Spis treści

2. Spis treści • 1. Rozwój teorii na budowę atomu • 2. Teoria atomistyczno – cząsteczkowej budowy materii • - atom, cząsteczka • - ziarnista budowa materii • 3. Oddziaływania międzycząsteczkowe • 4. Budowa i właściwości materii • 5. Rozszerzalność temperaturowa ciał • 6. Świat pod mikroskopem

3. Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Gimnazjum nr 1 we Wschowie ID grupy: 98/87_mf_g2 Kompetencja: Matematyka Temat projektowy: Czy ciała mają budowę cząsteczkową Semestr/rok szkolny: 2010/2011

4. Ad 1. Rozwój teorii na budowę atomu • Pojęcie atomu jako najmniejszej cząsteczki materii pojawiło się w starożytnej Grecji w IV w p.n.e. Twórcą atomistycznej teorii materii był filozof Demokryt. Stan ówczesnej wiedzy nie pozwalał jednak na udowodnienie tej teorii • Anglik fizyk i chemik John Dalton (1766 – 1844) opierając się na starożytnej teorii atomistycznej uważał, że atom jest niepodzielną, najmniejszą cząstką materii, a także pierwiastka chemicznego. Sądził, że atomy takich samych albo różnych pierwiastków mogą połączyć się ze sobą tworząc cząsteczki (zespoły atomów)

5. John Josef Thomson (1856 – 1940) jest odkrywcą elektronu – mniejszej od atomu cząstki o elementarnym ładunku ujemnym o masie 9,11 ∙ 10-31 kg • Ogromny postęp rozwoju pojęcia atomu nastąpił po odkryciu zjawiska promieniotwórczości pierwiastków oraz otrzymaniu pierwiastków promieniotwórczych: radu i polonu przez Marię Skłodowska – Curie. Fakty te wskazywały, że atomy mają budowę złożoną • Ernest Rutheford(1871 – 1940) stworzył planetarny model budowy atomu. W 1911 r. ogłosił, że atom złożony jest z dodatnio naładowanego jądra składającego się z protonów o masach 1836 razy większych od mas elektronów i neutronów oraz krążących po orbicie ujemnych elektronów. Wszystkie atomy danego pierwiastka posiadają w jadrach identyczna liczbę protonów określoną pojęciem liczby atomowej Z.

6. Duński fizyk Niels Bohr (1885 – 1962) stworzył kwantowy model budowy atomu. Wg tego modelu elektrony poruszają się po orbitach o określonej energii. Elektrony znajdujące się wokół jadra posiadają ładunek ujemny, podczas gdy neutrony nie posiadają ładunku elektrycznego, a protony – elementarny ładunek dodatni.

7. Ad 2. Teoria atomistyczno – cząsteczkowej budowy materii • Materia – to wszystko co nas otacza. Zbudowana jest z małych drobin tzw. atomów, które różnią się położeniem względem siebie Atom – z greckiego oznacza niepodzielny Atomy są podstawowymi elementami budującymi materię z pkt. widzenia chemii pozostają najmniejszymi cząstkami rozróżnianymi metodami chemicznymi. Nie zmieniają się w reakcjach chemicznych.

8. Budowa atomu Atomy składają się z jądra i otaczających to jadro elektronów. W jądrze znajdują się z kolei nukleony: protony i neutrony. Neutrony są cząstkami obojętnymi elektrycznie, protony noszą ładunek elektryczny dodatni, zaś elektrony – ujemny. W każdym obojętnym atomie liczba protonów i elektronów jest jednakowa. Zatem łączny ładunek protonów i elektronów jest równy zero. Atom z liczbą elektronów różną od protonów nazywamy jonem. O właściwościach atomu decyduje głównie liczba protonów w jądrze. II połowa XX wieku odkrycie cząstek podstawowych: - Mionów - Kwarków - Kanionów - Hadronów

9. Założenia teorii atomistyczno-cząsteczkowej : • atomy tego samego pierwiastka są identyczne pod względem masy i rozmiarów • atomy mają kształt kulisty • atom jest najmniejszą cząstką pierwiastka • atomy łączą się tworząc cząsteczki • związek chemiczny jest zbiorem takich samych cząsteczek

10. Budowanie modeli atomów:

11. Cząsteczka - inaczej molekuła, złożona jest z więcej niż jednego atomu, które są ze sobą trwale połączone wiązaniami chemicznymi Cząsteczki różnych substancji, są różnych rozmiarów 1 nanometr = 10-9 m = 0,00000001m Cząsteczka dwutlenku węgla Cząsteczka wody

12. Substancje zbudowane są z cząsteczek. Są one bardzo małe, bo ani w cieczach ani mieszaninach nie można ich zaobserwować pod mikroskopem. Substancje dzielimy na pierwiastki i związki chemiczne. W przyrodzie jest ponad 100 pierwiastków. Mamy 109 znanych pierwiastków: 85 metali, 7 półmetali i 17 niemetali. Symbol pierwiastka - jest to skrót łacińskiej nazwy pierwiastka (np. sód - natrium - Na).

13. Modelowanie cząsteczek

14. Cząsteczkowy skład powietrza Cząsteczki będące głównymi składnikami powietrza: azot – ok. 78% tlen – ok. 21% argon – ok. 0,93% dwutlenek węgla – ok. 0,06% inne

15. Przykłady materii: • budowa geologiczna Ziemi Wnętrze kuli ziemskiej budują 3 koncentryczne geosfery różniące się składami i cechami fizycznymi Są to – licząc od powierzchni – skorupa, płaszcz i jądro. Są one podzielone wyraźnymi powierzchniami nieciągłości, które można wykryć metodami sejsmicznymi

16. - Układ słoneczny

17. Ziarnista budowa materii Dowody ziarnistej budowy materii: 1. Dyfuzja – proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy, lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. 2. Mieszanie się dwóch cieczy 3. Rozpuszczanie ciał stałych w cieczach 4. Zmiany stanu skupienia materii

18. Dyfuzja ciała stałego w cieczy

19. Dyfuzja cieczy w cieczy Ruchy Browna

20. Dyfuzja cieczy w ciele stałym

21. Gorąca woda Zimna woda Wnioski: szybkość dyfuzji zależy od temperatury, Im wyższa tym szybciej zauważalny jest efekt

22. Mieszanie się cząsteczek różnych substancji powoduje zmniejszenie się objętości Otrzymanej mieszaniny, powodem tego jest różnorodna wielkość cząsteczek. Cząsteczki o mniejszych rozmiarach wypełniają wolną przestrzeń.

23. Ruchy Browna Jednym ze zjawisk świadczącym o tym że cząsteczki są w ciągłym ruchu jest zjawisko zaobserwowane w 1827r. przez angielskiego uczonego Roberta Browna. Badał on, przez mikroskop, zawieszone w wodzie pyłki kwiatów. Brown zauważył, że pyłki kwiatów wykonywały ciągły i chaotyczny ruch. Ruch pyłków spowodowany był ruchem cząsteczek wody (których nie było widać pod mikroskopem)

24. Siły przylegania i siły spójności Oddziaływania międzycząsteczkowe: woda olej Siły spójności w wodzie są większe niż w oleju, wynika to z gęstości cieczy i siły oddziaływania między cząsteczkami Siły przylegania pomiędzy cząsteczkami wody i szkła

25. Napięcie powierzchniowe

26. Oddziaływanie magnetyczne

27. Oddziaływanie elektrostatyczne

28. Rozszerzalność temperaturowa • Ciał stałych:

29. Wzrost temperatury powoduje zwiększenie objętości danego ciała oraz jego wydłużenie. Gęstość ciała maleje.

30. Gazów: Wzrost temperatury powoduje zwiększenie objętości gazu Gęstość gazu maleje.

31. Cieczy: Zjawisko rozszerzalności temperaturowej cieczy zastosowano m.in. w termometrach cieczowych. Wzrost temperatury powoduje zwiększenie objętości cieczy a jej spadek powoduje, że ciecz kurczy się zmniejszając swoją objętość. Z wodą jest nieco inaczej. Zmniejsza swą objętość wraz ze spadkiem temperatury, ale tylko do 4oC (rys. 1). Poniżej tej temperatury woda z powrotem zwiększa swoją objętość. Możemy to zauważyć, jeśli butelkę z wodą wystawimy na noc podczas mrozu. Kiedy rano zabierzemy butelkę, zobaczymy, że powiększyła się.

32. Zależności objętości, gęstości od temperatury staraliśmy się przedstawić na wykresach

33. Świat pod mikroskopem Budowa mikroskopu

35. Budowa i właściwości materii Ciała stałe: mają swój kształt i objętość. Zmiana kształtu ciała stałego, czyli odkształcenie (trwałe lub nietrwałe), jest możliwa przy działaniu na nie odpowiednia siłą. W ciałach stałych tworzące je cząsteczki mogą poruszać się jedynie drgając. Ciała stałe dzieli się na kryształy, polikryształy oraz ciała bezpostaciowe To nasz 5 tygodniowy kryształ soli NaCl z domieszką atramentu. na nitce zgrupowały się miliony cząsteczek chlorku sodu wytrącając się z solanki

36. Ciecze: • Trudno jest zmienić ich objętość, natomiast łatwo zmienić ich kształt. Przyjmują kształt naczynia w którym się znajdują, ale w przeciwieństwie do gazów nie rozszerzają się, aby wypełnić je całe. • Cząsteczki cieczy przyciągają się słabiej niż to jest w ciałach stałych. • Gazy: • Łatwo zmienić ich kształt i objętość. Zajmują całą dostępną im przestrzeń, cały czas się przemieszczając. • W gazach między cząsteczkami występując słabe oddziaływania. Znajdują się one w dużych odległościach od siebie

37. Prezentacje wykonali: 1. Michał Krówczyński2. Daria Sadowska 3. Jagoda Kaczmarek 4. Paula Bieganek 5. Marta Golinowska6. Margarita Nawrocka 7. Paulina Brajerska8. Kamil Waloch 9. Przemysław Zajączkowski 10. Paweł Widera pod nadzorem opiekuna: Agaty Malcher