РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ. 7 класс

Молекулы очень малы. В разное время для определения размера молекул ставились разнообразные эксперименты. Один из них провёл английский учёный Рэлей.

В чистый широкий сосуд наливают воду и на её поверхность помещают каплю оливкового масла. Капля растекается но поверхности воды, и образуется круглая плёнка.

Постепенно площадь плёнки увеличивается, но затем растекание прекращается, и площадь больше не изменяется.

Рэлей предположил, что молекулы масла в этом опыте располагаются в один ряд, т. е. толщина плёнки совпадает с размером одной молекулы. Толщина пленки (или диаметр молекулы) в данном случае равна отношению объёма капли к площади плёнки. Учитывая значения, полученные в этом опыте, получаем

Когда говорят о размерах молекул или атомов, то в качестве единицы длины используют не метр, а ангстрем (обозначается А), равный 10¹⁰ м, или нанометр, равный 10⁹ м. Например, размер молекулы воды равен примерно 3 ангстремам (3 А), а размер атома золота равен примерно 1 ангстрему (1 А).

Размеры молекул и атомов очень малы. Если опоясать земной шар верёвкой вдоль экватора, то её длина окажется во столько раз больше ширины вашей ладони, во сколько раз ширина ладони больше диаметра атома. Интересен и такой пример: известно, что на специальном оборудовании можно получить листки золота толщиной менее 0.01 мкм. Но даже у такого тонкого листка количество атомных слоёв составляет порядка сотни.

КАК УВИДЕТЬ МОЛЕКУЛЫ И АТОМЫ

Из-за очень малых размеров молекулы нельзя увидеть невооружённым глазом или в обычные микроскопы. Только при помощи электронного микроскопа удалось сфотографировать наиболее крупные из них.

Сам мир молекул и атомов очень разнообразен. Если размер самых маленьких молекул достигает порядка 10^–10 м, то крупные молекулы могут достигать «больших» размеров микрометров (10^–6 м). Примерами таких молекул являются белки — это молекулы живой природы, которые состоят из огромного числа атомов.

Сами атомы также не являются неделимыми частицами. Современные технологии позволяют расщеплять атомы и создавать новые элементы.

НАНОТЕХНОЛОГИИ

Человечество подошло к новой эре — эре нанотехнологий. Нанотехнологии — это область знаний, позволяющая создавать материалы из относительно небольшого числа атомов. Физики в настоящее время научились работать с отдельными атомами и создавать из них новые материалы, обладающие качественно новыми физическими, химическими и биологическими свойствами. Как ожидается, нанотехнологии позволят решить многие важные для человечества задачи.

Примером одной из наноструктур является фуллерен, который получил своё название в честь архитектора Б. Фуллера, придумавшего подобные структуры для использования их в apxитектуpe.

Фуллерен внешне напоминает футбольным мяч, который состоит из заплаток пяти и шестиугольной формы. Бели представить, что в вершинах этого многогранника находятся атомы углерода, то получится самый стабильный фуллерен С₆₀. Удивительные свойства молекулы фуллерена, связанные с их структурой и прочностью, позволили использовать их для решения самых разных практических задач в технике и медицине.

Дмитрий Иванович Менделеев (1834 1907). Великий русский химик, открывший периодический закон химических элементов, разносторонний учёный, педагог и общественный деятель.

Джон Уильям Стретт лорд Рэлей (1842-1919). Английский физик, член Лондон с кого королевского общества. Диапазон его научных интересов был очень широк акустика, теория колебаний, оптика, электричество и т. д.

Роберт Броун (1773-1858). Английский ботаник. Основные работы посвящены морфологии и систематике растений