Масса и размеры молекул. Количество вещества

Молекулярная физика

Краткие исторические сведения

С давних пор человек задавался вопросом: ²Из чего состоят предметы, сам я?². Гипотезы выдвигались самые разные - от наивных, до гениальных, предвосхитивших современную точку зрения на строение вещества.

Поскольку современная цивилизация коренится в древнегреческой, то перечислим основные гипотезы древнегреческих учёных (V-III век до н. э.):

1) Анаксимандр: "Всё состоит из воздуха";

2) Гераклит: "Всё состоит из огня";

3) Эмпедокл: "Есть 4 сущности: земля, вода, воздух и огонь";

4) Демокрит: "Всё состоит из мельчайших неделимых частиц – атомов";

5) Аристотель (IV в. до н.э.): "Всё состоит из одной субстанции, которая имеет 4 качества: холод, жар, влажность и сухость. Комбинируя эти качества парами, можно получить сущности Эмпедокла: сухость + холод = земля, сухость + жар = огонь, влага + холод = вода, влага + жар = воздух". Учение Аристотеля было признано церковью и просуществовало до XVII века.

В XVII веке учение Аристотеля слегка изменили Бойль, затем Лавуазье. Только в 1647 году Пьер Гассенди опубликовал книгу, в которой он отверг учение Аристотеля, утверждая, что все вещества состоят из атомов, отличающихся размером, формой, массой; в телах атомы объединены в небольшие группы - молекулы (что в переводе с латинского означает "маленькие массы").

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ)

МКТ была создана в XVIII веке усилиями Дальтона, Кренига, позднее - Больцмана, Клаузиуса, Максвелла, Менделеева. Основные положения МКТ:

1) все вещества состоят из мельчайших идентичных частиц (молекул), сохраняющих химические свойства вещества;       2) молекулы взаимодействуют между собой силами притяжения и отталкивания; 3) молекулы находятся в состоянии беспорядочного (хаотического) движения, что подтверждает броуновское движение микрочастиц в жидких растворах.

Масса и размеры молекул. Количество вещества

Размеры: d м, т.е. 100¸10 Å(нгстрем). Масса: кг (очень маленькие числа, что неудобно).

Вначале массы молекул пробовали измерять в массах атома водорода , затем в массах атома кислорода , а сейчас массы молекул измеряют в атомных единицах массы (а.е.м.) = = 1,66×10^{-27кг. Именно в а.е.м.выражены массы атомов элементов в таблице Менделеева. Относительные атомные массы химических элементов:  .}

Количество вещества (n) равно количеству структурных единиц в теле. За единицу измерения nвыбран 1 моль. Это такое количество вещества, в котором столько же структурных элементов (атомов, молекул), сколько атомов содержится в 12г углерода . В одном моле содержится  штук структурных единиц (где - число Авогадро).

Молярная масса (М) - это масса вещества, взятого в количестве 1 моля:

, причём кг/моль, где , m - массатела, N - число молекул в теле. Тогда:

                         .