Аксиоматика молекулярно-кинетической теории

11. Аксиоматика молекулярно-кинетической теории.

Вопросы 68-75.

11.1. Молекулярно-кинетические представления.

11.1.1. Общие сведения о молекулах.

             Все вещества состоят из частиц (атомов).

Атом – наименьшая, электрически нейтральная порция вещества, определяющая его физические и химические свойства.

Химический элемент – образование из атомов одного сорта.

Существуют разные сорта атомов. Они относятся к разным химическим элементам. Химические элементы обозначают символами  [pic 1]

где X–обозначение элемента,  Z – зарядовое число (номер элемента), A – массовое число (число нуклонов в атомном ядре).

В природе встречается 92 химических элемента, а открыто около 125 элементов. Элементы, начиная с 93-его, получены искусственным путем.

Молекула – устойчивое образование из атомов, обладающее основными химическими свойствами.

Образование из молекул – химическое соединение ([pic 2]синтезировано на сегодняшний день). Разные молекулы отличаются составом, строением, массой вещества. Для характеристики их массы используют атомную единицу массы mед.

Масса любого атома может быть выражена         mZ = Ax·mед,

где Ax - относительная масса атомов элемента [pic 3], которая показывает, во сколько раз масса атома отличается от единицы массы.

Относительная масса молекул [pic 4] рассчитывается через относительную массу входящих в нее атомов[pic 5], и определяет массу молекулы через атомную единицу массы    Mмол = Mx· mед.

В СИ для характеристики молекулярных систем вводят моль вещества – такое количество вещества, в котором содержится столько же молекул, сколько в 0,012 кг углерода при нормальных условиях.

Число частиц, содержащееся в моле вещества, называется числом Авогадро                        [pic 6].

Масса 1 моля – количества вещества, в котором содержится число Авогадро молекул, может быть выражена через mед :

[pic 7]        

Тогда в СИ атомная единица массы равна mед = 1,66·10-27 кг.

Пример: рассмотрим 1 кмоль[pic 8] (воды)

[pic 9]

[pic 10] - объем одной молекулы.

Из формулы [pic 11] можем оценить размеры молекулы воды…

        Распределение молекул в объеме характеризуют:

- концентрацией частиц в единице объема[pic 12](плотностью N частиц вещества, занимающих объем V);

- объемной  плотностью[pic 13](плотностью массы m в объеме V).

В СИ объемная плотность измеряется  в единицах

[pic 14] .

        Между частицами вещества проявляются одновременно силы отталкивания и притяжения (электромагнитные).

[pic 15][pic 16]

[pic 17]   , где   r – расстояние между частицами.

Для разных видов (состояний) вещества установлено, что [pic 18] может меняться от 9 до 15, а [pic 19] от 6 до 8.

Состояние молекулярных систем принято характеризовать разными агрегатными состояниями:

• газовое состояние (молекулы не взаимодействуют между собой);
• кристаллическое состояние (молекулы жестко зафиксированы);
• жидкость (промежуточное состояние, молекулы зафиксированы, но могут перемещаться).

11.1.2. Аксиоматика молекулярной теории.

Аксиоматика молекулярной теории – совокупность методов для описания систем, содержащих большое число молекул. Модель и теория, описывающие поведение окружающих тел с учетом их молекулярного строения и непрерывного движения, - молекулярно-кинетическая теория (мкт).