第1節(jié)：物質是由分子組成的

1、第1節(jié)：物質是由分子組成的一、教學目標 1在物理知識方面的要求： （1）知道一般分子直徑和質量的數(shù)量級； （2）知道阿伏伽德羅常數(shù)的含義，記住這個常數(shù)的數(shù)值和單位； （3）知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。 2培養(yǎng)學生在物理學中的估算能力，會通過阿伏伽德羅常數(shù)估算固體和液體分子的質量、分子的體積（或直徑）、分子數(shù)等微觀量。 3滲透物理學方法的教育。運用理想化方法，建立物質分子是球形體的模型，是為了簡化計算，突出主要因素的理想化方法。二、重點、難點分析 1重點有兩個，其一是使學生理解和學會用單分子油膜法估算分子大?。ㄖ睆剑┑姆椒?；其二是運用阿伏伽德羅常數(shù)估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數(shù)等）

2、的方法。 2盡管今天科學技術已經(jīng)達到很高的水平，但是在物理課上還不能給學生展現(xiàn)出分子的真實形狀和分子的外觀。這給講授分子的知識帶來一定的困難，也更突出了運用估算方法和建立理想模型方法研究固體、液體分子的體積、直徑、分子數(shù)的重要意義。三、教具 1教學掛圖或幻燈投影片：水面上單分子油膜的示意圖；離子顯微鏡下看到鎢原子分布的圖樣。 2演示實驗：演示單分子油膜：油酸酒精溶液（1： 200），滴管，直徑約20CC圓形水槽，燒壞，畫有方格線的透明塑料板。四、主要教學過程 （）熱學內容簡介 1熱現(xiàn)象：與溫度有關的物理現(xiàn)象。如熱脹冷縮、摩擦生熱、水結冰、濕衣服晾干等都是熱現(xiàn)象。 2熱學的主要內容：熱傳遞、熱膨

3、脹、物態(tài)變化、固體、液體、氣體的性質等。 3熱學的基本理論：由于熱現(xiàn)象的本質是大量分子的無規(guī)則運動，因此研究熱學的基本理論是分子動理論、能的轉化和守恒規(guī)律。 （）新課教學過程 1分子的大小。分子是看不見的，怎樣能知道分子的大小呢？ （1）單分子油膜法是最粗略地說明分子大小的一種方法。 介紹并定性地演示：如果油在水面上盡可能地散開，可認為在水面上形成單分子油膜，可以通過幻燈觀察到，并且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用于測定油膜面積。如圖1所示。 提問：已知一滴油的體積V和水面上油膜面積S，那么這種油分子的直徑是多少？ 在學生回答的基礎上，還要指出： 介紹數(shù)量級這個數(shù)學名詞，一些數(shù)據(jù)太大，或

4、很小，為了書寫方便，習慣上用科學記數(shù)法寫成 10的乘方數(shù)，如 3×10-10m。我們把10的乘方數(shù)叫做數(shù)量級，那么 1×10-10m和 9×10-10m，數(shù)量級都是 10-10m。 如果分子直徑為d，油滴體積是V，油膜面積為S，則d=VS，根據(jù)估算得出分子直徑的數(shù)量級為 10-10m。 （2）利用離子顯微鏡測定分子的直徑。 看物理課本上彩色插圖，鎢針的尖端原子分布的圖樣：插圖的中心部分亮點直接反映鎢原子排列情況。經(jīng)過計算得出鎢原子之間的距離是2×10-10m。如果設想鎢原子是一個挨著一個排列的話，那么鎢原子之間的距離L就等于鎢原子的直徑d，如圖2所示。

5、（3）物理學中還有其他不同方法來測量分子的大小，用不同方法測量出分子的大小并不完全相同，但是數(shù)量級是相同的。測量結果表明，一般分子直徑的數(shù)量級是10-10m。例如水分子直徑是4×10-10m，氫分子直徑是×10-10m。 （4）指出認為分子是小球形是一種近似模型，是簡化地處理問題，實際分子結構很復雜，但通過估算分子大小的數(shù)量級，對分子的大小有了較深入的認識。 2阿伏伽德羅常數(shù) 向學生提問：在化學課上學過的阿伏伽德羅常數(shù)是什么意義？數(shù)值是多少？明確lmol物質中含有的微粒數(shù)（包括原子數(shù)、分子數(shù)、離子數(shù)）都相同。此數(shù)叫阿伏伽德羅常數(shù)，可用符號NA表示此常數(shù)，NA×10

6、-23個/mol。粗略計算可用NA×10-23個/mol。（阿伏伽德羅常數(shù)是一個基本常數(shù)，科學工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數(shù)值。） 再問學生，摩爾質量、摩爾體積的意義。 如果已經(jīng)知道分子的大小，不難粗略算出阿伏伽德羅常數(shù)。例如，lmol水的質量是，體積是×10-5 m3。每個水分子的直徑是4×10-10m，它的體積是/6（4×10-10）m3=3 ×10-29m3。如果設想水分子是一個挨著一個排列的。 提問學生：如何算出lmol水中所含的水分子數(shù)？ 回答 3微觀物理量的估算 若已知阿伏伽德羅常數(shù)，可對液體、固體的分子大小進行估算

7、。事先我們假定近似地認為液體和固體的分子是一個挨一個排列的（氣體不能這樣假設）。 提問學生：lmol水的質量是M=18g，那么每個水分子質量如何求？回答：一個水分子質量m。=M/NA×10-2×10-23=3×1026（kg）。提問學生：若已知鐵的原子量是 56，鐵的密度是×103kgm3，試求質量是1g的鐵塊中鐵原子的數(shù)目（取1位有效數(shù)字）。又問：是否可以計算出鐵原子的直徑是多少來？ 回答：1g鐵的物質量是1/56mol，其中鐵原子的數(shù)目是n， 1g鐵的體積1g鐵原子的體積是 V=V/n=l×10-7/ l×10-22= l

8、5;10-29（m3）， 鐵原子的直徑 歸納總結：以上計算分子的數(shù)量、分子的直徑，都需要借助于阿伏伽德羅常數(shù)。因此可以說，阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。它把摩爾質量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質量、分子體積（直徑）等這些微觀量聯(lián)系起來。 阿伏伽德羅常數(shù)是自然科學的一個重要常數(shù)（曾經(jīng)學過的萬有引力恒量也是一個重要常數(shù)）。物理常數(shù)是物理世界客觀規(guī)律的反映。一百多年來，物理學家想出各種辦法來測量它，不斷地努力，使用一次比一次更精確的測量方法?，F(xiàn)在測定它的精確值是NA×10-23個/mol （三）課堂練習 1體積是10-4cm3的油滴滴于水中，若展開成一單分子油膜，則油膜面積

9、的數(shù)量級是 A102cm2 B104cm2 C106cm2 D108cm2 答案：B 2已知銅的密度是×103kgm3，銅的摩爾質量是×10-3kgmol。體積是3的銅塊中，含有多少原子？并估算銅分子的大小。 答案：×1023，3×10-10米。 （四）課堂小結 1物體是由體積很小的分子組成的。這一結論有堅實的實驗基礎。單分子油膜實驗等實驗是上述結論的有力依據(jù)。分子直徑大約有10-10米的數(shù)量級。 2阿伏伽德羅常數(shù)是物理學中的一個重要常數(shù)，它的意義和常數(shù)數(shù)值應該記住。3學會計算微觀世界的物理量（如分子數(shù)目、分子質量、分子直徑等）的一般方法。由于微觀量是不能直接測量的，人們可以測定宏觀物理量，用阿伏伽德羅常數(shù)作為橋梁，間接計算出微觀量來。如分子質量m，可通過物質摩爾質量M和阿伏伽德羅常數(shù)NA，得到m=M/NA。通過物質摩爾質量M、密度、阿伏伽德羅常數(shù)NA，計算出分子直徑d=(6V/)1/3=(6M/NA)1/3 （五）說明 1由于課堂內時間限制，單分子油膜法測定分子直徑的實驗不可能在課堂上完成全過程。在課堂