Мо­ле­ку­лы

 1. Можно ли делить вещество на части до бесконечности?

Мы знаем, что все ве­ще­ства со­сто­ят из ча­стиц. Эти ча­сти­цы непре­рыв­но дви­жут­ся, между ними есть про­ме­жут­ки, а сами ча­сти­цы очень малы.

Вспом­ним опыт из преды­ду­ще­го за­ня­тия. Мы взяли рас­твор кра­си­те­ля, пе­ре­нес­ли в сосуд неболь­шую его долю и до­ли­ли сосуд чи­стой водой. Весь объем жид­ко­сти в со­су­де окра­сил­ся, но окрас­ка стала сла­бее. Из этого со­су­да мы пе­ре­ли­ли часть под­кра­шен­ной жид­ко­сти в сле­ду­ю­щий сосуд и опять до­ли­ли чи­стой водой. И вновь весь объем жид­ко­сти ока­зал­ся окра­шен­ным.

Рис. 1. При мно­го­крат­ном раз­бав­ле­нии рас­тво­ра кра­си­те­ля водой окрас­ка все равно со­хра­ня­ет­ся

Из дан­но­го опыта мы можем сде­лать вывод, что при каж­дом по­сле­ду­ю­щем раз­де­ле­нии рас­тво­ра ко­ли­че­ство ча­стиц кра­си­те­ля в рас­тво­ре ста­но­вит­ся все мень­ше и мень­ше. И тогда на­пра­ши­ва­ет­ся во­прос: можно ли де­лить ве­ще­ство (в нашем слу­чае кра­си­тель) на части до бес­ко­неч­но­сти?

 2. Что такое молекула

Ответ на по­став­лен­ный нами во­прос пред­ло­жил древ­не­гре­че­ский уче­ный Де­мо­крит, жив­ший в V веке до нашей эры.

Рис. 2. Де­мо­крит – автор идеи о су­ще­ство­ва­нии пре­де­ла де­ле­ния ве­ще­ства на части

Де­мо­крит утвер­ждал, что все ве­ще­ства со­сто­ят из ча­стиц. Самая мель­чай­шая ча­стич­ка воды – мо­ле­ку­ла воды. Все мо­ле­ку­лы воды аб­со­лют­но оди­на­ко­вые. Самая мель­чай­шая ча­сти­ца са­ха­ра – мо­ле­ку­ла са­ха­ра. Все мо­ле­ку­лы са­ха­ра также оди­на­ко­вые. Их стро­е­ние та­ко­во, что сахар на вкус слад­кий. А стро­е­ние мо­ле­кул воды та­ко­во, что чи­стая вода слад­кой не ка­жет­ся. Слад­кий вкус – одно из мно­гих хи­ми­че­ских свойств мо­ле­кул са­ха­ра.

Мо­ле­ку­лой на­зы­ва­ет­ся мель­чай­шая ча­сти­ца ве­ще­ства, со­хра­ня­ю­щая его хи­ми­че­ские свой­ства.

Все мо­ле­ку­лы од­но­го ве­ще­ства оди­на­ко­вы, мо­ле­ку­лы раз­ных ве­ществ раз­лич­ны.

 3. Размеры молекул

Ку­со­чек са­ха­ра можно раз­ло­мить на очень ма­лень­кие ча­стич­ки. Капля бен­зи­на или масла может рас­те­кать­ся по по­верх­но­сти жид­ко­сти на очень боль­шие пло­ща­ди. Тол­щи­на плен­ки при этом будет в несколь­ко тысяч раз мень­ше тол­щи­ны че­ло­ве­че­ско­го во­ло­са. И даже мель­чай­шая ча­сти­ца са­ха­ра, и даже неболь­шой уча­сток мас­ля­ной плен­ки на по­верх­но­сти воду будут со­дер­жать не одну, а огром­ное ко­ли­че­ство мо­ле­кул.

 4. Молекулы состоят из атомов

Мо­ле­ку­лы очень малы. Но даже они могут раз­де­лить­ся на еще более мел­кие со­став­ные части. Они на­зы­ва­ют­ся атомы. Слово «атом» ввел в упо­треб­ле­ние Де­мо­крит. В пе­ре­во­де на рус­ский язык оно озна­ча­ет «неде­ли­мый». Атомы – это «кир­пи­чи­ки», из ко­то­рых стро­ят­ся мо­ле­ку­лы лю­бо­го ве­ще­ства. Раз­лич­ных сор­тов ато­мов около сотни. Каж­дый сорт ато­мов имеет свое об­ще­при­ня­тое обо­зна­че­ние из одной или двух ла­тин­ских букв.

Рис. 3. Каж­дый сорт ато­мов имеет свое на­зва­ние и при­ня­тое во всем мире обо­зна­че­ние

Атомы, со­еди­ня­ясь друг с дру­гом, об­ра­зу­ют мо­ле­ку­лы. Так, если взять два атома во­до­ро­да (обо­зна­ча­ют­ся ла­тин­ской бук­вой H) и один атом кис­ло­ро­да (обо­зна­ча­ет­ся бук­вой O), то при со­еди­не­нии этих ато­мов по­лу­чит­ся мо­ле­ку­ла воды. Ее хи­ми­че­ское обо­зна­че­ние (хи­ми­че­скую фор­му­лу), за­пи­сы­ва­ют так: H₂O.

Рис. 4. Мо­ле­ку­ла воды по­лу­ча­ет­ся при со­еди­не­нии двух ато­мов во­до­ро­да и од­но­го атома кис­ло­ро­да.

 5. Как увидеть атомы?

Все тела пред­став­ля­ют­ся нам сплош­ны­ми. Это объ­яс­ня­ет­ся тем, что мо­ле­ку­лы и тем более со­став­ля­ю­щие их атомы очень малы.

И все же уче­ные при­ду­ма­ли очень слож­ные при­бо­ры, поз­во­ля­ю­щие уви­деть мо­ле­ку­лы ве­ще­ства и даже от­дель­ные атомы. Одно из таких слож­ней­ших устройств на­зы­ва­ет­ся элек­трон­ный мик­ро­скоп.

Рис. 5. Со­вре­мен­ный элек­трон­ный мик­ро­скоп

Рис. 6. Изоб­ра­же­ние ато­мов уг­ле­ро­да

 6. Заключение

Атомы – очень мел­кие ча­сти­цы. Но и они, несмот­ря на на­зва­ние, ока­зы­ва­ют­ся де­ли­мы. Атомы тоже со­сто­ят из еще более мел­ких ча­стиц (уди­ви­тель­но, что этих ча­стиц всего три сорта – элек­тро­ны, про­то­ны, ней­тро­ны). Об их су­ще­ство­ва­нии, ко­неч­но, не было из­вест­но Де­мо­кри­ту. О внут­рен­нем стро­е­нии атома фи­зи­ки узна­ли толь­ко в на­ча­ле ХХ сто­ле­тия, а вам пред­сто­ит по­зна­ко­мить­ся в стар­шей школе.

В за­клю­че­ние урока умест­но при­ве­сти одну прав­ди­вую ис­то­рию.

Кор­ре­спон­дент некой аме­ри­кан­ской га­зе­ты спро­сил зна­ме­ни­то­го фи­зи­ка Ричар­да Фей­н­ма­на: «Гос­по­дин Фей­н­ман, если бы вдруг вы­яс­ни­лось, что в ре­зуль­та­те ка­та­стро­фы все зна­ния че­ло­ве­че­ства долж­ны по­гиб­нуть и Вам необ­хо­ди­мо в одной фразе пе­ре­дать бу­ду­щим по­ко­ле­ни­ям самое цен­ное из них, то что бы Вы ска­за­ли по­том­кам?»

Уче­ный от­ве­тил так: «Без­услов­но, это была бы ато­ми­сти­че­ская ги­по­те­за: весь мир со­сто­ит из мель­чай­ших ча­стиц, ко­то­рые непре­рыв­но дви­жут­ся и вза­и­мо­дей­ству­ют друг с дру­гом».

Рис. 7. Ричард Фей­н­ман (1918–1988) – один из круп­ней­ших уче­ных, ра­бо­тав­ших над изу­че­ни­ем фи­зи­ки мик­ро­ми­ра.