Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Gimnazjum w Sierakowicach ID grupy: 96/2_MP_G2 Kompetencja: Matematyczno-przyrodnicza Temat projektowy: Budowa cząsteczkowa materii Semestr/rok szkolny: 2009/2010

Problem badawczy Co to jest materia? Właściwości materii. Budowa atomu. Budowa geologiczna ziemi. Doświadczenia. Wnioski do doświadczeń. Co to jest dyfuzja? Ciekawostki.

CO TO JEST MATERIA? Materia- wszystko co nas otacza, co możemy stwierdzić za pomocą narządów, zmysłów, lub innych przyrządów. Materia ma strukturę ziarnistą, oznacza to ze wszystkie ciała zbudowane są z cząsteczek a cząsteczki zbudowane są z atomów.

Właściwości materii otaczająca nas materia składa się z atomów lub cząsteczek (drobin) różnie ułożonych w różnych odległościach od siebie, cząsteczki tej samej substancji są identyczne; cząsteczki różnych substancji różnią się od siebie między innymi wielkością, cząsteczki są w ciągłym ruchu, czego skutkami są takie zjawiska, jak: ruchy Browna, dyfuzja, rozpuszczanie, czyli powstawanie roztworów, ruch cząsteczek jest chaotyczny, poruszające się cząsteczki zderzają się ze sobą, podobnie jak sprężyste piłki, prędkość cząsteczek zależy od temperatury ciała; im wyższa temperatura tym szybciej poruszają się cząsteczki.

Stany skupienia materii : stały - ciało ma stały kształt (nie zmienia go bez działania zewnętrznej siły deformującej), podobnie zachowuje się jej objętość. Cząsteczki budujące ciało stałe są mocno zbite i wykonują tylko znikome ruchy. Przykład: kamień, lód, węgiel, plastik, drewno. ciekły - ciało przybiera kształt naczynia, w którym się znajduje, nie zmienia się jednak jego objętość. Ciecz nie jest już w swej strukturze tak zbita jak ciało stałe, jej cząsteczki mają pewną swobodę ruchu. Przykład: woda.

lotny (gazowy) - ciało zmienia dowolnie kształt i objętość, gdyż momentalnie rozprzestrzenia się na całą przestrzeń, w której się znajduje. Przykład: powietrze i inne gazy. plazma (gaz zjonizowany)

rys. Schemat cząsteczki w różnych stanach skupienia.

Charakterystyka stanów skupienia Ciała stałe Ciecze Gazy Oddziaływa-nia między cząsteczka-mi są duże, cząsteczki w zasadzie nie mogą się przemieszczać, jedynie cały czas drgają nie są tak duże jak w ciele stałym, cząsteczki mogą się przemieszczać są bardzo słabe, cząsteczki zderzają się, ich ruch jest bezładny i chaotyczny Zmiana objętości trudno zmienić, gdyż odległości między cząsteczkami są bardzo małe trudno zmienić, gdyż odległości między cząsteczkami są małe, większe niż w ciałach stałych łatwo zmienić, gdyż odległości między cząsteczkami są bardzo duże w porównaniu z wielkością cząsteczek Zmiana kształtu trudno je zmienić, gdyż oddziaływania między cząsteczkami są bardzo silne łatwo jest zmieniać, gdyż cząsteczki mogą z łatwością zmieniać względne położenie łatwo jest zmienić, gdyż oddziaływania między cząsteczkami są bardzo słabe

Budowa atomu Atom jest zdefiniowany jako najmniejsza, niepodzielna cząstka danej substancji zachowująca wszystkie właściwości charakterystyczne dla tej substancji. Wszystkie atomy złożone są z dużego jądra i okrążającej je chmury elektronowej. Jądro ma ładunek dodatni i , pomimo małych rozmiarów, skupia w sobie większość masy całego układu. Elektrony są dużo mniejsze od protonów i posiadają ładunek elektryczny ujemny.

Budowa geologiczna ziemi Budowa geologiczna Ziemi jest wynikiem procesów zachodzących w skorupie ziemskiej. Na budowę geologiczną składa się rodzaj skał, ich wiek, wzajemne położenie w skorupie ziemskiej. Powierzchnię w 70,8% zajmuje woda zawarta w morzach i oceanach; pozostałe 29,2% stanowią kontynenty i wyspy.

DOŚWIADCZENIA DOŚWIADCZENIE 1: MIESZAJĄCE SIĘ CIAŁA STAŁE Do słoika wsypujemy ok. 200g kaszy (np. gryczanej), a do drugiego ok. 200g grochu. Następnie zmieszajmy w jednym słoiku kaszę z grochem i energicznie potrząsamy. Jaką objętość ma powstała mieszanina? Obliczanie objętości grochu: V= πr2*h π= 3,14cm r= 8cm/2=4cm, h= 4,5cm V= 3,14*42*4,5 = 226,08cm3 Rys. Słoik z grochem

Obliczanie objętości kaszy: V= πr2*h r=4cm h=11cm V= 3,14*42*11 V= 552,64cm3 Rys. Słoik z kaszą Obliczanie objętości po zmieszaniu: V=πr2*h r= 4cm, h= 13cm V= 3,14*42*13 V=653,12cm3 Zdj. Słoik z kaszą i grochem

Doświadczenie 2: Czynniki wpływające na rozprzestrzenianie się substancji w cieczach. Czy w ciepłej wodzie saszetka herbaty rozpuści się szybciej niż w zimnej wodzie? Obserwacje:

Doświadczenie 3: oddziaływanie międzycząsteczkowe w ciele stałym Przecinamy ziemniak na dwie części. Sypiemy kilka kryształków nadmanganianu potasu VII na jedną z nich i nakładamy połówki na siebie. Zdj. Wygląd ziemniaka na początku Zdj. Wygląd ziemniaka po 10 minutach

Doświadczenie 4: obserwowanie zachowania się ciała stałego w cieczy Napełniamy szklankę wodą, wsypujemy kilka kryształków nadmanganianu potasu VII.

Doświadczenie 5: obserwowanie mieszania się wody i atramentu Napełniamy szklankę wodą, dodajemy kilka kropel atramentu.

Doświadczenie 6: rozprzestrzenianie się zapachu perfum i Zapachu kadzidełka W jednym końcu sali rozpylamy dezodorant. Kilku uczniów ustawia się w różnych od siebie odległościach. Każdy uczestnik musi zasygnalizować moment, w którym poczuł zapach. Wykres przedstawiający rozprzestrzenianie się zapachu dezodorantu

Wykres przedstawiający rozprzestrzenianie się zapachu kadzidełka

Wnioski do doświadczeń Doświadczenie 1. Cząsteczki kaszy wypełniły puste miejsca między cząsteczkami grochu, po czym objętość się zmniejszyła. Doświadczenie 2. W kubku z gorącą wodą saszetka herbaty rozpuściła się szybciej. Nie musimy mieszać naszej cieczy, aby saszetka herbaty się rozpuściła. Temperatura jest jednym z czynników, które wpływają na szybkość rozpuszczalności substancji w cieczach. Doświadczenie 3. Na ziemniakach pojawiały się coraz to większe plamy w miarę upływu czasu. Kryształki rozprzestrzeniły się pomiędzy cząsteczkami ziemniaka.

Doświadczenie 4 i 5. Początkowo tylko część kryształków nadmanganianu potasu (atramentu) i wody wymieszało się. Jednak z upływem czasu rozprzestrzenianie się cząsteczek wody między cząsteczkami kryształków (atramentu) jest coraz większe, aż wreszcie obejmują całą objętość cieczy. Doświadczenie 6. Cząsteczki dezodorantu rozprzestrzeniają się między cząsteczkami powietrza i przemieszczają się po całym pomieszczeniu we wszystkich kierunkach. Zapach nie jest wyczuwalny w tym samym czasie dla wszystkich, zależy to od odległości w jakiej znajdujemy się od źródła zapachu.

CO TO JEST DYFUZJA? Dyfuzja - proces samorzutnego mieszania się różnych substancji. Dyfuzja może zachodzić w gazach, cieczach oraz w ciałach stałych (bardzo wolno). Występowanie dyfuzji świadczy o cząsteczkowej budowie materii i nieustannym ruchu cząsteczek. Dyfuzja zachodzi najszybciej w stanie gazowym Przykłady dyfuzji: Powyższe doświadczenia Spaliny samochodów z powietrzem Woda z solą

ciekawostki cząsteczki są bardzo małe - mierzy się ich średnicę w nanometrach (nm). I tak np. średnica cząsteczki wody wynosi ok. 0,3nm. 1nm to 0,000000001 metra! w 1 cm3 naczynia z tlenem znajduje się około 27 000 000 000 000 000 000 cząsteczek. Ich średnia szybkość w tych warunkach wynosi ok. 425 m/s.

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ!