Prezentacja 96/41_mp_g1 Projekt „ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013 CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA

BUDOWA CZĄSTECZKOWA MATERII Nazwa szkoły: Zespół Szkół w Rychlikach-Gimnazjum Id szkoły: 96/41 Kompetencja: Matematyczno-przyrodnicza Temat projektowy: Budowa cząsteczkowa materii Semestr/rok szkolny I/2009/2010

John Dalton (1766-1844) – główny twórca teorii atomistycznej budowy materii Materia złożona jest z niewidzialnych atomów Wszystkie atomy jednego pierwiastka mają identyczną masę i pozostałe właściwości Każdy pierwiastek zbudowany jest z niepowtarzalnych atomów, różniących się od innych masą Atomy są niezniszczalne i nie podlegają przemianom podczas reakcji chemicznych, zmienia się tylko ich wzajemne ułożenie i powiązanie Cząsteczka związku chemicznego składa się ze skończonej i niewielkiej liczby atomów różnych pierwiastków

TWÓRCY CZĄSTECZKOWEJ BUDOWY MATERII DEMOKRYT {filozof grecki} -> obserwował kształty i stwierdził, że materia musi być zbudowana z niepodzielnych cząstek ROBERT BOYLE {angielski fizyk, chemik i filozof } -> wprowadził podział substancji na pierwiastki i związki chemiczne JOSEPH L. PROUST {francuski chemik} -> sformułował prawo stałości składu związku chemicznego [stosunek mas w związku chemicznym jest wielkością stałą] A. LAVOISIER {franc. chemik}, MICHAŁ ŁOMONOSOW {ros. przyrodnik} -> prawo zachowania masy [masa substratów wziętych do reakcji, jest równa masie produktów otrzymanych w tej reakcji ] JOSEPH J. THOMSON -> odkrycie elektronu (promieniowanie katodowe) ERNEST RUTHERFORD -> odkrycie jądra atomowego [masa całego atomu jest skupiona w bardzo małym, dodatnio naładowanym jądrze], planetarny model budowy atomu JAMES CHADWICK -> odkrycie neutronów HENRY MOSLEY -> wyznaczenie liczby atomowej Z ROBERT BROWN, ALBERT EINSTEIN I MARIAN SMOLUCHOWSKI Autorzy teorii ruchów Browna

DALSZE BADANIA BUDOWY MATERII PROWADZILI. Becquerel Antoine Henri odkrył w 1896r. zjawisko promieniotwórczości Bohr Niels Henrik opracował w roku 1913 teorię budowy atomu wodoru Skłodowska-Curie Maria badała promieniotwórczość i doprowadziła do odkrycia polonu i radu Soddy Frederick odkrył, że energia promieniotwórcza stanowi energię wewnętrzną atomu oraz wielu innych

Modele atomów

Model cząsteczki wody

GAZY Stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Cząsteczki w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nie zatrzymują się w jednym miejscu. Przemieszczają się z różną prędkością, zależną od ich masy i temperatury. Podczas obniżania temperatury gazu maleje średnia szybkość cząsteczek, a zwiększanie ciśnienia powoduje zmniejszenie średniej odległości. GAZY Stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń.

Ciecze ulegają procesom: CIECZE Stan skupienia materii, w którym ciało trudno zmienia objętość ,a łatwo zmienia kształt . Przyjmuje ona kształt naczynia, w którym się znajduje, ale nie wypełnia go całego. Cząsteczki cieczy ułożone są chaotycznie, słabo na siebie oddziałują i mogą przemieszczać się swobodnie, ale tylko w objętości zajmowanej przez ciecz. Naturalna skłonność powierzchni do kurczenia się, spowodowana siłami wciągającymi cząsteczki powierzchniowe do wnętrza wytwarza napięcie powierzchniowe panujące na granicy ośrodka gazowego i cieczy. Ciecze ulegają procesom: Krzepnięcia - proces przechodzenia ciała ze stanu ciekłego w stan stały, w ściśle określonej temperaturze dla danej substancji (topnienie- proces odwrotny). Parowania(ewaporacja) - proces zmiany stanu skupienia, przechodzenia z fazy ciekłej danej substancji w fazę gazową (parę) zachodzący z reguły na powierzchni cieczy. Może odbywać się w całym zakresie ciśnień i temperatur, w których mogą współistnieć z sobą obie fazy. Wrzenia- gwałtowne parowanie całą objętością, zachodzi w ściśle określonej temperaturze dla danej substancji.

Obserwujemy samoistne rozprzestrzenianie się barwnika w wodzie -zjawisko dyfuzji potwierdzające ciągły ruch cząsteczek w cieczach.

CIAŁA STAŁE Ciała stałe wyróżniają się uporządkowanym układem atomów (cząsteczek), które tworzą trwałą strukturę, zwaną siecią krystaliczną. Kawałek ciała stałego można zginać lub rozciągać, jednak nie może ono zbytnio zmienić swej postaci. Ciała stałe mają swój określony kształt. W ciałach stałych cząsteczki (atomy lub jony) dzięki siłom wzajemnego przyciągania i niewielkiej energii kinetycznej mogą wykonywać tylko drgania wokół stałych położeń i dzięki temu tworzą stosunkowo sztywny układ (trudno zmieniają kształt i objętość).

Właściwości ciał stałych: Kruchość: po przekroczeniu pewnej granicy działając siłą na ciało zniszczymy jego kształt Sprężystość: Pod wpływem wywieranej siły zmienia kształt, ale po przestaniu wywierania siły wraca do pierwotnego kształtu Plastyczność: używając siły można odkształcić ciało trwale .

Kruchość ciał wykorzystujemy: Rysując kredą po tablicy Rzeźbiąc w marmurze

Plastyczność ciał wykorzystujemy: Tworząc takie dzieła, za pomocą plastycznej obróbki stali w podwyższonej temperaturze W produkcji spinaczy biurowych

Sprężystość ciał ma zastosowanie: W produkcji materaców ze sprężynami. W produkcji opon samochodowych.

Ciała amorficzne (bezpostaciowe) Ciała, które tak jakby "nie mogąc się zdecydować" czy wejść w stan stały czy ciekły pozostały "pośrodku" jako bezpostaciowe. Opale: Nazywamy je również " stałymi, wychłodzonymi cieczami", które są na tyle lepkie, że nie płyną. W swojej budowie charakteryzują się brakiem uporządkowania atomów i cząsteczek, Tak jakby "ktoś zaczął w nich robić porządek, aby się nadawały na ciała stale, ale nie skończył zamierzonej pracy".

Ciała amorficzne (bezpostaciowe) Szkło: Bursztyny:

Procesy powodujące zmiany stanu skupienia ciał fizycznych Strzałki przedstawiają przemiany fazowe: S-sublimacja–– przejście od fazy krystalicznej do gazowej. R –resublimacja– przejście od fazy gazowej do krystalicznej. T –topnienie– przejście z fazy krystalicznej (lub amorficznej) do fazy ciekłej. K –krzepnięcie– przejście od fazy ciekłej do fazy krystalicznej lub amorficznej. P –parowanie, wrzenie– przejście od fazy ciekłej do gazowej.

Nasze doświadczenie

Woda wspina się powyżej powierzchni swobodnej wody w naczyniu. Co stanie się z gąbką i liściem pora zanurzonymi delikatnie w zabarwionej wodzie? Woda wspina się powyżej powierzchni swobodnej wody w naczyniu. W liściu pora istnieją rurki włoskowate i woda wspina się ponad poziom wody w naczyniu.

Jak wytłumaczyć to zjawisko? Bardzo wąskie rurki, których średnica jest rzędu jednego milimetra lub mniejsza, nazywamy włoskowatymi lub kapilarnymi . Jeśli taką rurkę zanurzymy w cieczy, która ją zwilża (na przykład rurkę szklaną w wodzie), to tworzy się menisk wklęsły. Powstaje wtedy ciśnienie powierzchniowe, które powoduje podnoszenie się cieczy powyżej powierzchni swobodnej cieczy w danym naczyniu . Im mniejsza jest średnica rurki tym wysokość na jaką podnosi się woda jest większa.

Kreda ma właściwości higroskopijne Co stanie się z kredą zanurzoną częściowo w wodzie zabarwionej nadmanganianem potasu? Kreda ma właściwości higroskopijne

Substancje mogą się ze sobą mieszać ,tworząc mieszaniny : Jednorodne: których składników nie można zobaczyć gołym okiem lub za pomocą przyrządów optycznych. Np.: powietrze, stopy metali, roztwory.

Substancje mogą się ze sobą mieszać ,tworząc mieszaniny : Niejednorodne: których składniki można zobaczyć gołym okiem lub za pomocą przyrządów optycznych. Np.: woda z olejem, opiłki żelaza z solą.

Mieszanina niejednorodna: Piasek i cukier. Można je rozdzielić rozpuszczając cukier w wodzie i zlewając, piasek zostanie na dnie.

Mieszaniny niejednorodne: Emulsja - powstaje w wyniku zmieszania dwóch nierozpuszczalnych wzajemnie cieczy, z których jedna jest rozproszona w drugiej Piana - składa się z pęcherzyków gazu rozproszonych w cieczy lub ciele stałym Dym - zawiera drobiny ciał stałych rozproszone w fazie gazowej (powietrze) Mgła - zawiesina bardzo małych kropel wody lub lodu w powietrzu

Metody pozwalające rozdzielić mieszaniny na składniki polegają na wykorzystaniu różnic we właściwościach fizycznych tych składników, np.: gęstości, temperatury topnienia, rozpuszczalności w wodzie itp. Sedymentacja jest to opadanie na dno naczynia cząsteczek ciała stałego w cieczy pod wpływem siły ciężkości (np. w wypadku wody z kredą). Dekantacja polega na oddzieleniu ciała stałego od cieczy poprzez zlanie cieczy klarownej znad osadu. Wirowanie pozwala nam rozdzielić ciała stałe od cieczy. Wirowanie odbywa sie w wirówkach. W wyniku oddziaływania siły odśrodkowej zawiesina kredy zostaje przemieszczona w kierunku dna naczynia, gdzie gromadzi się. Po odwirowaniu, ciecz zlewamy a osad usuwamy z naczynia.

Metody pozwalające rozdzielić mieszaniny na składniki polegają na wykorzystaniu różnic we właściwościach fizycznych tych składników, np.: gęstości, temperatury topnienia, rozpuszczalności w wodzie itp. Za pomocą magnesu: rozdzielenie opiłków żelaza z mąką Ogrzewanie aż do odparowania jednej z substancji. Metody mechaniczne polegają na mechanicznym rozdzieleniu składników mieszanin niejednorodnych, np. przy użyciu sita. Sączenie (filtracja) polega na przelewaniu mieszaniny cieczy z ciałem stałym przez sączek z bibuły umieszczony na lejku. W oczyszczalniach ścieków i przemyśle stosuje się w tym celu filtry.

Metody pozwalające rozdzielić mieszaniny na składniki polegają na wykorzystaniu różnic we właściwościach fizycznych tych składników, np.: gęstości, temperatury topnienia, rozpuszczalności w wodzie itp. Użycie rozdzielacza jest możliwe wtedy, gdy dwie ciecze nie mieszają się ze sobą, tworząc mieszaninę ciekłą niejednorodną i wyraźną granicę między nimi.

Rozdzielanie mieszanin jednorodnych Destylacja polega na rozdzieleniu składników mieszaniny ciekłej jednorodnej, wykorzystując różnice w temperaturach wrzenia. Składniki mieszaniny kolejno, w miarę zwrostu temperatury, zostaną odparowane, a ich pary skroplą się w chłodnicy i ściekną do podstawionego naczynia. kolba destylacyjna nasadka destylacyjna chłodnica przedłużacz odbieralnik termometr

Rozdzielanie mieszanin jednorodnych Krystalizacja polega na wydzieleniu się substancji w postaci kryształków z roztwory na wskutek np. odparowania roztworu.

ZIEMIA

Budowa geologiczna Ziemi

Ziemia i jej atmosfera: Skład chemiczny planety 34.6% Fe -żelazo 29.5% O-tlen 15.2% Si -krzem 12.7% Mg-magnez 2.4% Ni -nikiel 1.9% S-siarka 0.05% Ti-tytan inne Skład chemiczny atmosfery 78.09% N -azot 20.95% O -tlen 0.93% Ar -argon 0.03% C-węgiel inne

W prezentacji wykorzystaliśmy nasze doświadczenia i zdjęcia oraz informację i grafikę z zasobów Internetu

Prezentacja 96/41_mp_g1 Projekt „ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki 2007-2013 CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA