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初中科学/17.1 认识分子

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　16.7* 关注食品安全和空气污染——活动探究十六 ◄ 初中科学 > 第十七单元：物质构成的奥秘
17.1 认识分子 		► 17.2 原子的构造　


走入花园，我们就能闻到花香，这是为什么？

春天，万物复苏，花香四溢，走入花园，你能够闻到花香味，这是为什么呢？

多少年来，人们就在探索物质构成的奥秘。那么，你知道我们生活中的千万物质，是由什么构成的吗？

这节课你将学到：
  1. 分子是什么？
  2. 分子有多大？
  3. 分子有哪些性质？

构成物质的微粒——分子

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中国古代的著名思想家庄子，曾经有这样的一个观点：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”大意是说，一尺长的木棍，每天割掉一半，无论割多久都不会最终割完。换个角度说，就是物质无限可分。事实真的如此吗？

古希腊哲学家德谟克利特（Democritus），曾经提出一个观点：世间万物都是由不可再分的极小颗粒“原子”构成的。这种说法对吗？

水分子示意图


交流讨论
  • 一个玻璃杯打碎了，碎片还是玻璃。如果我们多次分割玻璃碎片，甚至将其碾碎，剩下的还是玻璃吗？
    • 周晓燕：应该还是吧，碎片不管多小也是玻璃啊！
    • 李卫宁：不是，应该分到一定小就不是玻璃了。
    • 司茵：可能分到一定限度就不能再往下分了吧。
    • 我：________________________________________

现在，科学技术已经证明，分子（molecule）是构成物质的一种极小的微粒，也是保持物质原来的性质的最小颗粒。例如，蔗糖有甜味，8g蔗糖对半分：4g蔗糖、2g蔗糖、1g蔗糖、0.5g蔗糖…… 直到分成一个个蔗糖分子，也都保持蔗糖原来的性质，也都有甜味。再往下分，蔗糖分子会被分成我们下节将要学到的原子：碳原子、氧原子、氢原子，但那就保持不了原来的性质，也就没有甜味了。最早提出分子这一概念的是意大利科学家阿莫迪欧·阿伏伽德罗（Amedeo Avogadro）。

从前面的学习我们了解到，细胞是构成生命的基本单位，细胞很小，但我们可以用光学显微镜去观察它们。而分子比细胞更小，即使用光学显微镜也看不见，必须要用现在的扫描电子显微镜才可以看见。我们一般使用10-10 m作为单位来描述分子大小。在1 cm3水中，就有3.35×1022个水分子。

探究分子的性质

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打开一盒香皂，很快就能闻到香味，这是为什么呢？

其实，构成物质的分子，每时每刻都在做着永不停息的无规则运动，从高浓度区域进入低浓度区域，这种现象叫做分子的扩散（diffusion）。香皂分子运动到你的鼻子中，你便闻到了香味。气体、液体、固体分子之间都能扩散。

迅速扩散的品红分子。


实验探究
  • 探究分子的性质：
    • 需要材料：玻璃管、酒精、热水、冷水、两个玻璃杯、红墨水、滴管。
    • 实验步骤：
      1. 在玻璃管内注入近半清水（冷水），再注入离管口约5厘米的酒精。
      2. 用手指封住管口，使酒精和水充分混合。
      3. 用两只玻璃杯装大致等量的热水和冷水，各用滴管滴入一滴红墨水。
    • 观察：
      1. 第1、2步中，混合液的体积________（填“大于”、“小于”或“等于”）水和酒精体积之和。
      2. 第3步中，红墨水在________(填“热水”或“冷水”)中扩散得较快。

实验的第1、2步说明，分子之间有间隙，这样混合液的体积才会小于水和酒精体积之和。如果不太明白原因，可以想象黄豆与芝麻混合的情景，就能够明白了。

实验第3步说明，分子的运动与温度有关，温度越高运动越快，所以这也叫做分子的热运动（thermal movement）。


分子间的作用力

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气体、液体、固体（从上到下）中的分子示意图

世界上形形色色的物质有着多种多样的状态。我们身边的物质，常常以固态、液态、气态的形式存在。

固态分子中，分子间排列十分紧密，因此分子间有着强大的作用力，可维持自身的形状。

液态分子中，分子间排列比较分散，活动自由。因此分子间作用力较低，液体具有流动性而没有确定形状。

气态分子中，分子间距很大，活动自由，作用力小，易被压缩。气体也具有流动性。

分子之间即存在引力又存在斥力。固体和液体能保持一定的体积，不应分子热运动而散开，是因为分子间存在引力。压缩固体和液体非常困难，是因为分子间存在斥力。分子间距离越大，作用力越小。气体分子间距离很大，作用力很小，因此气体极容易散开又容易被压缩。

课后自主学习

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  1. 下列说法正确的是（ ）
    • A.分子是构成物质的唯一微粒；
    • B.黄豆与芝麻混合的体积小于黄豆与芝麻的总体积，说明分子之间有间隙；
    • C.尘土飞扬，说明分子在不断地做无规则运动；
    • D.以上说法都不对。
  2. 请自己设计实验，证明液体分子间存在扩散现象。
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