Первоначальные сведения о строении вещества

1. Наблюдение делимости вещества. Оборудование : 1) пробирка с кристаллами перманганата калия , закрытая пробкой; 2) пробирки с водой — 3 шт.; 3) стакан низкий; 4) палочка стеклянная; 5) кусок мела (рис. 90).

Рис. 90. Оборудование к работе

Работу выполняют после введения понятия о делимости вещества на основе демонстрации опытов, показывающих зависимость объема различных веществ от давления и температуры. Например, изменение объема воздуха в резиновом шарике при его сжатии, изменение объема воздуха и воды при их нагревании и охлаждении, уменьшение объема смеси воды и спирта.

После этого учащиеся самостоятельно выполняют следующие простые опыты:
1. Проводят пальцем по кусочку мела и по окрашиванию пальца судят о делимости мела и малых размерах его частиц.
2. Опускают в пробирку с водой кристаллик марганцовки. Перемешивая воду стеклянной палочкой, наблюдают изменение ее цвета.
3. Переливают небольшую часть окрашенной воды во вторую пробирку с чистой водой и наблюдают ее слабое окрашивание.
4. Переливают часть окрашенной воды из второй пробирки в третью с чистой водой и снова наблюдают очень слабое ее окрашивание, что подтверждает наличие в воде частиц краски.

На основе результатов проделанных опытов делают вывод о делимости кристалла марганцовки на большое число очень малых частиц.

2. Наблюдение диффузии в воде и воздухе. Оборудование: 1) пробирка с ватой, смоченной нашатырным спиртом, закрытая пробкой; 2) пробирка с кристаллами перманганата калия , закрытая пробкой; 3) пробирка с водой; 4) стакан низкий; 5) лист бумаги (рис. 91).

Рис. 91. Оборудование к работе 2

Цель работы — наблюдать явление диффузии как доказательство существования молекул и их движения, а также сравнить скорость диффузии в газе и в жидкости.

1. Открывают пробирку с ватой, смоченной нашатырным спиртом. Через некоторое время обнаруживают запах спирта, распространяющийся в спокойном воздухе по всем направлениям. После обнаружения запаха спирта пробирку быстро закрывают пробкой.

2. На лист бумаги, лежащий на столе, наливают немного воды из пробирки и в середину образовавшейся капли помещают кристаллик марганцовки. Наблюдают медленное окрашивание воды марганцовкой.

При обсуждении результатов работы внимание учащихся обращают, во-первых, на появление окрашенного пятна в форме круга, подтверждающего беспорядочное движение молекул краски, во-вторых, на малую скорость диффузии в воде по сравнению со скоростью диффузии молекул спирта в воздухе.

На основе результатов проделанных опытов делают вывод о делимости вещества (спирта и марганцовки), непрерывном, беспорядочном движении их молекул и наличии промежутков между молекулами окружающей среды (воздуха и воды), причем эти промежутки в воздухе больше, чем в воде.

Измерение размеров малых тел. Цель работы — познакомить учащихся с методом измерения размеров малых тел и по фотографии молекул вещества вычислить их размер.

Вначале измеряют диаметр дробинки. Д ля этого несколько дробинок (15—20) укладывают в ряд вплотную к измерительной линейке, измеряют длину ряда и, сосчитав число дробинок в ряду, вычисляют диаметр одной дробинки. Укладку дробинок в ряд и их счет производят с помощью кусочка проволоки.

После измерения диаметра дробинки снова помещают в пробирку и закрывают пробкой. Вместо дроби можно взять горох, пшено.

После этого вычисляют диаметр молекулы вещества. На фотографии, помещенной в учебнике для VII класса авторов А. В. Перышкина, Н. А. Родиной, с. 138, рисунок 178, находят четкий ряд светлых кружочков, изображающих молекулы данного вещества. К этому ряду прикладывают измерительную линейку и считают число кружочков, укладывающихся на длине, например, 30 мм. Учитывая, что расстояния между кружочками (молекулами) примерно равны диаметрам самих кружочков, а также увеличение фотографии (оно равно 70 000), вычисляют диаметр молекулы данного вещества.

Результаты измерений и вычислений в последнем случае записывают так:
Длина ряда кружочков L = 30 мм.
Число кружочков в ряду n₁ = 11 шт.
Число промежутков между кружочками в ряду n₂ = 10 шт.
Увеличение фотографии β = 70 000.

Диаметр кружочка (молекулы) 2x10^-6 см.

В этой работе вместо дроби, гороха или пшена одной группе учащихся можно предложить измерить толщину листа бумаги. Для этого плотно сжимают книгу и измеряют ее толщину без обложки. Результат измерения делят на число листов в книге и получают толщину одного листа в миллиметрах.

Другой группе учащихся можно предложить измерить диаметр тонкой проволоки. Последнюю предварительно виток к витку навивают на карандаш , затем измеряют длину навивки и полученный результат делят на число витков. Для простоты вычислений берут 20, 40 или 50 витков. Результаты всех измерений также записывают в тетрадь.

Наблюдение молекулярного взаимодействия различных веществ. Наличие сил притяжения и отталкивания между молекулами твердых и жидких тел учащиеся обнаруживают, выполняя следующие простые опыты:
1. Прижимают друг к другу два куска пластилина и наблюдают их сцепление.

2. Опускают стеклянную пластинку в стакан с водой и, вынув ее, наблюдают прилипшие к пластинке капельки воды.
3. Смачивают две стеклянные пластинки водой и, соединив их, пытаются разъединить. Обнаруживают значительную силу сцепления между пластинками.
4. Прижимают друг к другу два куска парафина (сургуча) и обнаруживают отсутствие их сцепления. Нагреваю т куски парафина (сургуча) на спиртовке до размягчения и снова приводят их в соприкосновение. Обнаруживают их сцепление.

5. Сжимают пальцами, кусок резины и, отпустив, наблюдают восстановление его первоначальной формы. Из проделанных опытов делают вывод: молекулы вещества не только взаимно притягиваются, но и отталкиваются.

Внимание учащихся обращают на то, что силы притяжения и отталкивания между молекулами действуют одновременно, но при удалении молекул преобладает действие сил притяжения, а при их сближении — сил отталкивания. При удалении молекул на расстояние более 10^-8 см они практически перестают взаимодействовать друг с другом.