PhysBook
PhysBook
Представиться системе

A. Размеры молекул

Материал из PhysBook

Установка любых конструкций на высоте от "Гусалл Строй"

gusall.ru

Размеры молекул

Размер молекулы является величиной условной. Его оценивают так. Между молекулами наряду с силами притяжения действуют и силы отталкивания, поэтому молекулы могут сближаться лишь до некоторого расстояния d (рис. 1).

Рис. 1

Расстояние предельного сближения центров двух молекул называют эффективным диаметром молекулы d (при этом считают, что молекулы имеют сферическую форму).

В настоящее время существует много методов определения размеров молекул. Самый простой, хотя и не самый точный, состоит в следующем. В твердых и жидких телах молекулы расположены очень близко одна к другой, почти вплотную. Поэтому можно считать, что объем V, занимаемый телом некоторой массы m, приблизительно равен сумме объемов всех его молекул.

Тогда объем одной молекулы будет \(V_{0} =\frac{V}{N},\) где V — объем тела, \(N=\frac{m}{M} \cdot N_{A}\) — число молекул в теле. Следовательно,

\(V_{0} =\frac{V\cdot M}{m\cdot N_{A}}.\)

Так как \(\frac{m}{V} =\rho,\) где ρ — плотность вещества, то

\(V_{0} =\frac{M}{\rho \cdot N_{A}}.\) (6.5)

Считая, что молекула — маленький шарик, диаметр которого d = 2r, где r — радиус, имеем

\(V_{0} = \frac{4}{3} \pi \cdot r^{3} = \frac{\pi \cdot d^{3}}{6}.\)

Подставив сюда значение V0 (6.5), получим

\(\frac{\pi \cdot d^{3}}{6} = \frac{M}{\rho \cdot N_{A}}.\)

Отсюда

\(d = \sqrt[{3}]{\frac{6M}{\pi \cdot \rho \cdot N_{A}}}.\)

Так, для воды

\(d = \sqrt[{3}]{\frac{6\cdot 18\cdot 10^{-3}}{3,14 \cdot 10^{3} \cdot 6,02 \cdot 10^{23}}} = 3,8 \cdot 10^{-10}\) м.


Размеры молекул различных веществ неодинаковы, но все они порядка 10-10 м, т.е. очень малы.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 125-126.