Електрика: загальні поняття. Перевір свою дитину! хімія Літять частинки речовини зберігають його властивості є

Так, наприклад, молекула води є найдрібнішим представником такої речовини як вода.

Чому ми не помічаємо, що речовини складаються з молекул? Відповідь проста: молекули такі малі, що для людського ока просто непомітні. Тож якого ж вони розміру?

Досвід визначення розміру молекули провів англійський фізик Релей. У чисту посудину була налита вода, а на її поверхню поміщена крапля олії. Олія розтеклася по поверхні води і утворила круглу плівку. Поступово площа плівки збільшувалася, але потім розтікання припинилося і площа перестала змінюватись. Релей припустив, що товщина плівки дорівнювала розміру однієї молекули. Шляхом математичних обчислень встановлено, розмір молекули приблизно дорівнює 16*10 -10 м.

Молекули малі настільки, що у невеликих обсягах речовини їх міститься величезна кількість. Наприклад, одна крапля води містить стільки молекул, скільки таких крапель у Чорному морі.

Молекули не можна побачити оптичний мікроскоп. Можна отримати фотографії молекул та атомів за допомогою електронного мікроскопа, винайденого у 30 роках XX століття.

Молекули різних речовин різняться за розмірами, складом, а молекули однієї й тієї ж речовини завжди однакові. Наприклад, молекула води завжди та сама: і у воді, і в сніжинці і в парі.

Хоча молекули і дуже маленькі частинки, але й вони ділимо. Частинки, у тому числі складаються молекули, називають атомами.Атоми кожного виду прийнято позначати спеціальними символами. Наприклад, атом кисню – О, атом водню – Н, атом вуглецю – С. Всього в природі існує 93 різних атоми, ще близько 20 вчені створили у своїх лабораторіях. Російський учений Дмитро Іванович Менделєєв упорядкував усі елементи та розташував їх у періодичній таблиці, з якою докладніше ми познайомимося на уроках хімії.

Молекула кисню складається з двох однакових атомів кисню, молекула води із трьох атомів – двох атомів водню та одного атома кисню. Самі собою водень і кисень не несуть властивостей води. Навпаки, вода тільки стає водою, коли утворюється такий зв'язок.

Розміри атомів дуже малі, наприклад, якщо збільшити яблуко до розмірів земної кулі, то розмір атома збільшиться до розміру яблука. В 1951 Ервін Мюллер винайшов іонний мікроскоп, що дозволив в деталях розглянути атомну структуру металу.

У наш час, на відміну від часів Демокріта, атом більше не вважається неподільним. На початку XX століття вченим удалося вивчити його внутрішню будову.

Виявилося, що атом складається з ядра і електронів, що обертаються навколо ядра. Пізніше з'ясувалося, що ядров свою чергу складається з протонів та нейтронів.

Так, повним ходом йдуть експерименти на Великому Адронному Колайдері – величезній споруді, побудованій під землею на кордоні між Францією та Швейцарією. Великий Адронний Колайдер є 30 кілометровою замкненою трубою, по якій розганяються адрони (так називається протон, нейтрон або електрон). Розігнавшись майже до швидкості світла, адрони стикаються. Сила удару така велика, що протони "розламуються" на частини. Передбачається, що таким шляхом можна вивчити внутрішню будову адронів

Очевидно, що чим далі людина заходить у вивченні внутрішньої будови речовини, тим з великими труднощами вона стикається. Не виключено, що неподільної частки, яку уявляв собі Демокріт, взагалі не існує і ділити частки можна нескінченно. Дослідження в цій галузі є однією з самих бурхливих тем в сучасній фізиці.

Додати сайт до закладок

Електрика: загальні поняття

Електричні явища стали відомі людині спочатку в грізній формі блискавки - розрядів атмосферної електрики, потім було відкрито та досліджено електрику, одержувану за допомогою тертя (наприклад, шкіри про скло тощо); нарешті, після відкриття хімічних джерел струму (гальванічних елементів у 1800 р.) виникла та швидко розвинулася електротехніка. У Радянській державі ми були свідками блискучого розквіту електротехніки. Російські вчені чимало сприяли такому швидкому прогресу.

Проте важко дати просту відповідь на запитання: «Що така електрика?». Можна сказати, що «електрика є електричними зарядами та пов'язаними з ними електромагнітними полями». Але така відповідь вимагає ґрунтовних подальших роз'яснень: Що таке електричні заряди та електромагнітні поля? Поступово ми покажемо, наскільки складно по суті поняття «електрика», хоча докладно вивчені надзвичайно різноманітні електричні явища, а паралельно з глибшим їх розумінням розширювалася й область практичного застосування електрики.

Винахідники перших електричних машин уявляли електричний струм як рух особливої ​​електричної рідини в металевих проводах, але для створення електронних ламп необхідно було знати електронну природу електричного струму.

Сучасне вчення про електрику тісно пов'язане із вченням про будову речовини. Найдрібнішою частинкою речовини, що зберігає її хімічні властивості, є молекула (від лат. Слова "moles" - маса).

Ця частка дуже мала, наприклад, молекула води має діаметр близько 3/1000 000 000 = 3/10 8 = 3*10 -8 см. і об'єм 29.7*10 -24.

Щоб уявити наочніше, наскільки малі такі молекули, яке величезне число їх міститься в невеликому обсязі, здійснимо подумки наступний досвід. Якимось способом відзначимо всі молекули в чарці води (50 см 3)і виллємо цю воду до Чорного моря. Уявимо, що молекули, що містилися в цих 50 см 3 ,поступово розподілилися у всьому великому світовому океані, що займає 71% площі земної кулі; потім зачерпнемо з цього океану, хоча б у Владивостоці, знову чарку води. Чи є можливість знайти в цій чарці хоча б одну з мічених нами молекул?

Об'єм світового океану величезний. Його поверхня - 361,1 млн. км2. Його середня глибина - 3795 м.Отже, його обсяг - 361,1 * 10 6 * З, 795 км 3 ,тобто близько 1 370 ТОВ ТОВ км 3 = 1,37*10 9 км 3 - 1,37*10 24 см 3 .

Але в 50 см 3води міститься 1,69 * 10 24 молекул. Отже, після перемішування в кожному кубічному сантиметрі води океану перебуватиме 1.69/1.37 мічених молекул, і в нашу чарку у Владивостоці потрапить близько 66 мічених молекул.

Як не малі молекули, але вони складаються з ще менших частинок - атомів.

Атом є найменша частина хімічного елемента, яка є носієм його хімічних властивостей.Під хімічним елементом прийнято розуміти речовину, що складається з однакових атомів. Молекули можуть утворювати однакові атоми (наприклад, молекула газу водню Н 2 складається з двох атомів) або різні атоми (молекула води Н 2 0 складається з двох атомів водню Н 2 та атома кисню). В останньому випадку при розподілі молекул на атоми хімічні та фізичні властивості речовини змінюються. Наприклад, при розкладанні молекул рідкого тіла, води звільняються два гази - водень і кисень. Число атомів у молекулах по-різному: від двох (у молекулі водню) до сотень і тисяч атомів (у білків і високомолекулярних сполук). Ряд речовин, зокрема метали, не утворює молекул, тобто складається безпосередньо з атомів, не пов'язаних усередині молекулярних зв'язків.

Довгий час вважали атом найдрібнішою часткою матерії (сама назва атом походить від грецького слова атомос-неділимий). В даний час відомо, що атом є складною системою. У його ядрі зосереджена більшість маси атома. Навколо ядра по певних орбітах звертаються найлегші електрично заряджені елементарні частинки - електрони подібно до того, як планети обертаються навколо Сонця. Сили тяжіння утримують планети з їхньої орбітах, а електрони притягуються до ядра електричними силами. Електричні заряди можуть бути двох різних видів: позитивними та негативними. З досвіду знаємо, що взаємно притягуються лише різноіменні електричні заряди. Отже, заряди ядра та електронів теж мають бути різними за знаком. Умовно заведено вважати заряд електронів негативним, а заряд ядра позитивним.

Всі електрони незалежно від способу їх одержання мають однакові електричні заряди і масу 9,108*10 -28 м.Отже, електрони, що входять до складу атомів будь-яких елементів, вважатимуться однаковими.

Разом про те заряд електрона (його прийнято позначати е) є елементарним, т. е. найменшим можливим електричним зарядом. Спроби довести існування менших набоїв виявилися безуспішними.

Приналежність атома до того чи іншого хімічного елемента визначається величиною позитивного заряду ядра. Загальний негативний заряд Zелектронів атома дорівнює позитивному заряду його ядра, отже, величина позитивного заряду ядра має бути eZ. Число Z визначає місце елемента в періодичній системі елементів Менделєєва.

Частина електронів у атомі перебуває в внутрішніх орбітах, а частина - зовнішніх орбітах. Перші відносно міцно утримуються своїх орбітах атомними зв'язками. Другі можуть порівняно легко відокремлюватися від атома і переходити до іншого атома або деякий час залишатися вільними. Ці електрони зовнішніх орбіт визначають електричні та хімічні властивості атома.

Поки що сума негативних зарядів електронів дорівнює позитивному заряду ядра, атом або молекула нейтральні. Але якщо атом втратив один або кілька електронів, то внаслідок надлишку позитивного заряду ядра він стає позитивним іоном (від грец. Іон - ідучий). Якщо ж атом захопив зайві електрони, він служить негативним іоном. Таким шляхом іони можуть утворюватися з нейтральних молекул.

Носіями позитивних зарядів у ядрі атома є протони (від грец. Слова "протос" - перший). Протон служить ядром водню - першого елемента таблиці періодичної системи. Його позитивний заряд е+чисельно дорівнює негативному заряду електрона. Але маса протона в 1836 разів більша за масу електрона. Протони разом із нейтронами утворюють ядра всіх хімічних елементів. Нейтрон (від лат. слова «neuter» - ні той, ні інший) не має заряду і його маса в 1838 разів більша за масу електрона. Таким чином, основними частинами атомів є електрони, протони та нейтрони. З них протони та нейтрони міцно утримуються в ядрі атома і лише електрони можуть переміщатися всередині речовини, а позитивні заряди у звичайних умовах можуть переміщатися лише разом із атомами у вигляді іонів.

Кількість вільних електронів у речовині залежить від його атомів. Якщо цих електронів багато, то ця речовина добре пропускає через себе електричні заряди, що рухаються. Воно називається провідником. До провідників належать усі метали. Особливо хорошими провідниками є срібло, мідь та алюміній. Якщо під тим чи іншим зовнішнім впливом провідник втратив частину вільних електронів, переважання позитивних зарядів його атомів створить ефект позитивного заряду провідника загалом, т. е. провідник притягуватиме негативні заряди - вільні електрони і негативні іони. В іншому випадку при надлишку вільних електронів провідник буде заряджений негативно.

Ряд речовин містить дуже мало вільних електронів. Такі речовини називаються діелектриками чи ізоляторами. Вони погано пропускають або практично не пропускають електричних зарядів. Діелектриками є фарфор, скло, ебоніт, більшість пластмас, повітря тощо.

У електротехнічних пристроях провідниками рухаються електричні заряди, а діелектрики служать для спрямування цього руху.

Найдрібніша частка хімічного елемента, здатна існувати самостійно, називається атом.
Атомом називається дрібна частка хімічного елемента, неподільна лише в хімічному відношенні.
Атом - дрібна частка хімічного елемента, що зберігає всі хімічні властивості цього елемента. Атоми можуть існувати у вільному стані та у з'єднаннях з атомами того ж чи інших елементів.
Атом є найдрібнішою частинкою хімічного елемента, здатну існувати самостійно.
За сучасними поглядами, атом є найдрібнішою частинкою хімічного елемента, що має всі його хімічні властивості. Поєднуючись один з одним, атоми утворюють молекули, які є найдрібнішими частинками речовини - носіями всіх її хімічних властивостей.
У попередньому розділі було викладено наші уявлення про. атом - найдрібніша частка хімічного елемента. Найдрібнішою часткою речовини є молекула, що утворюється з атомів, між якими діють хімічні сили, або хімічний зв'язок.
Поняття про електрику нерозривно пов'язані з поняттям про будову атомів - найдрібніших частинок хімічного елемента.
З хімії та попередніх розділів фізики ми знаємо, що всі тіла побудовані з окремих, дуже малих частинок – атомів та молекул. Під атомами розуміють найдрібнішу частинку хімічного елемента. Молекулою називають складнішу частинку, що складається з кількох атомів. Фізичні та хімічні властивості елементів визначаються властивостями атомів цих елементів.
Вирішальними у затвердженні атомістичних уявлень у хімії стали роботи англійського вченого Джона Дальтона (1766 – 1844), який увів у хімію і сам термін атом як найдрібнішу частинку хімічного елемента; атоми різних елементів, за Дальтоном, мають різну масу і тим самим відрізняються один від одного.
Атом - найдрібніша частка хімічного елемента, складна система, що складається з центрального позитивно зарядженого ядра і оболонки з негативно заряджених частинок - електронів, що рухаються навколо ядра.
З хімії та попередніх розділів фізики ми знаємо, що всі тіла побудовані з окремих, дуже малих частинок – атомів та молекул. Під атомами розуміють найдрібнішу частинку хімічного елемента. Молекулою називають складнішу частинку, що складається з кількох атомів. Фізичні та хімічні властивості елементів визначаються властивостями атомів цих елементів.
З хімії та попередніх розділів фізики ми знаємо, що всі тіла побудовані з окремих, дуже малих частинок – атомів та молекул. Під атомом розуміють найдрібнішу частинку хімічного елемента. Молекулою називають складнішу частинку, що складається з кількох атомів. Фізичні та хімічні властивості елементів визначаються властивостями атомів цих елементів.
Явища, що підтверджують складну будову атома. Про будову атома - найдрібнішої частки хімічного елемента - можна судити, з одного боку, за тими сигналами, що він сам посилає як променів і навіть частинок, з іншого - за результатами бомбардування атомів речовини швидкими зарядженими частинками.
Ідея у тому, що це тіла складаються з гранично малих і далі неподільних частинок - атомів, широко обговорювалася ще до нашої ери давньогрецькими філософами. Сучасне уявлення про атоми як найдрібніші частки хімічних елементів, здатних зв'язуватися в більші частинки - молекули, з яких складаються речовини, було вперше висловлено М. В. Ломоносовим в 1741 р. в роботі Елементи математичної хімії; ці погляди пропагувалися їм протягом усієї його наукової діяльності. Сучасники не звернули належної уваги роботи М. У. Ломоносова, хоча вони були опубліковані у виданнях Петербурзької Академії наук, одержуваних усіма великими бібліотеками на той час.

Ідея у тому, що це тіла складаються з гранично малих і далі неподільних частинок - атомів, обговорювалася ще Стародавню Грецію. Сучасне уявлення про атоми як найдрібніші частки хімічних елементів, здатних зв'язуватися в більші частинки - молекули, з яких складаються речовини, було вперше висловлено М. В. Ломоносовим в 1741 р. в роботі Елементи математичної хімії; ці погляди він пропагував протягом усієї своєї наукової діяльності.
Ідея у тому, що це тіла складаються з гранично малих і далі неподільних частинок - атомів, широко обговорювалася ще до нашої ери давньогрецькими філософами. Сучасне уявлення про атоми як найдрібніші частки хімічних елементів, здатних зв'язуватися в більші частинки - молекули, з яких складаються речовини, було вперше висловлено М. В. Ломоносовим в 1741 р. в роботі Елементи математичної хімії; ці погляди він пропагував протягом усієї своєї наукової діяльності.
Ідея у тому, що це тіла складаються з гранично малих і далі неподільних частинок - атомів, широко обговорювалася ще давньогрецькими філософами. Сучасне уявлення про атоми як найдрібніші частки хімічних елементів, здатних зв'язуватися в більші частинки - молекули, з яких складаються речовини, було вперше висловлено М. В. Ломоносовим в 1741 р. в роботі Елементи математичної хімії; ці погляди він пропагував протягом усієї своєї наукової діяльності.
На стехіометричних законах засновані різноманітні кількісні розрахунки мас та обсягів речовин, що беруть участь у хімічних реакціях. У зв'язку з цим стехіометричні закони цілком справедливо ставляться до основних законів хімії і є відображенням реального існування атомів і молекул, які мають певну масу найдрібніших частинок хімічних елементів та їх сполук. В силу цього стехіометричні закони стали міцним фундаментом, на якому було збудовано сучасне атомно-молекулярне вчення.
На стехіометричних законах засновані різноманітні кількісні розрахунки мас та обсягів речовин, що беруть участь у хімічних реакціях. У зв'язку з цим стехіометричні закони цілком справедливо ставляться до основних, законів хімії і є відображенням реального існування атомів і молекул, які мають певну масу найдрібніших частинок хімічних елементів та їх сполук. В силу цього стехіометричні закони стали міцним фундаментом, на якому було збудовано сучасне атомно-молекулярне вчення.
Явища, що підтверджують складну будову атома. Про будову атома - найдрібнішої частки хімічного елемента - можна судити, з одного боку, за тими сигналами, що він посилає як променів і навіть частинок, з іншого - за результатами бомбардування атомів речовини швидкими зарядженими частинками.
Слід зазначити, створення квантової фізики було безпосередньо стимульовано спробами осмислити будову атома і закономірності спектрів випромінювання атомів. В результаті експериментів було виявлено, що в центрі атома знаходиться маленьке (порівняно з його розмірами) але масивне ядро. Атом - це дрібна частка хімічного елемента, що зберігає його властивості. Свою назву він отримав від грецького dtomos, що означає неподільний. Неподільність атома має місце у хімічних перетвореннях, а також при зіткненнях атомів, що відбуваються в газах. І водночас завжди виникало питання, чи не складається атом із менших частин.
Об'єктом вивчення хімії є хімічні елементи та його сполуки. Хімічними елементами називаються сукупності атомів із однаковими зарядами ядер. У свою чергу атомом називається дрібна частка хімічного елемента, що зберігає всі його хімічні властивості.
Суть цієї відмови від гіпотези Авогадро полягала у небажанні вводити особливе поняття молекули (частки), що відображає якісно відмінну від атомів дискретну форму матерії. Справді: прості атоми Дальтона відповідають найдрібнішим частинкам хімічних елементів, яке складні атоми - найдрібнішим часткам хімічних сполук. Через цих кількох випадків не варто було ламати всю систему поглядів, в основі яких лежало одне поняття атома.
Розглянуті стехіометричні закони покладено основою різноманітних кількісних розрахунків мас і обсягів речовин, що у хімічних реакціях. У зв'язку з цим стехіометричні закони цілком справедливо ставляться до с-нових законів хімії. Стехіометричні закони є відображенням реального існування атомів і молекул, які, будучи найдрібнішими частинками хімічних елементів та їх сполук, мають цілком певну масу. В силу цього стехіометричні закони стали міцним фундаментом, на якому збудовано сучасне атомно-молекулярне вчення.

Якщо Ви ще не знаєте, що таке молекула, то ця стаття саме для Вас. Ще багато років тому люди почали здогадуватися, що кожна речовина складається з окремих невеликих частинок.