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1、物质由分子组成第1页,共16页,编辑于2022年,星期一一、物体一、物体有限可分有限可分 无限可分无限可分公孙龙公孙龙:一尺之棰,日取其半,万世不竭一尺之棰,日取其半,万世不竭 中庸中庸:语小,天下莫能破焉语小,天下莫能破焉 朱熹朱熹:天下莫能破是无内天下莫能破是无内 留基伯留基伯:提出物质由微粒构成提出物质由微粒构成德谟克利特德谟克利特的原子理论后来被的原子理论后来被道尔顿道尔顿所发展所发展 德谟克利特德谟克利特:发展了老师的学说,把这不能再分的、发展了老师的学说,把这不能再分的、看不见的微粒叫看不见的微粒叫“原子原子”“AtomAtom”,原意不可分割,原意不可分割 第2页,共16页,编辑
2、于2022年,星期一 古代的原子理论,是一种古代的原子理论,是一种哲学思辩哲学思辩,但闪烁着智慧,但闪烁着智慧的光芒。的光芒。原子可分,原子能结合成分子原子可分,原子能结合成分子分子是具有各种物质化学性质的最小粒子分子是具有各种物质化学性质的最小粒子 构成物质的单元是多样的,或原子,或离子,或是分子。构成物质的单元是多样的,或原子,或离子,或是分子。在热运动中,统称为在热运动中,统称为分子分子 物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的 第3页,共16页,编辑于2022年,星期一如何才能看见更小的物体如何才能看见更小的物体二、分子的大小二、分子的大小第4页,共16页,编辑于2022年,星期一
3、如何才能看见更小的物体如何才能看见更小的物体第5页,共16页,编辑于2022年,星期一放大放大200倍的蚊子倍的蚊子放大放大1400倍的花粉倍的花粉第6页,共16页,编辑于2022年,星期一如何才能看见更小的物体如何才能看见更小的物体卢斯卡(左)和他发明卢斯卡(左)和他发明的第一台电子显微镜的第一台电子显微镜 现代的电子显微镜现代的电子显微镜第7页,共16页,编辑于2022年,星期一放大放大35000倍的蚊子倍的蚊子人类血细胞的电子显微镜照片人类血细胞的电子显微镜照片电子显微镜下的病毒电子显微镜下的病毒第8页,共16页,编辑于2022年,星期一如何才能看见更小的物体如何才能看见更小的物体扫描隧
4、道显微镜扫描隧道显微镜 1986 年诺贝尔物理奖获得者年诺贝尔物理奖获得者卢斯卡(卢斯卡(Ernst RuskaErnst Ruska,1906190619881988)格格宾尼(宾尼(Gerd BinnigGerd Binnig,19471947)罗雷尔(罗雷尔(Heinrich RohrerHeinrich Rohrer,19331933)第9页,共16页,编辑于2022年,星期一扫描隧道显微镜的针及工作示意扫描隧道显微镜的针及工作示意 放大放大2500万倍万倍的硅晶体表面的硅晶体表面7 7个铀原子个铀原子石墨原子图象石墨原子图象第10页,共16页,编辑于2022年,星期一如何确定分子的大
5、小如何确定分子的大小如何确定微小物体的大小如何确定微小物体的大小?用宏观量的测量得到微观量用宏观量的测量得到微观量分子的小球模型分子的小球模型分子直径的分子直径的数量级数量级是是 1010 m 如:水分子直径约为41010m 氢分子直径约为2.31010m 例:用油膜法测分子大小时。假设有例:用油膜法测分子大小时。假设有1mL油酸在量筒油酸在量筒中,倒到水面上成单分子油膜。设油酸分子直径为中,倒到水面上成单分子油膜。设油酸分子直径为21010m,油膜面积有多大?油膜面积有多大?第11页,共16页,编辑于2022年,星期一三、三、阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数物理学中有物理学中有7个基本物理量,其
6、中力学中有个基本物理量,其中力学中有3 个个 物理量物理量符号符号单位单位符号符号长长 度度s s米米m质质 量量m m千克千克Kg时时 间间t t秒秒s物质的量物质的量n摩尔摩尔mol物质的量物质的量,实际上表示含有一定数目的粒子的集体实际上表示含有一定数目的粒子的集体 1mol任何物质,都含有任何物质,都含有 6.0210 23个微粒(原子、个微粒(原子、分子、离子)分子、离子),这个常数叫,这个常数叫 “阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数”符号符号NA,NA=6.021023 mol1 第12页,共16页,编辑于2022年,星期一例:已知例:已知1mol水水的的体积是体积是1.8105m3,每
7、个水分子的直径每个水分子的直径是是4.01010m,试试估算估算阿伏加德罗常数。阿伏加德罗常数。用用不不同同方方法法测测出出的的分分子子大大小小和和阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数彼彼此此相相符符,证证明明了了物物理理学学的的理理论论彼彼此此和和谐谐一一致致,也也从从一一个个侧侧面面证证实实了分子的客观存在。了分子的客观存在。阿伏加德罗常数,是联系宏观与微观的一座桥梁阿伏加德罗常数,是联系宏观与微观的一座桥梁第13页,共16页,编辑于2022年,星期一 一一个个人人喝喝一一口口水水(设设1010mLmL),所所含含的的水水分分子子分分给给世世界界上上每每一一个个人(设人(设6060亿),每人得到多
8、少水分子?亿),每人得到多少水分子?例:试计算一个铁原子的质量是多少?例:试计算一个铁原子的质量是多少?例:试计算一个铁原子体积是是多少?直径多大?例:试计算一个铁原子体积是是多少?直径多大?分子质量分子质量分子大小分子大小 摩尔质量摩尔质量摩尔体积摩尔体积 NA例:试计算一个氢气分子的质量是多少?例:试计算一个氢气分子的质量是多少?例:试计算一个氢气分子的体积是多少?例:试计算一个氢气分子的体积是多少?气体分子不能看成紧挨在一起气体分子不能看成紧挨在一起求得的是一个分子占据的空间求得的是一个分子占据的空间 50万亿万亿第14页,共16页,编辑于2022年,星期一四、纳米技术四、纳米技术纳米是
9、一个长度单位,符号纳米是一个长度单位,符号nm,1nm=109m 纳米技术的研究尺寸为纳米技术的研究尺寸为0.1100nm研究对象为一小堆分子或单个的原子、分子研究对象为一小堆分子或单个的原子、分子 35个氙原子组成的个氙原子组成的IBM第15页,共16页,编辑于2022年,星期一底部载管底部载管 装配基座装配基座 纳米马达纳米马达上部载管上部载管 纳米技术:纳米技术:(1)纳米材料)纳米材料 (2)纳米生物学和纳米药物学)纳米生物学和纳米药物学 (3)纳米动力学)纳米动力学 (4)纳米电子学、光电子学和磁学)纳米电子学、光电子学和磁学下列各个领域将因纳米技术的发展而受益下列各个领域将因纳米技术的发展而受益 (1)电子通信)电子通信 (2)纳米医疗)纳米医疗 (3)化学和材料)化学和材料 (4)能源)能源 (5)制造工业)制造工业 (6)飞机和汽车)飞机和汽车 (7)航天)航天 (8)环境保护)环境保护第16页,共16页,编辑于2022年,星期一