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分子與原子


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-04-10

分子

       把一滴紅墨水滴在一杯水中,可以看到紅顏色不斷向四周擴(kuò)散,很快整杯水變成淡紅色;晾著的濕衣服不久就干了;放在衣箱中的“衛(wèi)生球”,是一種叫“萘”的物質(zhì)做成的,它會逐漸變小,而箱中的衣物都有它的氣味。這些現(xiàn)象都是分子運(yùn)動的結(jié)果。原來,水、萘等物質(zhì),都是由很小很小的分子組成的,分子是保持物質(zhì)性質(zhì)的最小單位,所以又稱它為最小的物質(zhì)。

       自然界中的水,無論是海水、河水、井水,還是雨水,都是由相同的水分子聚集而成的。冰雪則是固態(tài)的水,它是由水分子按一定規(guī)律排列而形成的。水分子很小很小,喝一瓶汽水,大約要喝進(jìn)8億億億個水分子。單個的水分子,就是一般的顯微鏡也觀察不到。

       分子永遠(yuǎn)處在不停的運(yùn)動中。紅墨水中含有紅色的染料,這種染料的分子在水中自由擴(kuò)散、于是水杯中的水都成為紅色的了。濕衣服上的液態(tài)水分子擴(kuò)散到了空氣中,衣服就干了,這種現(xiàn)象叫蒸發(fā)。固體衛(wèi)生球的萘分子也能一個個飛入空氣中,這種現(xiàn)象叫“升華”。萘的升華,使衛(wèi)生球越來越小,而萘分子充滿了衣箱各個角落,使蛀蟲無處藏身。

       鼻子能夠聞到氣味,也是由于物質(zhì)的分子接觸到鼻中的神經(jīng)細(xì)胞。各種不同的分子對嗅覺神經(jīng)的刺激不同,感覺到的氣味也不同。警犬在執(zhí)行任務(wù)時,就是用鼻子不斷捕捉罪犯遺留下來的某些分子而追蹤罪犯的。有些昆蟲能分泌特殊的物質(zhì),這些物質(zhì)的分子隨風(fēng)飄散,在幾十里外的同類昆蟲用觸角收集到這種分子,就會趕來相聚,真比拍電報還靈。

原子

       把一粒砂糖分成兩半,每一半仍是砂糖;再分成兩半,也還是砂糖。經(jīng)過多次分割,砂糖粒越分越小,但它總是甜的,其他性質(zhì)也不變。如果不斷分割下去,有沒有一個限度呢?這是一個古老的難題。古希臘和古代中國都有兩種不同意見的爭論。一種認(rèn)為物質(zhì)可以無限地分割下去,另一種則相反。兩種意見誰也無法說服對方。兩千多年后,由于科學(xué)家提出了分子和原子概念,這個問題才在一定程度上獲得了解決。把一粒砂糖不斷地分割,當(dāng)分割到某種程度時,就不能再分了。如果再繼續(xù)分下去,得到的就不再是糖,這個極限就是分子。分子若再分割,就是原子,它沒有原來物質(zhì)所具有的性質(zhì)。

       如果把一個水分子再分開,可以分為叫做原子的兩部分,兩個相同的小原子是氫原子。一個水分子就是由兩個氫原子和一個氧原子結(jié)合起來的。氧原子和氫原子是比水分子更小的微粒。

       世界上的物質(zhì)有幾百萬種,分子也就有幾百萬種。但組成各種分子的原子的種類并不多,絕大多數(shù)物質(zhì)都是由十幾種主要原子組成的。例如,水分子中有氧原子,空氣中的氧氣分子中有氧原子,二氧化碳?xì)怏w的分子中也有氧原子。氧原子和其他原子相結(jié)合就形成不同的分子。我們把水、氧氣、二氧化碳以及所有物質(zhì)中含的氧原子合起來叫做氧元素。世界上數(shù)百萬種物質(zhì)的分子,就是由100多種元素組成的,而主要是由十幾種元素組成的。原子就是保持元素性質(zhì)的最小微粒,也是化學(xué)變化中的最小微粒。

       俗話說,麻雀雖小,五臟俱全。原子雖然非常小,但內(nèi)部的構(gòu)造卻很復(fù)雜。

       我們知道,太陽系的中心是太陽,太陽周圍的大小行星在圍繞太陽不斷運(yùn)動。原子好像一個太陽系,它的中心,是原子核,在原子核周圍,有一定數(shù)目的帶負(fù)電的電子在不斷運(yùn)動。原子核的體積很小,假如把一個原子放大到籃球那么大,原子核也比針尖還小,但是原子核卻集中了差不多整個原子的質(zhì)量。氫原子核是最小的原子核,它的質(zhì)量是電子質(zhì)量的1836倍。

       原子核體積雖小,仍是一個復(fù)雜的集體,它由兩種更小的微粒組成,這兩種微粒是質(zhì)子和中子。質(zhì)子和中子的質(zhì)量相同,質(zhì)子帶正電,中子不帶電。不同類原子核中含有不同數(shù)目的質(zhì)子和中子。

       氫原子的原子核是最小的原子核,僅由一個質(zhì)子組成,在氫原子核中沒有中子。惰性氣體氦的原子核是由兩個質(zhì)子和兩個中子組成。氧原子核是由8個質(zhì)子和8個中子組成的。

       一個原子核中所含質(zhì)子的數(shù)目,叫做核電荷數(shù)。核電荷數(shù)相同的同一類原子稱為一種元素。自然界的各種元素,按它們的核電荷數(shù)排列,核電荷數(shù)為幾就稱作第幾號元素。例如氫是第一號元素。氦是第二號元素,氧是第八號元素,等等。

       氧原子的核電荷數(shù)是8,在原子核外運(yùn)動的電子也是8個,帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子相互吸引,形成了原子。原子核的正電荷和電子的負(fù)電荷相等,所以整個原子是不帶電的。在化學(xué)反應(yīng)中,原子核不發(fā)生變化,只是核外的部分電子發(fā)生變化。


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