Молекулы

О том, что вещества состоят из отдельных мельчайших частиц, люди догадывались очень давно, это утверждал еще около 2500 лет назад греческий ученый Демокрит.

Но если в древности ученые лишь предполагали, что вещества состоят из отдельных частиц, то в начале XX века существование таких частиц было доказано наукой. Частицы, из которых состоят многие вещества, называют молекулами¹.

Молекула вещества — мельчайшая частица этого вещества. Наименьшая частица воды — это молекула воды, наименьшая частица сахара — это молекула сахара и т.д.

Каковы же размеры молекул?

Известно, что кусок сахара можно растолочь на очень маленькие крупинки, зерно пшеницы размолоть в муку. Масло, растекаясь по воде, образует пленку, толщина которой в 40 000 раз меньше толщины человеческого волоса. Но и в крупинке муки и в толще масляной пленки содержится не одна, а много молекул. Значит, размеры молекул этих веществ еще меньше, чем размеры крупинки муки и толщина пленки. Можно привести следующее сравнение: молекула во столько же раз меньше яблока среднего размера, во сколько раз яблоко меньше земного шара.

Молекулы разных веществ отличаются друг от друга размерами, но все они очень малы. Современные приборы — электронные микроскопы — позволили увидеть и сфотографировать наиболее крупные из молекул (см. цветную вклейку II). Эти фотографии – еще одно подтверждение существования молекул.

Так как молекулы очень малы, то в каждом теле их содержится великое множество. В 1 см³ воздуха содержится такое число молекул, что если» сложить столько же песчинок, то получится гора, которая закроет большой завод.

В природе все тела отличаются друг от друга хоть чем-нибудь. Нет людей с одинаковыми лицами. Среди листьев, растущих на одном дереве, нет двух совершенно одинаковых. Даже в целой куче песка мы не найдем одинаковых песчинок. Миллионы шариков для подшипников изготавливают на заводе по одному образцу, одинакового размера. Но если шарики измерить точнее, чем это делалось при обработке, то можно убедиться, что среди них не найдется и двух одинаковых.

Отличаются ли между собой молекулы одного и того же вещества.

1. Молекула — латинское слово, означает «меленькая масса».

Многочисленные и сложные опыты показали, что молекулы одного и того же вещества одинаковы. Каждое чистое вещество состоит из одинаковых молекул, присущих только ему. Это удивительный факт. Нельзя, например, отличить воду, полученную из сока или из молока, от воды, полученной путем перегонки морской воды, так как молекулы воды одинаковы и никакое другое вещество не состоит из таких же молекул.

Хотя молекулы и очень маленькие частицы вещества, но и они делимы. Частицы, из которых состоят молекулы, называют атомами.

Например, из двух одинаковых атомов состоит молекула кислорода. А молекула воды состоит из трех атомов — одного атома кислорода и двух атомов водорода. На рисунке 14 изображены две молекулы воды. Такое схематическое изображение молекул принято в науке, оно соответствует свойствам молекул, изученным в физических опытах, и называется моделью молекулы.

При делении двух молекул воды получаются четыре атома водорода и два атома кислорода. Каждые два атома водорода соединяются в молекулу водорода, а атомы кислорода — в молекулу кислорода, как показано схематически на рисунке 15.

Атомы тоже не являются неделимыми частицами, они состоят из более мелких частиц, называемых элементарными частицами.

Вопросы. 1. Как называют частицы, из которых состоят вещества? 2. Из каких наблюдений следует, что размеры молекул малы? 3. Что вы знаете о размерах молекул? 4. Что вы знаете о составе молекулы воды? 5. Какие опыты и рассуждения показывают, что все молекулы воды одинаковы?

Упражнение. Как известно, капли маслянистой жидкости растекаются по поверхности воды, образуя тонкую пленку. Почему при некоторой толщине пленки масло перестает растекаться?

Задание. Сделайте из цветного пластилина модели двух молекул воды. Затем из этих молекул составьте модели молекул кислорода и водорода.