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RESUMO DA AULA, CRIBS
Концепции современного естествознания. Молекулы и атомы (конспект лекций)
Diretório / Notas de aula, folhas de dicas Índice (expandir) PALESTRA No. 12. Moléculas e átomos 1. Moléculas Até os filósofos antigos argumentavam que todas as coisas, objetos e a própria pessoa são compostos de pequenas partículas. Infelizmente, naquela época não foi possível provar a existência de tais partículas. Mas com o passar do tempo, a humanidade inventou os primeiros microscópios. Assim, a existência dessas partículas, que foram chamadas de moléculas, foi comprovada cientificamente. As moléculas têm seu próprio tamanho e seu próprio peso. A física estuda a teoria cinética molecular. A essência desta teoria é que os processos térmicos ocorrem em qualquer corpo. A teoria da cinética molecular explica que todos os corpos são compostos de partículas individuais que se movem aleatoriamente. Este movimento gera calor. A teoria da cinética molecular é baseada em três afirmações: 1) a substância consiste em partículas; 2) essas partículas estão em movimento aleatório; 3) essas partículas também estão em constante interação entre si. Os físicos até desenvolveram uma fórmula pela qual o tamanho das moléculas pode ser calculado. Além disso, a dificuldade não está em usar essa fórmula, mas em entender como aplicá-la. O exemplo mais simples de cálculo do tamanho de uma molécula é o cálculo do tamanho de uma molécula de azeite. Se você deixar cair apenas uma gota de azeite em uma cuba com água, o azeite nunca ocupará toda a superfície dessa cuba (desde, é claro, que a vasilha com água seja grande o suficiente). Uma gota de azeite levará no máximo 0,6 m2, e o volume dessa gota é 1 mm3. Simplificando, à medida que o óleo se espalha sobre a superfície da água, ele cria uma camada. E a espessura dessa camada será igual a uma molécula de azeite. Se as dimensões das moléculas são suficientemente pequenas, as dimensões dos átomos são ainda menores. O diâmetro dos átomos é de aproximadamente 10-8 cm.Essas dimensões são simplesmente irreais de se imaginar. É mais fácil recorrer ao método de comparação: "Se você cerrar os dedos em punho e aumentá-lo até o tamanho do globo, o átomo, com o mesmo aumento, se tornará do tamanho de um punho". O número de moléculas devido ao seu pequeno tamanho em cada corpo é enorme. É muito difícil contá-los. Mas sabe-se que a cada exalação, uma pessoa exala tantas moléculas que, se fossem distribuídas uniformemente na atmosfera da Terra, cada habitante do nosso planeta receberia duas ou três moléculas. Como as moléculas existem e se movem, isso significa que as forças físicas necessariamente atuam entre elas. Isso já foi comprovado há muito tempo. Existe uma força atrativa entre moléculas e átomos. Se não fosse, então todos os corpos estariam em estado gasoso. Mas, além da força de atração, existe também uma força de repulsão. Se não houvesse força repulsiva, todos os corpos simplesmente se uniriam em um grande pedaço. As forças elétricas atuam entre as moléculas. E eles só funcionam em distâncias curtas. E a natureza dessas forças é a seguinte: há uma interação entre elétrons e núcleos atômicos de moléculas vizinhas. A uma distância igual a dois ou três diâmetros de uma molécula, uma força atrativa começa a agir. À medida que as moléculas começam a se aproximar, a força de atração começa a aumentar. Quando a distância entre as moléculas se torna igual à soma dos raios da molécula, ela começa a diminuir. 2. A estrutura do átomo Como mencionado acima, nos tempos antigos, os filósofos supunham a existência de moléculas e átomos. Desde que o homem os viu "com seus próprios olhos", acredita-se que as moléculas podem se dividir, mas os átomos não. Este foi o principal equívoco dos cientistas. No final do século XIX. foram realizados experimentos que revelaram que os átomos podem não apenas se dividir, mas também passar de um para outro. Desde então, uma nova seção foi destacada na química, que recebeu o nome de "Estrutura do átomo". O verdadeiro estudo da estrutura do átomo começou por volta de 1897-1898. Naquela época, foi estabelecido com segurança que os raios catódicos surgem durante as descargas elétricas em gases rarefeitos. O experimento com raios catódicos foi realizado da seguinte forma: o ar foi bombeado para tubos de vidro nos quais os eletrodos foram soldados e, em seguida, a eletricidade foi passada através deles. Os raios catódicos são invisíveis ao olho humano, mas os lugares por onde passam "queimam" com uma luz verde clara. Os raios catódicos não se propagam fora do tubo, pois o vidro é impenetrável a eles. Os cientistas descobriram que os raios catódicos são compostos de partículas minúsculas. Essas minúsculas partículas carregam uma carga negativa e sua velocidade de movimento é igual à metade da velocidade da luz. A massa e a carga de um átomo são conhecidas. Assim, a massa de um átomo é de 0,00055 partículas de carbono e a carga é de 1,602 vezes 10 elevado a menos 19ª potência. Deve-se notar que não há a menor conexão entre a massa das partículas, a magnitude de sua carga e entre a natureza do gás que elas compõem. O tamanho e a carga das partículas não dependem da substância da qual os eletrodos são feitos, bem como de outras condições do experimento. Além disso, as partículas catódicas são conhecidas apenas em um estado carregado e não podem existir sem suas cargas, não podem ser transformadas em partículas eletricamente neutras: a carga elétrica é a própria essência de sua natureza. Essas partículas são chamadas de elétrons. Em 1911, Rutherford propôs sua teoria da estrutura do átomo: 1) um átomo consiste em um núcleo atômico, que é carregado positivamente; 2) uma ligação química entre átomos de diferentes elementos é uma manifestação da interação entre dois elétrons externos de átomos vizinhos. Apesar de o modelo de Rutherford ser o mais moderno da época, ele não explicava o principal: por que um átomo sempre retorna à sua posição original após uma colisão com átomos de outras substâncias. Essa constância foi explicada Niels bohr. Bohr aplicou a hipótese quântica de Planck ao modelo de Rutherford e provou que, embora um átomo só possa mudar a sua energia de forma descontínua, o átomo existe apenas em estados estacionários discretos. O mais baixo desses estados é o estado normal do átomo. Agora a física explicou o que Rutherford não conseguiu explicar. A teoria de Bohr foi confirmada em numerosas teorias de cientistas mundiais famosos como Frank, Hertz, Stern, Gerlach e vários outros. Autor: Filin S.P. << Voltar: O lugar do homem no mundo (Seções e subseções do sistema “homem-mundo”. Conceitos básicos que destacam o lugar do homem no mundo. Três grupos de ideias sobre o lugar do homem no mundo) >> Encaminhar: Cristianismo (O surgimento do Cristianismo. Os Dez Mandamentos. Jesus Cristo. Seu nascimento, vida e morte. O Pentateuco do Profeta Moisés)
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