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1、1.21.2油膜法估测油酸分子大小油膜法估测油酸分子大小罗伯特罗伯特布朗布朗(Robert Brown(Robert Brown，17731773年年1212月月2121日日-1858-1858年年6 6月月1010日日)，出生，出生于苏格兰的东海岸的芒特罗兹，在爱于苏格兰的东海岸的芒特罗兹，在爱丁堡大学学习医学。丁堡大学学习医学。18271827年在研究花粉和孢子在水中悬浮年在研究花粉和孢子在水中悬浮状态的微观行为时，发现花粉有不规状态的微观行为时，发现花粉有不规则的运动，后来证实其他微细颗粒如则的运动，后来证实其他微细颗粒如灰尘也有同样的现象，虽然他并没有灰尘也有同样的现象，虽然他并没有能
2、从理论解释这种现象，但后来的科能从理论解释这种现象，但后来的科学家用他的名字命名为布朗运动。学家用他的名字命名为布朗运动。怎样才能测定分子的大小？怎样才能测定分子的大小？分子到底有多大？用什么方法才能测出分子分子到底有多大？用什么方法才能测出分子的大小？的大小？先思考一个问题，如何测出一粒绿豆的直径先思考一个问题，如何测出一粒绿豆的直径？用一个用一个量筒量筒、一把、一把刻度尺刻度尺、一定量的绿豆，、一定量的绿豆，若把绿豆看成球形的，测出绿豆的直径。若把绿豆看成球形的，测出绿豆的直径。先用量筒测出一定量绿豆的先用量筒测出一定量绿豆的体积体积V V，再将这些绿豆水平，再将这些绿豆水平摊放在水平桌面
3、上，不要重叠，一粒紧靠一粒。测出绿摊放在水平桌面上，不要重叠，一粒紧靠一粒。测出绿豆所占的豆所占的面积面积S S，则绿豆的直径为：，则绿豆的直径为：固体、液体分子固体、液体分子小球模型小球模型dddd那么又如何测分子的直径？那么又如何测分子的直径？以油酸分子为例：以油酸分子为例：先测出油酸的先测出油酸的体积体积V V，然后将这些油酸全部滴到，然后将这些油酸全部滴到水面上，油酸散开形成水面上，油酸散开形成单分子层单分子层，测出油层，测出油层面面积积S S。若把分子看成球形，油膜的厚度若把分子看成球形，油膜的厚度可以认为等于油分子的直径可以认为等于油分子的直径:在用油膜法测定分子的直径时，实际上做
4、在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了了理想化处理理想化处理：把分子看成球形。把分子看成球形。把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层。把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层。油酸分子一个紧挨一个整齐排列。油酸分子一个紧挨一个整齐排列。怎样测量怎样测量很小的很小的1 1滴油酸滴油酸的体积？的体积？配制配制一定浓度一定浓度的的油酸酒精溶液油酸酒精溶液，用注射器，用注射器把它一滴一滴地滴入小量筒中，记下液滴的总把它一滴一滴地滴入小量筒中，记下液滴的总滴数和它们的体积，这样便可知道滴数和它们的体积，这样便可知道1 1滴溶液的体滴溶液的体积了。积了。将上述计算得到的一滴油酸酒精溶液的体将上述计算得到的一滴油
5、酸酒精溶液的体积再乘以积再乘以溶液的体积比浓度溶液的体积比浓度即可得到一滴油酸即可得到一滴油酸酒精溶液中所含酒精溶液中所含纯油酸纯油酸的体积的体积。如何测量油膜的面积如何测量油膜的面积？将将痱子粉或细石膏粉痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。用注射均匀地撒在水面上。用注射器往水面上滴器往水面上滴1 1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块薄膜，薄膜上没有痱子粉，可上散开，形成一块薄膜，薄膜上没有痱子粉，可以清楚地看出它的轮廓。以清楚地看出它的轮廓。把把玻璃板玻璃板盖在水槽上。用彩盖在水槽上。用彩笔把油酸薄膜的形状勾勒在笔把油酸薄膜的形状勾勒在玻璃板上。将玻璃
6、板放在玻璃板上。将玻璃板放在坐坐标纸标纸上，每格面积为上，每格面积为1cm1cm2 2；算出油酸薄膜的面积算出油酸薄膜的面积S S（用（用四舍五入的方法统计有多少四舍五入的方法统计有多少个个1cm1cm2 2的小格）。的小格）。如何测量油膜的面积如何测量油膜的面积？一些数据太大或很小一些数据太大或很小,为了书写方便为了书写方便,习惯上习惯上用科学记数法写成用科学记数法写成1010的乘方数的乘方数,如如 310310-10-10m m。我们把我们把1010的乘方数叫做数量级的乘方数叫做数量级,110,110-10-10m m和和 910910-10-10m m，数量级都是，数量级都是1010-1
7、0-10m m。一般分子直径的数量级为一般分子直径的数量级为1010-10-10m m（除少数有（除少数有机物大分子以外）。机物大分子以外）。分子直径的数量级分子直径的数量级拓展拓展-两种模型两种模型固体、液体固体、液体dddd小球模型：小球模型：在在计算固体和液体分子大小计算固体和液体分子大小时，时，可把分子看成是一小球，小球紧密排列在一可把分子看成是一小球，小球紧密排列在一起（忽略小球间的空隙）则：起（忽略小球间的空隙）则：气体气体ddd立方体模型：立方体模型：在在计算气体分子大小时计算气体分子大小时，把每个，把每个分子和其占有的空间当作一个小立方体，气体分子和其占有的空间当作一个小立方体
8、，气体分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的分子位于每个立方体的中心，这个小立方体的边长等于分子间的平均距离。边长等于分子间的平均距离。（d为立方体的边长）阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数N NA A：1 1摩尔摩尔(mol)(mol)任何物质所任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数。含的微粒数叫做阿伏加德罗常数。例：已知水的摩尔体积是例：已知水的摩尔体积是1.8101.810-5-5 m m3 3/mol/mol，每个水分子的直径是每个水分子的直径是410410-10-10m m，设想水分，设想水分子是一个挨一个排列的，求子是一个挨一个排列的，求1mol1mol水
9、中所含的水中所含的水分子数。水分子数。一个分子的体积：一个分子的体积：1mol1mol水中所含的水分子数：水中所含的水分子数：=6.01023 mol-1N=结论：结论：已知物质的摩尔质量已知物质的摩尔质量MM，物体的密度，物体的密度，阿伏加，阿伏加德罗常数德罗常数N NA A，物质的质量，物质的质量 mm分子的质量分子的质量 mm分子分子=M/N=M/NA A分子的体积分子的体积 v v分子分子=V=V摩尔摩尔/N/NA A=(M/)/N=(M/)/NA A 所含分子的个数所含分子的个数 n=n=摩尔数摩尔数NNA A=(m/M)N=(m/M)NA A气体分子占有的气体分子占有的空间体积空间体积V V0 0=V=V摩尔摩尔/N/NA A（该式对气该式对气体适用）体适用）判断下列说法是否正确1.已知固体和液体的摩尔体积为Vmol和一个分子的体积Vo，可以求解阿伏伽德罗常数NA3.已知物质的摩尔质量为M和一个分子的质量mo，可以求解阿伏伽德罗常数NA2.已知气体的摩尔体积为Vmol和一个分子的体积Vo，可以求解阿伏伽德罗常数NA4.已知某物质的体积V和摩尔体积Vmol，可以求解物质的分子数n5.已知某物质的质量m和摩尔质量M，可以求解物质的分子数n
