1、第十一章第十一章 小粒子与大宇宙小粒子与大宇宙第一节第一节 走进微观走进微观尘土、树木、水、火焰、空气、星辰，我们周围的一切，包尘土、树木、水、火焰、空气、星辰，我们周围的一切，包括有生命的和无生命的，都是物质。括有生命的和无生命的，都是物质。从无限的宇宙到微小的基本粒子，物质以各种各样的形态展从无限的宇宙到微小的基本粒子，物质以各种各样的形态展现着。现着。仰望天空，群星闪烁。宇宙到底有多大呢？人们还在探究。仰望天空，群星闪烁。宇宙到底有多大呢？人们还在探究。在我们的周围，有潺潺的流水，美丽的鲜花，飞翔的小鸟，嬉在我们的周围，有潺潺的流水，美丽的鲜花，飞翔的小鸟，嬉闹的人群。这便是人们熟悉的世
2、界。闹的人群。这便是人们熟悉的世界。在人们不能直接看到的世界里，同样奥秘无穷。那里有细胞、在人们不能直接看到的世界里，同样奥秘无穷。那里有细胞、病毒、分子、原子病毒、分子、原子目前科学家的研究已进入这样的微观世目前科学家的研究已进入这样的微观世界。界。物质是由什么组成的？物质是由什么组成的？古希腊人认为宇宙万物由古希腊人认为宇宙万物由水水、火火、土土、气气组成，称组成，称为为“四元素说四元素说”我们的祖先认为宇宙我们的祖先认为宇宙万物由万物由金金、木木、水水、火火、土土组成，称为组成，称为“五行说五行说”后来，人们认识到若将物质无限地分下去，所得颗粒愈后来，人们认识到若将物质无限地分下去，所得
3、颗粒愈来愈小，小到这种颗粒能保持化学性质不变为止，通常来愈小，小到这种颗粒能保持化学性质不变为止，通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。所说的物质就是由这种颗粒构成的。18111811年，意大利物年，意大利物理学家理学家阿伏加德罗阿伏加德罗第一个把这种颗粒命名为第一个把这种颗粒命名为“分子分子”，现在，人们认为物质是由分子或原子组成的，现代科技现在，人们认为物质是由分子或原子组成的，现代科技可以使人们观察到构成物质的分子或原子。可以使人们观察到构成物质的分子或原子。放大后的硅表面放大后的硅表面的原子图像的原子图像DNADNA生物生物大分子结大分子结构示意图构示意图干旱的田龟裂为土块，干旱的田龟裂
4、为土块，土块可碎成细泥，细土块可碎成细泥，细泥又碎为沙尘，沙尘泥又碎为沙尘，沙尘还能继续分裂吗？沙还能继续分裂吗？沙尘随风飘荡，会消失尘随风飘荡，会消失得无影无踪吗？得无影无踪吗？平时我们应多植树造林，保平时我们应多植树造林，保护生态平衡，避免沙尘暴这护生态平衡，避免沙尘暴这种现象的发生。种现象的发生。分子有多小？分子有多小？氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝直径的氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一，质量只有十万分之一，质量只有1010-27-27kgkg左右。左右。水分子的直径大约是水分子的直径大约是4 41010-10-10m m，1cm1cm3 3的水中就
5、会有的水中就会有3.343.3410102222个水分子，一个水分子的质量只有个水分子，一个水分子的质量只有3 31010-26-26kgkg。各种分子的直径只有几万分之一个纳米左右，据估计各种分子的直径只有几万分之一个纳米左右，据估计一只蚂蚁一口水就吞下一只蚂蚁一口水就吞下2 210101010个水分子，个水分子，1010万个氧分万个氧分子依次排列起来，总长仅子依次排列起来，总长仅0.03mm0.03mm。分子是组成物质的最小微粒吗？还可以分割吗？分子是组成物质的最小微粒吗？还可以分割吗？分子不是组成物质的最小微粒分子不是组成物质的最小微粒,还可以再分割还可以再分割,19,19世纪世纪初初,
6、英国科学家道尔顿证明了原子的存在英国科学家道尔顿证明了原子的存在,有的分子由有的分子由单个原子组成单个原子组成,叫做叫做“单原子分子单原子分子”；绝大多数分子由；绝大多数分子由多个原子组成多个原子组成,叫做叫做“多原子分子多原子分子”。汤姆孙与枣糕模型汤姆孙与枣糕模型枣糕模型枣糕模型 原子核式结构模型原子核式结构模型卢瑟福与原子核式结卢瑟福与原子核式结构模型构模型物质的微观层次图物质的微观层次图1.1.我们周围的空气、鲜花、树木、动物、水和石头等我们周围的空气、鲜花、树木、动物、水和石头等都是都是 。2.2.我们周围的一切物质都是由我们周围的一切物质都是由 或或 组成组成的。的。3.193.1
7、9世纪初英国科学家道尔顿证明了世纪初英国科学家道尔顿证明了_的存在；的存在；18971897年英国物理学家汤姆孙发现了年英国物理学家汤姆孙发现了_；19111911年卢年卢瑟福在进行瑟福在进行离子散射实验后，提出了离子散射实验后，提出了_模型。模型。物质物质分子分子原子原子 原子原子电子电子原子的核式结构原子的核式结构4.4.原子是由原子是由_和和_组成的，原子核是由组成的，原子核是由_和和_组成的；其中组成的；其中_带正电，带正电，_不不带电。带电。原子核原子核电子电子质子质子中子中子质子质子中子中子5.5.下列选项中，由同种分子或原子组成的是（下列选项中，由同种分子或原子组成的是（）A.A
8、.黄金、空气、水黄金、空气、水B.B.黄金、铁、铜黄金、铁、铜C.C.水、酒精、油水、酒精、油D.D.冰、水、水蒸气冰、水、水蒸气D D原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子2 2上夸克上夸克1 1下夸克下夸克1 1上夸克上夸克2 2下夸克下夸克看不见的运动 思考2：物质是由大量分子构成，这些分子是不是一个挨着一个紧密的排列在一起的呢？分子很小，也很轻，肉眼是看不见的，分子有间隙吗？分子很小，也很轻，肉眼是看不见的，分子有间隙吗？综合：上述实验说明：分子间存在间隙 ；思考：当你路过花店的时候为什么可以闻见香味？为什么当你在当你路过花店的时候为什么可以闻见香味？为什么当你在食堂外面
9、的时候就可以闻见食堂里面飘过来的菜香味？食堂外面的时候就可以闻见食堂里面飘过来的菜香味？实验：实验：将将2个分别装有空气和红棕色二氧化氮的玻璃瓶口对口连接，个分别装有空气和红棕色二氧化氮的玻璃瓶口对口连接，中间用玻璃板隔开，将中间用玻璃板隔开，将2个瓶采用个瓶采用3种放置法。当把中间的玻璃板抽种放置法。当把中间的玻璃板抽掉后，仔细观察所发生的现象，你看到了什么？这个现象说明了什掉后，仔细观察所发生的现象，你看到了什么？这个现象说明了什么？么？说明分子不断运动的说明分子不断运动的 思考3：已知二氧化氮的密度大于空气的密度。若在上面实验中只单独做b这种放置方法，当把中间的玻璃板抽掉后，看到了的现象
10、能否直接有力的说明分子在永不停息地运动？；不能因为上面的二氧化氮气体在重力不能因为上面的二氧化氮气体在重力的作用下向下运动，不能说明是二氧的作用下向下运动，不能说明是二氧化氮分子不断运动化氮分子不断运动 综合：以上是一种扩散现象：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象。强调：1）扩散现象是一种宏观宏观现象 2）上述是气体扩散现象，除此之外还有液体扩散、固体扩散现象。在一杯水中滴入红墨水，观察所发生的现象，你发现了什在一杯水中滴入红墨水，观察所发生的现象，你发现了什么？这个发现能说明什么么？这个发现能说明什么 思考思考4：将红墨水分别滴入冷水和热水中，哪杯
11、水先全部变：将红墨水分别滴入冷水和热水中，哪杯水先全部变红？此现象能说明什么？红？此现象能说明什么？；在液体中也可以发生扩散现象在液体中也可以发生扩散现象热水先变红，温度可以影响扩散的速度，温度越热水先变红，温度可以影响扩散的速度，温度越高扩散越快高扩散越快！现象4：1)长期放煤的墙角，墙壁里面变黑；2)将铅块和金块叠放在一起，很长时间后相互渗入；上述现象能说明什么?扩散现象可以在固体中发生通过上述气体、液体和固体的宏观扩散现象说明：1)分子是做永不停息地做无规则运动分子是做永不停息地做无规则运动；2)温度越高，分子运动越剧烈温度越高，分子运动越剧烈分子间存在作用力吗？1)把两块表面干净的铅块
12、压紧，下面吊一个钩码时不能把它们拉开；此现象说明：分子之间存在 ；2)利用针筒抽取半筒水，用食指按住针筒嘴，然后用力推入活塞，水不容易被压缩；此现象说明：分子之间存在 ；引力斥力 综合：1、物质是由大量分子组成的、物质是由大量分子组成的 2、分子都在做永不停息地无规则运动、分子都在做永不停息地无规则运动 3、组成物质的分子相互之间存在作用力（引力和斥力）、组成物质的分子相互之间存在作用力（引力和斥力）1)气体：分子离得比较远，能自由地向各个方向运动。所以，气气体：分子离得比较远，能自由地向各个方向运动。所以，气体没有固定的形状和确定的体积。体没有固定的形状和确定的体积。(2)液体：分子靠在一起
13、。在一定限度内，分子能运动或滑动，液体：分子靠在一起。在一定限度内，分子能运动或滑动，所以液体有一定的体积而没有一定的形状。所以液体有一定的体积而没有一定的形状。(3)固体：分子靠得很近有规律地紧挨在一起。所以，固体有一定的体积和形状。3、下列现象说明分子间有斥力作用的是、下列现象说明分子间有斥力作用的是 （）A、煤堆在墙角时间长了，墙内部变黑了、煤堆在墙角时间长了，墙内部变黑了 B、打开醋瓶后，很快嗅到醋味、打开醋瓶后，很快嗅到醋味 C、有手压面包，面包体积变小了、有手压面包，面包体积变小了 D、封闭在容器中的液体很难被压缩、封闭在容器中的液体很难被压缩4、将两块光滑的干玻璃放在一起，很容易
14、把它们分开，、将两块光滑的干玻璃放在一起，很容易把它们分开，但是如果在玻璃上洒些水后再将它们放在一起，就很难把但是如果在玻璃上洒些水后再将它们放在一起，就很难把它们分开。这一现象说明它们分开。这一现象说明 （）A、固体分子间没有作用力，而液体分子间有作用力、固体分子间没有作用力，而液体分子间有作用力 B、同种分子没有作用力，而异种分子间有作用力、同种分子没有作用力，而异种分子间有作用力 C、任何分子间均有作用力，距离越小，作用力越大、任何分子间均有作用力，距离越小，作用力越大 D、水具有黏性，分子间是否具有作用力与此无关、水具有黏性，分子间是否具有作用力与此无关DC3、吸烟有害健康，国际卫生组织规定了、吸烟有害健康，国际卫生组织规定了“世界戒烟日世界戒烟日”，无烟场所的标志也处处可见。因为在公共场所一个人抽烟，无烟场所的标志也处处可见。因为在公共场所一个人抽烟，其他人也会其他人也会“被动抽烟被动抽烟”，试用本节所学知识解释导致这，试用本节所学知识解释导致这种结果的原因。种结果的原因。答：气体分子是在永不停息地做无规则运动，答：气体分子是在永不停息地做无规则运动，它能到达它所能到达的空间。它能到达它所能到达的空间。
