Страница 29 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

1. Расскажите, что вам известно о молекулах.

Определение и строение молекулы. Молекула — это наименьшая электрически нейтральная частица вещества, которая сохраняет его химические свойства. Молекулы состоят из двух или более атомов, которые связаны между собой химическими связями. Например, молекула воды, химическая формула которой $H_2O$, состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекула кислорода ($O_2$) состоит из двух связанных атомов кислорода. Атомы в молекуле удерживаются силами, называемыми химическими связями (чаще всего ковалентными), которые возникают при обобществлении электронов. Именно состав и пространственная структура молекул определяют уникальные свойства каждого вещества.

Размеры и масса молекул. Молекулы обладают чрезвычайно малыми размерами и массой. Их размеры обычно измеряются в нанометрах (нм, $1 \text{ нм} = 10^{-9} \text{ м}$) или ангстремах (Å, $1 \text{ Å} = 10^{-10} \text{ м}$). Например, характерный размер молекулы воды составляет около 0,28 нм. Из-за таких малых размеров молекулы невозможно увидеть в обычный световой микроскоп; для их наблюдения используют электронные или сканирующие туннельные микроскопы. Массу молекул удобно выражать в атомных единицах массы (а. е. м.). Например, относительная молекулярная масса воды составляет примерно 18 а. е. м.

Движение молекул. Одним из ключевых положений молекулярно-кинетической теории является то, что все молекулы находятся в непрерывном и хаотическом (беспорядочном) движении. Это движение называется тепловым. Интенсивность (скорость) этого движения напрямую зависит от температуры вещества: чем выше температура, тем больше средняя кинетическая энергия молекул и тем быстрее они движутся. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа пропорциональна абсолютной температуре: $E_k = \frac{3}{2}kT$, где $k$ — постоянная Больцмана, а $T$ — абсолютная температура. Ярким экспериментальным подтверждением движения молекул является броуновское движение — беспорядочное перемещение микроскопических частиц, взвешенных в жидкости или газе, под действием ударов молекул окружающей среды.

Взаимодействие молекул и агрегатные состояния вещества. Молекулы одного и того же вещества взаимодействуют друг с другом — они притягиваются и отталкиваются. На расстояниях, немного превышающих размеры самих молекул, преобладают силы притяжения. При попытке сблизить молекулы на очень малые расстояния начинают доминировать силы отталкивания. Соотношение между энергией теплового движения молекул и энергией их взаимодействия определяет агрегатное состояние вещества. В газах расстояние между молекулами велико, силы взаимодействия очень слабы, а кинетическая энергия значительно превышает потенциальную энергию взаимодействия; молекулы движутся свободно и хаотично, занимая весь предоставленный объём. В жидкостях молекулы расположены близко друг к другу, силы притяжения удерживают их вместе в определённом объёме, но молекулы всё ещё могут перемещаться друг относительно друга; их кинетическая и потенциальная энергии сопоставимы. В твёрдых телах молекулы расположены в строго определённом порядке (образуя кристаллическую решётку), силы взаимодействия очень велики, а движение сводится в основном к колебаниям около положения равновесия.

Ответ: Молекула — это мельчайшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства и состоящая из атомов, соединённых химическими связями. Молекулы имеют чрезвычайно малые размеры и массу. Они находятся в непрерывном хаотическом движении, скорость которого зависит от температуры. Между молекулами действуют силы притяжения и отталкивания, баланс которых, наряду с энергией движения, определяет агрегатное состояние вещества (газ, жидкость, твёрдое тело).

2. Из каких частиц состоит молекула водорода?

Расскажите, что вам известно о молекулах.

Молекула — это наименьшая электрически нейтральная частица вещества, способная к самостоятельному существованию и сохраняющая его основные химические свойства. Вот основные сведения о молекулах:

• Состав: Молекулы состоят из атомов, соединенных между собой химическими связями. Они могут состоять как из атомов одного химического элемента (например, молекула кислорода $O_2$ или озона $O_3$), так и из атомов разных элементов (например, молекула воды $H_2O$ или углекислого газа $CO_2$).

• Движение: Молекулы находятся в непрерывном и хаотическом движении, которое называется тепловым движением. Интенсивность этого движения зависит от температуры: чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы.

• Взаимодействие: Между молекулами существуют силы взаимного притяжения и отталкивания. Эти силы определяют агрегатное состояние вещества (газообразное, жидкое, твердое). В газах расстояние между молекулами велико, и они слабо взаимодействуют. В жидкостях и твердых телах молекулы расположены близко друг к другу, и силы взаимодействия значительны.

• Размеры и масса: Молекулы имеют очень малые размеры и массу. Например, диаметр молекулы воды составляет примерно $3 \cdot 10^{-10}$ м.

• Промежутки: Между молекулами всегда есть промежутки (межмолекулярные пространства), размер которых зависит от агрегатного состояния вещества.

Ответ: Молекула — это мельчайшая частица вещества, состоящая из атомов и обладающая его химическими свойствами. Молекулы находятся в постоянном движении и взаимодействуют друг с другом.

2. Из каких частиц состоит молекула водорода?

Молекула водорода имеет химическую формулу $H_2$. Это означает, что она является двухатомной, то есть состоит из двух атомов водорода, соединенных ковалентной химической связью.

Каждый атом водорода (в его самом распространенном изотопе — протии) в свою очередь состоит из элементарных частиц: одного протона (образующего ядро) и одного электрона, вращающегося вокруг ядра.

Таким образом, молекула водорода $H_2$ в совокупности состоит из двух протонов и двух электронов.

Ответ: Молекула водорода ($H_2$) состоит из двух атомов водорода. Каждый атом водорода состоит из одного протона и одного электрона. Следовательно, вся молекула состоит из двух протонов и двух электронов.

3. Правильно ли утверждать, что наименьшая частица вещества — это молекула?

Данное утверждение не всегда является правильным. Оно справедливо только для веществ, имеющих молекулярное строение.

• Для веществ с молекулярным строением (например, вода $H_2O$, кислород $O_2$, сахар $C_{12}H_{22}O_{11}$) наименьшей частицей, сохраняющей химические свойства, действительно является молекула.

• Однако существуют вещества с немолекулярным строением. Например, инертные газы (гелий $He$, неон $Ne$, аргон $Ar$) состоят из отдельных, не связанных в молекулы атомов. Для них наименьшей частицей является атом.

• Металлы (например, железо $Fe$, медь $Cu$) и многие соли (например, поваренная соль $NaCl$) имеют атомное или ионное строение и образуют кристаллические решетки. В этом случае нельзя выделить отдельную молекулу как структурную единицу вещества в твердом состоянии. Их структурными единицами являются атомы или ионы.

Следовательно, утверждение, что молекула является наименьшей частицей любого вещества, неверно. Более общим понятием является "структурная единица вещества", которой может быть молекула, атом или ион.

Ответ: Нет, это утверждение не всегда правильно. Оно верно для веществ молекулярного строения. Для веществ немолекулярного строения (например, инертных газов, металлов, солей) наименьшей частицей является атом или ион.

3. Правильно ли утверждать, что наименьшей частицей водорода является атом? Почему?

Правильно ли утверждать, что наименьшей частицей водорода является атом? Почему?

Данное утверждение не является полностью корректным и требует уточнения, поскольку понятие «водород» может относиться как к простому веществу, так и к химическому элементу.

1. Если под водородом понимать простое вещество (тот газ, который мы используем в промышленности или для экспериментов), то его наименьшей частицей, сохраняющей химические свойства этого вещества, является молекула. В нормальных условиях водород существует в виде двухатомных молекул с химической формулой $H_2$. Именно молекула определяет такие свойства водорода, как горючесть, низкая плотность и химическая активность.

2. Если под водородом понимать химический элемент, то его наименьшей частицей является атом (H). Атом — это наименьшая электронейтральная частица химического элемента, являющаяся носителем его уникальных свойств (определяемых зарядом ядра). Молекулы простого вещества водорода ($H_2$) состоят из атомов. В ходе химических реакций молекулы часто распадаются на атомы, которые затем образуют новые химические связи.

Таким образом, хотя атом и является более фундаментальной частицей, наименьшей частицей, которая самостоятельно существует в обычных условиях и определяет свойства вещества водорода, является молекула.

Ответ: Утверждение неверно. Наименьшей частицей простого вещества водорода является молекула ($H_2$), состоящая из двух атомов. Атом (H) является наименьшей частицей химического элемента водорода.