3、分子的大小

师:我们学习了分子是保持物质性质不变的最小微粒,知道物质都是由大量分子组成的,那么这个大量倒底有多少呢?一粒沙是由大量分子组成,那么一个沙分子又有多大呢?春节的时候,我们很多同学喜欢买气球,买回家过几天后,你看到什么现象?

生:气球瘪了,里面的气体分子跑掉了一些。

师:对,里面的气体分子跑掉了,我们不是把口扎紧了的吗?为什么气体分子还能跑掉呢?原来它们从缝隙中跑掉了,那气体分子肯定要比这些缝隙要小的多了,到底有小到什么程度呢?

师:(介绍“油膜法”测分子直径的方法)把1滴油酸滴入盘中的水面,让其充分展开,形成单分子油膜,若把分子看成球形,则单分子油膜的厚度就可认为是油酸分子的直径,我们只要测出一滴油酸分子的体积,再测出油酸展开后的面积就可算出油膜的厚度,即为分子直径;

观看“油膜法”测分子直径的电脑动画。

经过测量和计算,我们算出单分子油膜的厚度,也就是分子的直径为10-10m。用同样的方法我们还可以测其它物质分子的直径。我们看到书上98页的图5-4,这里分别是DNA分子的结构示意图和金原子的结构图。

师:大多数分子的直径的数量级为10-10m。

举几个很形象实例来告诉学生分子确实很小,这个直径相当于我们所学过的1nm的十分之一。

①我们再来看看书中98页图5-6,原来1cm3的空气中,约有2.7×1019个分子,如果每秒让1亿个分子跑出来,要经过9000年才能使容器中所有的分子都跑出来;

②若有这么多砖块,它们能将地球铺满,且厚度达120km,相当40000层楼高;

③物质和分子的关系就像把一粒沙如果比做地球,那组成沙的分子就像地球中的一个小乒乓球。

这就是我们所学习的微观世界,你觉得它奇妙吗?今天我们只学习了它的大小,以后我们还要学习更多的这方面的知识。

19.(新情景题)如果分子的直径是以10-10m来量度,在通常的温度和压强下,1cm3的空气里大约有2.7×1019个分子。现代大型计算机每秒可计算一百亿(1010)次,问:

①1cm3的空气质量为多少?(设空气的密度为1.29kg/m3)

②如果人数数的速度也能达到每秒数一百亿个,请用计算器算一算:要把1cm3空气中的分子一个个数完,需要多少年?

积累延伸  提升综合能力

古希腊“第一个百科全书式的学者”

德谟克利特(约前460年-前370年)出生于色斯雷的海滨城市阿布德拉。当时的阿布德拉是个大商埠,海外贸易发达,各地的商人往来频繁。德谟克利特从小就见多识广。小时候,他作过波斯术士和星象家的学生,接受了神学和天文学方面的知识,对东方文化有着浓厚的兴趣。他在学习和研究的时候非常的专心,经常把自己关在花园里的一间小屋里。一次,父亲从小屋里牵走了一头牛,他都没有察觉。他的想象力很丰富,并且刻意培养自己的想象力,有时他到荒凉的地方去,或者一个人呆在墓地里,以激发自己的想象。

德谟克利特成人后,来到雅典学习哲学。后来又到埃及、巴比仑、印度等地游历,前后长达十几年。他在埃及居住了五年,向那里的数学家学了三年几何。他曾在尼罗河的上游逗留,研究过那里的灌溉系统。在巴比仑,他向僧侣学习如何观察星辰,推算日食发生的时间。回到故乡阿布德拉后,他担任过该城的执政官。在繁忙的政务之余,他始终没有放弃追求哲学和自然科学知识,并且在艺术方面也有了一定的造诣。

德谟克利特经常外出旅行,花费了父亲给他留下的绝大部分财产。他又整天写着“荒诞”的文章,在花园里解剖动物的尸体,以至族中有人认为他发了疯。有些人企图占有他剩下的财产,便控告他浪费祖产,对族中的事不加理会,把好好的园子变成了杂草丛生的荒地。根据该城的法律,犯了这种罪的人,要被剥夺一切权利并被驱逐出城外。但是,聪明且能言善辩的德谟克利特在法庭上据理力争,终于被判无罪。

德谟克利特研究过天文、地质、数学、物理、生物等许多学科,提出了圆锥体、棱锥体、球体等体积的计算方法。他对逻辑学的发展也作出了重要的贡献。德谟克利特的著作涉及自然哲学、逻辑学、认识论、论理学、心理学、政治、法律、天文、地理、生物和医学等许多方面,据说一共有52种之多,遗憾的是到今天大多数都散失或只剩下零散的残篇了。马克思和恩格斯因此赞美他是古希腊人中“第一个百科全书式的学者”。

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