap dakwaan dibuktikan dengan teliti melalui eksperimen.
Sifat dan tingkah laku semua badan tanpa pengecualian, dari ciliates hingga bintang, ditentukan oleh pergerakan zarah yang berinteraksi antara satu sama lain: molekul, atom, atau pembentukan yang lebih kecil - zarah asas.
Anggaran saiz molekul. Untuk memastikan sepenuhnya kewujudan molekul, adalah perlu untuk menentukan saiznya.
Cara paling mudah untuk melakukan ini adalah dengan memerhatikan penyebaran setitik minyak, seperti minyak zaitun, di permukaan air. Minyak tidak akan menempati seluruh permukaan jika kapal besar ( rajah.8.1). Tidak mustahil untuk membuat titisan 1 mm 3 tersebar supaya ia menduduki kawasan permukaan lebih daripada 0.6 m 2. Ia boleh diandaikan bahawa apabila minyak merebak ke kawasan maksimum, ia membentuk lapisan dengan ketebalan hanya satu molekul - "lapisan monomolekul". Adalah mudah untuk menentukan ketebalan lapisan ini dan dengan itu menganggarkan saiz molekul minyak zaitun.

Kelantangan V lapisan minyak adalah sama dengan hasil daripada luas permukaannya S untuk ketebalan d lapisan, iaitu V=Sd. Oleh itu, saiz molekul minyak zaitun ialah:

Tidak perlu menghitung sekarang semua cara yang mungkin untuk membuktikan kewujudan atom dan molekul. Instrumen moden memungkinkan untuk melihat imej atom dan molekul individu. Rajah 8.2 menunjukkan mikrograf permukaan wafer silikon, di mana bonggol adalah atom silikon individu. Imej sedemikian mula-mula dipelajari untuk diperoleh pada tahun 1981 menggunakan bukan optik biasa, tetapi mikroskop terowong kompleks.

Molekul, termasuk minyak zaitun, lebih besar daripada atom. Diameter mana-mana atom adalah lebih kurang sama dengan 10 -8 cm. Dimensi ini sangat kecil sehingga sukar untuk membayangkannya. Dalam kes sedemikian, perbandingan digunakan.
Berikut adalah salah satu daripadanya. Jika jari-jari digenggam menjadi penumbuk dan diperbesarkan kepada saiz glob, maka atom, pada pembesaran yang sama, akan menjadi sebesar penumbuk.
Bilangan molekul. Dengan saiz molekul yang sangat kecil, bilangannya dalam mana-mana badan makroskopik adalah sangat besar. Mari kita hitung anggaran bilangan molekul dalam setitik air dengan jisim 1 g dan, oleh itu, isipadu 1 cm 3 .
Diameter molekul air adalah lebih kurang 3 10 -8 cm Dengan mengandaikan bahawa setiap molekul air dengan pembungkusan padat molekul menduduki isipadu (3 10 -8 cm) 3, anda boleh mencari bilangan molekul dalam setitik dengan membahagikan susut isipadu (1 cm 3) mengikut isipadu, setiap molekul:

Dengan setiap penyedutan, anda menangkap begitu banyak molekul yang jika kesemuanya diagihkan secara sama rata di atmosfera Bumi selepas hembusan nafas, maka setiap penduduk planet ini akan menerima dua atau tiga molekul yang telah berada di dalam paru-paru anda semasa penyedutan.
Dimensi atom adalah kecil: .
Tiga peruntukan utama teori kinetik molekul akan dibincangkan berulang kali.

???
1. Apakah ukuran yang perlu diambil untuk menganggar saiz molekul minyak zaitun?
2. Jika atom akan meningkat kepada saiz biji popi (0.1 mm), maka apakah saiz jasad yang akan dicapai oleh butir pada pembesaran yang sama?
3. Senaraikan bukti kewujudan molekul yang anda ketahui yang tidak disebutkan dalam teks.

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fizik Gred 10

Isi pelajaran rumusan pelajaran rangka sokongan pembentangan pelajaran kaedah pecutan teknologi interaktif berlatih tugasan dan latihan bengkel pemeriksaan kendiri, latihan, kes, pencarian kerja rumah soalan perbincangan soalan retorik daripada pelajar Ilustrasi audio, klip video dan multimedia gambar, gambar grafik, jadual, skema humor, anekdot, jenaka, perumpamaan komik, pepatah, teka silang kata, petikan Alat tambah abstrak cip artikel untuk helaian tipu ingin tahu buku teks asas dan glosari tambahan istilah lain Menambah baik buku teks dan pelajaranmembetulkan kesilapan dalam buku teks mengemas kini serpihan dalam buku teks elemen inovasi dalam pelajaran menggantikan pengetahuan usang dengan yang baharu Hanya untuk guru pelajaran yang sempurna pelan kalendar untuk tahun cadangan metodologi program perbincangan Pelajaran Bersepadu

Jika anda mempunyai pembetulan atau cadangan untuk pelajaran ini,

MKT adalah mudah!

"Tiada apa-apa yang wujud selain atom dan ruang kosong..." - Democritus
"Mana-mana badan boleh membahagi selama-lamanya" - Aristotle

Peruntukan utama teori kinetik molekul (MKT)

Tujuan ICB- ini adalah penjelasan tentang struktur dan sifat pelbagai badan makroskopik dan fenomena terma yang berlaku di dalamnya, dengan pergerakan dan interaksi zarah yang membentuk badan.
badan makroskopik- Ini adalah badan besar, yang terdiri daripada sejumlah besar molekul.
fenomena haba- fenomena yang berkaitan dengan pemanasan dan penyejukan badan.

Penyata utama ILC

1. Bahan terdiri daripada zarah (molekul dan atom).
2. Terdapat jurang antara zarah.
3. Zarah bergerak secara rawak dan berterusan.
4. Zarah berinteraksi antara satu sama lain (menarik dan menolak).

Pengesahan MKT:

1. eksperimental
- penghancuran mekanikal bahan; pembubaran bahan dalam air; pemampatan dan pengembangan gas; penyejatan; ubah bentuk badan; penyebaran; Percubaan Brigman: minyak dituangkan ke dalam bekas, omboh menekan minyak dari atas, pada tekanan 10,000 atm, minyak mula meresap melalui dinding kapal keluli;

Penyebaran; Pergerakan Brownian zarah dalam cecair di bawah kesan molekul;

Kebolehmampatan yang lemah bagi jasad pepejal dan cecair; usaha penting untuk memecahkan pepejal; penyatuan titisan cecair;

2. lurus
- fotografi, penentuan saiz zarah.

Gerakan Brownian

Gerakan Brown ialah gerakan haba zarah terampai dalam cecair (atau gas).

Pergerakan Brown telah menjadi bukti pergerakan berterusan dan huru-hara (terma) molekul bahan.
- ditemui oleh ahli botani Inggeris R. Brown pada tahun 1827
- Penjelasan teori berdasarkan MKT telah diberikan oleh A. Einstein pada tahun 1905.
- disahkan secara eksperimen oleh ahli fizik Perancis J. Perrin.

Jisim dan saiz molekul

Saiz zarah

Diameter mana-mana atom ialah kira-kira cm.

Bilangan molekul dalam bahan

di mana V ialah isipadu bahan, Vo ialah isipadu satu molekul

Jisim satu molekul

di mana m ialah jisim bahan itu,
N ialah bilangan molekul dalam bahan

Unit jisim dalam SI: [m]= 1 kg

Dalam fizik atom, jisim biasanya diukur dalam unit jisim atom (a.m.u.).
Secara konvensional, ia dianggap sebagai 1 a.m.u. :

Berat molekul relatif suatu bahan

Untuk kemudahan pengiraan, kuantiti diperkenalkan - berat molekul relatif bahan.
Jisim molekul mana-mana bahan boleh dibandingkan dengan 1/12 jisim molekul karbon.

di mana pengangka ialah jisim molekul dan penyebutnya ialah 1/12 daripada jisim atom karbon

Kuantiti ini tidak berdimensi, i.e. tidak mempunyai unit

Jisim atom relatif bagi unsur kimia

di mana pengangka ialah jisim atom dan penyebutnya ialah 1/12 daripada jisim atom karbon

Kuantiti tidak berdimensi, i.e. tidak mempunyai unit

Jisim atom relatif bagi setiap unsur kimia diberikan dalam jadual berkala.

Satu lagi cara untuk menentukan berat molekul relatif sesuatu bahan

Jisim molekul relatif suatu bahan adalah sama dengan jumlah jisim atom relatif unsur kimia yang membentuk molekul bahan tersebut.
Kami mengambil jisim atom relatif mana-mana unsur kimia daripada jadual berkala!)

Jumlah bahan

Jumlah bahan (ν) menentukan bilangan relatif molekul dalam badan.

di mana N ialah bilangan molekul dalam badan dan Na ialah pemalar Avogadro

Unit ukuran jumlah bahan dalam sistem SI: [ν] = 1 mol

1 mol- ini ialah jumlah bahan yang mengandungi molekul (atau atom) seberapa banyak atom dalam karbon dengan jisim 0.012 kg.

Ingat!
1 mol sebarang bahan mengandungi bilangan atom atau molekul yang sama!

Tetapi!
Jumlah bahan yang sama untuk bahan yang berbeza mempunyai jisim yang berbeza!

Pemalar Avogadro

Bilangan atom dalam 1 mol sebarang bahan dipanggil nombor Avogadro atau pemalar Avogadro:

Jisim molar

Jisim molar (M) ialah jisim bahan yang diambil dalam satu mol, atau sebaliknya, ia ialah jisim satu mol bahan.

Jisim molekul
- Pemalar Avogadro

Unit jisim molar: [M]=1 kg/mol.

Formula untuk menyelesaikan masalah

Formula ini diperolehi dengan menggantikan formula di atas.

Jisim sebarang jumlah jirim

Banyak eksperimen menunjukkan itu saiz molekul sangat kecil. Saiz linear molekul atau atom boleh didapati dalam pelbagai cara. Sebagai contoh, dengan bantuan mikroskop elektron, gambar beberapa molekul besar telah diambil, dan dengan bantuan projektor ion (mikroskop ion), seseorang bukan sahaja boleh mengkaji struktur kristal, tetapi juga menentukan jarak antara atom individu. dalam molekul.

Menggunakan pencapaian teknologi eksperimen moden, adalah mungkin untuk menentukan dimensi linear atom dan molekul mudah, iaitu kira-kira 10-8 cm. Dimensi linear atom dan molekul kompleks adalah lebih besar. Sebagai contoh, saiz molekul protein ialah 43*10 -8 cm.

Untuk mencirikan atom, konsep jejari atom digunakan, yang memungkinkan untuk menganggarkan jarak interatomik dalam molekul, cecair atau pepejal, kerana atom tidak mempunyai sempadan yang jelas dalam saiz. Itu dia jejari atom- ini adalah sfera di mana bahagian utama ketumpatan elektron atom tertutup (sekurang-kurangnya 90 ... 95%).

Saiz molekul adalah sangat kecil sehingga ia hanya boleh diwakili oleh perbandingan. Sebagai contoh, molekul air berkali-kali lebih kecil daripada epal besar, berapa kali epal lebih kecil daripada glob.

tahi lalat bahan

Jisim molekul dan atom individu adalah sangat kecil, jadi lebih mudah untuk menggunakan nilai jisim relatif daripada mutlak dalam pengiraan.

Berat molekul relatif(atau jisim atom relatif) bahan M r ialah nisbah jisim molekul (atau atom) bahan tertentu kepada 1/12 jisim atom karbon.

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

di mana m 0 ialah jisim molekul (atau atom) bahan tertentu, m 0C ialah jisim atom karbon.

Jisim molekul relatif (atau atom) bahan menunjukkan berapa kali jisim molekul bahan lebih besar daripada 1/12 jisim isotop karbon C 12. Jisim molekul relatif (atom) dinyatakan dalam unit jisim atom.

Unit jisim atom ialah 1/12 daripada jisim isotop karbon C 12. Pengukuran yang tepat menunjukkan bahawa unit jisim atom ialah 1.660 * 10 -27 kg, iaitu

1 amu = 1.660 * 10 -27 kg

Jisim molekul relatif sesuatu bahan boleh dikira dengan menambah jisim atom relatif unsur-unsur yang membentuk molekul bahan itu. Jisim atom relatif unsur kimia ditunjukkan dalam sistem berkala unsur kimia oleh D.I. Mendeleev.

Dalam sistem berkala D.I. Mendeleev untuk setiap elemen ditunjukkan jisim atom, yang diukur dalam unit jisim atom (amu). Sebagai contoh, jisim atom magnesium ialah 24.305 amu, iaitu, magnesium adalah dua kali lebih berat daripada karbon, kerana jisim atom karbon ialah 12 amu. (ini berikutan daripada fakta bahawa 1 amu = 1/12 jisim isotop karbon yang membentuk majoriti atom karbon).

Mengapa mengukur jisim molekul dan atom dalam amu, jika terdapat gram dan kilogram? Sudah tentu, anda boleh menggunakan unit ini, tetapi ia akan menjadi sangat menyusahkan untuk menulis (terlalu banyak nombor perlu digunakan untuk menulis jisim). Untuk mencari jisim unsur dalam kilogram, darabkan jisim atom unsur itu dengan 1 amu. Jisim atom ditemui mengikut jadual berkala (ditulis di sebelah kanan penunjuk huruf unsur). Sebagai contoh, berat atom magnesium dalam kilogram ialah:

m 0Mg = 24.305 * 1 pagi = 24.305 * 1.660 * 10 -27 = 40.3463 * 10 -27 kg

Jisim molekul boleh dikira dengan menambah jisim unsur-unsur yang membentuk molekul. Sebagai contoh, jisim molekul air (H 2 O) akan sama dengan:

m 0H2O \u003d 2 * m 0H + m 0O \u003d 2 * 1.00794 + 15.9994 \u003d 18.0153 a.e.m. = 29.905 * 10 -27 kg

tahi lalat adalah sama dengan jumlah bahan sistem, yang mengandungi seberapa banyak molekul yang terdapat pada atom dalam 0.012 kg karbon C 12. Iaitu, jika kita mempunyai sistem dengan beberapa bahan, dan dalam sistem ini terdapat seberapa banyak molekul bahan ini kerana terdapat atom dalam 0.012 kg karbon, maka kita boleh mengatakan bahawa dalam sistem ini kita mempunyai 1 mol bahan.

Pemalar Avogadro

Jumlah bahanν adalah sama dengan nisbah bilangan molekul dalam badan tertentu kepada bilangan atom dalam 0.012 kg karbon, iaitu bilangan molekul dalam 1 mol bahan.

ν = N / N A

di mana N ialah bilangan molekul dalam badan tertentu, N A ialah bilangan molekul dalam 1 mol bahan yang membentuk badan.

N A ialah pemalar Avogadro. Jumlah bahan diukur dalam mol.

Pemalar Avogadro ialah bilangan molekul atau atom dalam 1 mol sesuatu bahan. Pemalar ini mendapat namanya sebagai penghormatan kepada ahli kimia dan ahli fizik Itali Amedeo Avogadro (1776 – 1856).

1 mol sebarang bahan mengandungi bilangan zarah yang sama.

N A \u003d 6.02 * 10 23 mol -1

Jisim molar ialah jisim bahan yang diambil dalam jumlah satu mol:

μ = m 0 * N A

di mana m 0 ialah jisim molekul.

Jisim molar dinyatakan dalam kilogram per mol (kg/mol = kg*mol -1).

Jisim molar berkaitan dengan jisim molekul relatif dengan hubungan:

μ \u003d 10 -3 * M r [kg * mol -1]

Jisim sebarang jumlah bahan m adalah sama dengan hasil jisim satu molekul m 0 dengan bilangan molekul:

m = m 0 N = m 0 N A ν = μν

Jumlah bahan adalah sama dengan nisbah jisim bahan kepada jisim molarnya:

ν = m / μ

Jisim satu molekul bahan boleh didapati jika jisim molar dan pemalar Avogadro diketahui:

m 0 = m / N = m / νN A = μ / N A

Penentuan jisim atom dan molekul yang lebih tepat dicapai menggunakan spektrometer jisim - peranti di mana rasuk zarah bercas memisahkan di angkasa bergantung pada jisim casnya menggunakan medan elektrik dan magnet.

Sebagai contoh, mari kita cari jisim molar atom magnesium. Seperti yang kita ketahui di atas, jisim atom magnesium ialah m0Mg = 40.3463 * 10 -27 kg. Maka jisim molar adalah:

μ \u003d m 0Mg * N A \u003d 40.3463 * 10 -27 * 6.02 * 10 23 \u003d 2.4288 * 10 -2 kg / mol

Iaitu, 2.4288 * 10 -2 kg magnesium "sesuai" dalam satu tahi lalat. Nah, atau kira-kira 24.28 gram.

Seperti yang anda lihat, jisim molar (dalam gram) hampir sama dengan jisim atom yang ditunjukkan untuk unsur dalam jadual berkala. Oleh itu, apabila mereka menunjukkan jisim atom, mereka biasanya melakukan ini:

Jisim atom magnesium ialah 24.305 amu. (g/mol).

Institusi pendidikan perbandaran

"Sekolah menengah asas No. 10"

Menentukan diameter molekul

Kerja makmal

Artis: Masaev Evgeniy

darjah 7 "A"

Ketua: Reznik A.V.

daerah Guryevsky

pengenalan

Tahun akademik ini saya mula belajar fizik. Saya belajar bahawa badan yang mengelilingi kita terdiri daripada zarah-zarah kecil - molekul. Saya tertanya-tanya apakah saiz molekul. Oleh kerana saiznya yang sangat kecil, molekul tidak dapat dilihat dengan mata kasar atau dengan mikroskop biasa. Saya membaca bahawa molekul hanya boleh dilihat dengan mikroskop elektron. Para saintis telah membuktikan bahawa molekul bahan yang berbeza berbeza antara satu sama lain, dan molekul bahan yang sama adalah sama. Saya ingin mengukur diameter molekul dalam amalan. Tetapi malangnya, kurikulum sekolah tidak menyediakan kajian masalah seperti ini, dan ternyata menjadi tugas yang sukar untuk mempertimbangkannya sahaja dan saya terpaksa mengkaji kesusasteraan mengenai kaedah untuk menentukan diameter molekul.

Babsaya. molekul

1.1 Daripada teori soalan

Molekul dalam pengertian moden ialah zarah terkecil bahan yang mempunyai semua sifat kimianya. Molekul itu mampu kewujudan bebas. Ia boleh terdiri daripada kedua-dua atom yang sama, contohnya, oksigen O 2, ozon O 3, nitrogen N 2, fosforus P 4, sulfur S 6, dsb., dan daripada atom yang berbeza: ini termasuk molekul semua bahan kompleks. Molekul paling mudah terdiri daripada satu atom: ini adalah molekul gas lengai - helium, neon, argon, krypton, xenon, radon. Dalam sebatian dan polimer makromolekul yang dipanggil, setiap molekul boleh terdiri daripada ratusan ribu atom.

Bukti eksperimen tentang kewujudan molekul pertama kali paling meyakinkan diberikan oleh ahli fizik Perancis J. Perrin pada tahun 1906 ketika mengkaji gerakan Brown. Ia, seperti yang ditunjukkan oleh Perrin, adalah hasil daripada gerakan terma molekul - dan tidak ada yang lain.

Intipati molekul juga boleh diterangkan dari sudut pandangan lain: molekul ialah sistem yang stabil yang terdiri daripada nukleus atom (sama atau berbeza) dan elektron di sekelilingnya, dan sifat kimia molekul ditentukan oleh elektron kulit luar. dalam atom. Atom digabungkan menjadi molekul dalam kebanyakan kes melalui ikatan kimia. Biasanya, ikatan sedemikian dicipta oleh satu, dua, atau tiga pasang elektron yang dikongsi oleh dua atom.

Atom dalam molekul disambungkan antara satu sama lain dalam urutan tertentu dan diedarkan di angkasa dengan cara tertentu. Ikatan antara atom mempunyai kekuatan yang berbeza; ia dianggarkan dengan jumlah tenaga yang mesti dibelanjakan untuk memecahkan ikatan interatomik.

Molekul dicirikan oleh saiz dan bentuk tertentu. Ia telah ditentukan melalui pelbagai kaedah bahawa 1 cm 3 mana-mana gas dalam keadaan normal mengandungi kira-kira 2.7x10 19 molekul.

Untuk memahami betapa besarnya nombor ini, kita boleh membayangkan bahawa molekul itu adalah "bata". Kemudian jika kita mengambil bilangan batu bata yang sama dengan bilangan molekul dalam 1 cm 3 gas dalam keadaan normal, dan meletakkan permukaan seluruh dunia dengan ketat dengan mereka, maka mereka akan menutup permukaan dengan lapisan setinggi 120 m, yang adalah hampir 4 kali lebih tinggi daripada ketinggian bangunan 10 tingkat. Sebilangan besar molekul per unit isipadu menunjukkan saiz molekul yang sangat kecil itu sendiri. Sebagai contoh, jisim molekul air ialah m=29.9 x 10 -27 kg. Oleh itu, saiz molekul juga kecil. Diameter molekul dianggap sebagai jarak minimum di mana daya tolakan membenarkan mereka mendekati satu sama lain. Walau bagaimanapun, konsep saiz molekul adalah bersyarat, kerana pada jarak molekul idea-idea fizik klasik tidak selalu dibenarkan. Saiz purata molekul adalah kira-kira 10-10 m.

Molekul sebagai sistem yang terdiri daripada elektron dan nukleus yang berinteraksi boleh berada dalam keadaan berbeza dan berpindah dari satu keadaan ke keadaan lain secara paksa (di bawah pengaruh pengaruh luar) atau secara spontan. Untuk semua molekul jenis ini, satu set keadaan tertentu adalah ciri, yang boleh berfungsi untuk mengenal pasti molekul. Sebagai pembentukan bebas, molekul mempunyai set sifat fizikal tertentu dalam setiap keadaan, sifat ini dipelihara pada satu darjah atau yang lain semasa peralihan daripada molekul kepada bahan yang terdiri daripada mereka dan menentukan sifat bahan ini. Semasa transformasi kimia, molekul satu bahan bertukar atom dengan molekul bahan lain, terurai kepada molekul dengan bilangan atom yang lebih kecil, dan juga memasuki tindak balas kimia jenis lain. Oleh itu, kimia mengkaji bahan dan perubahannya berhubung rapat dengan struktur dan keadaan molekul.

Molekul biasanya dipanggil zarah neutral elektrik. Dalam jirim, ion positif sentiasa wujud bersama dengan yang negatif.

Mengikut bilangan nukleus atom yang termasuk dalam molekul, molekul diatomik, triatomik, dll. dibezakan. Jika bilangan atom dalam molekul melebihi ratusan dan ribuan, molekul itu dipanggil makromolekul. Jumlah jisim semua atom yang membentuk molekul dianggap sebagai berat molekul. Mengikut berat molekul, semua bahan secara bersyarat dibahagikan kepada berat molekul rendah dan tinggi.

1.2 Kaedah untuk mengukur diameter molekul

Dalam fizik molekul, "aktor" utama adalah molekul, zarah kecil yang tidak dapat dibayangkan yang membentuk semua bahan di dunia. Adalah jelas bahawa untuk mengkaji banyak fenomena adalah penting untuk mengetahui apa itu, molekul. Khususnya, apakah saiz mereka.

Apabila bercakap tentang molekul, mereka biasanya dianggap sebagai bola kecil, elastik, keras. Oleh itu, untuk mengetahui saiz molekul bermakna mengetahui jejarinya.

Walaupun saiz molekul yang kecil, ahli fizik telah berjaya membangunkan banyak cara untuk menentukannya. Fizik 7 bercakap tentang dua daripadanya. Seseorang mengeksploitasi sifat beberapa (sangat sedikit) cecair untuk merebak dalam bentuk filem satu molekul tebal. Dalam yang lain, saiz zarah ditentukan menggunakan peranti kompleks - projektor ion.

Struktur molekul dikaji dengan pelbagai kaedah eksperimen. Pembelauan elektron, pembelauan neutron, dan analisis struktur sinar-X memberikan maklumat langsung tentang struktur molekul. Pembelauan elektron, kaedah yang menyiasat penyerakan elektron oleh rasuk molekul dalam fasa gas, memungkinkan untuk mengira parameter konfigurasi geometri untuk molekul terpencil yang agak mudah. Difraksi neutron dan analisis struktur sinar-X terhad kepada analisis struktur molekul atau serpihan tertib individu dalam fasa pekat. Kajian sinar-X, sebagai tambahan kepada maklumat yang ditunjukkan, memungkinkan untuk mendapatkan data kuantitatif mengenai taburan spatial ketumpatan elektron dalam molekul.

Kaedah spektroskopi adalah berdasarkan keperibadian spektrum sebatian kimia, yang disebabkan oleh set keadaan ciri setiap molekul dan tahap tenaga yang sepadan. Kaedah ini memungkinkan untuk menjalankan analisis spektrum kualitatif dan kuantitatif bahan.

Spektrum penyerapan atau pelepasan dalam kawasan gelombang mikro spektrum memungkinkan untuk mengkaji peralihan antara keadaan putaran, menentukan momen inersia molekul, dan, berdasarkannya, panjang ikatan, sudut ikatan, dan parameter geometri molekul lain. Spektroskopi inframerah, sebagai peraturan, menyiasat peralihan antara keadaan putaran getaran dan digunakan secara meluas untuk tujuan analisis spektrum, kerana banyak frekuensi getaran bagi serpihan struktur molekul tertentu adalah ciri dan sedikit berubah apabila berpindah dari satu molekul ke molekul yang lain. Pada masa yang sama, spektroskopi inframerah juga memungkinkan untuk menilai konfigurasi geometri keseimbangan. Spektrum molekul dalam julat frekuensi optik dan ultraviolet dikaitkan terutamanya dengan peralihan antara keadaan elektronik. Hasil penyelidikan mereka adalah data tentang ciri permukaan berpotensi untuk pelbagai keadaan dan nilai pemalar molekul yang menentukan permukaan berpotensi ini, serta jangka hayat molekul dalam keadaan teruja dan kebarangkalian peralihan dari satu keadaan ke keadaan lain. .

Mengenai butiran struktur elektronik molekul, spektrum elektron foto dan sinar-X, serta spektrum Auger, memberikan maklumat unik, yang memungkinkan untuk menganggarkan jenis simetri orbital molekul dan ciri-ciri taburan ketumpatan elektron. . Spektroskopi laser (dalam pelbagai julat frekuensi), yang dibezakan oleh selektiviti pengujaan yang sangat tinggi, telah membuka kemungkinan luas untuk mengkaji keadaan molekul individu. Spektroskopi laser berdenyut memungkinkan untuk menganalisis struktur molekul jangka pendek dan transformasinya menjadi medan elektromagnet.

Pelbagai maklumat tentang struktur dan sifat molekul disediakan melalui kajian kelakuannya dalam medan elektrik dan magnet luaran.

Walau bagaimanapun, terdapat cara yang sangat mudah, walaupun bukan yang paling tepat, untuk mengira jejari molekul (atau atom). Ia berdasarkan fakta bahawa molekul bahan, apabila ia berada dalam keadaan pepejal atau cecair, boleh dianggap berdampingan rapat antara satu sama lain. Dalam kes ini, untuk anggaran kasar, kita boleh mengandaikan bahawa volum V beberapa jisim m bahan adalah sama dengan jumlah isipadu molekul yang terkandung di dalamnya. Kemudian kita mendapat isipadu satu molekul dengan membahagikan isipadu V setiap bilangan molekul N.

Bilangan molekul dalam badan berjisim m serta diketahui

, di mana M- jisim molar bahan N A ialah nombor Avogadro. Oleh itu kelantangan V 0 daripada satu molekul ditentukan daripada kesamaan .

Ungkapan ini termasuk nisbah isipadu bahan kepada jisimnya. Hubungan yang bertentangan

Molekul mempunyai saiz dan pelbagai bentuk. Untuk kejelasan, kita akan menggambarkan molekul dalam bentuk bola, membayangkan bahawa ia diliputi oleh permukaan sfera, di dalamnya terdapat kulit elektron atomnya (Rajah 4, a). Menurut konsep moden, molekul tidak mempunyai diameter yang ditentukan secara geometri. Oleh itu, telah dipersetujui untuk mengambil jarak antara pusat dua molekul (Rajah 4b) sebagai diameter d molekul, begitu rapat sehingga daya tarikan di antara mereka diseimbangkan oleh daya tolakan.

Dari kursus kimia " diketahui bahawa molekul kilogram (kilomol) apa-apa bahan, tanpa mengira keadaan pengagregatannya, mengandungi bilangan molekul yang sama, dipanggil nombor Avogadro, iaitu N A \u003d 6.02 * 10 26 molekul.

Sekarang mari kita anggarkan diameter molekul, contohnya air. Untuk melakukan ini, kami membahagikan isipadu satu kilomol air dengan nombor Avogadro. Satu kilomol air mempunyai jisim 18 kg. Dengan mengandaikan bahawa molekul air terletak berdekatan antara satu sama lain dan ketumpatannya 1000 kg / m 3, kita boleh kata begitu 1 kmol air menempati isipadu V \u003d 0.018 m 3. Isipadu setiap molekul air

Mengambil molekul sebagai bola dan menggunakan formula isipadu bola, kami mengira diameter anggaran, jika tidak saiz linear molekul air:

Diameter molekul kuprum 2.25*10 -10 m. Diameter molekul gas adalah dalam susunan yang sama. Sebagai contoh, diameter molekul hidrogen 2.47 * 10 -10 m, karbon dioksida - 3.32*10 -10 m. Jadi molekul mempunyai diameter susunan 10 -10 m. Pada panjangnya 1 sm 100 juta molekul boleh terletak berdekatan.

Mari kita anggarkan jisim molekul, contohnya gula (C 12 H 22 O 11). Untuk melakukan ini, anda memerlukan jisim kilomol gula (μ = 342.31 kg/kmol) dibahagikan dengan nombor Avogadro, iaitu, dengan bilangan molekul dalam