Prezentacja przygotowana przez uczestników projektu „Rozwój przez kompetencje” ID grupy: 96/34_MP_G2

Budowa cząsteczkowa materii

Prezentacja zawiera definicje atomu, cząsteczki, rozwój poglądów na budowę atomu, dyfuzji, rodzajów minerałów i skał spotykanych w Polsce popartych przykładami, wgląd w mikroświat z użyciem mikroskopu, omówienie cząsteczkowej budowy ciał stałych, cieczy i gazów oraz pojęć charakteryzujących substancje : gęstość, masa, objętość.

Oto modele cząsteczek dwutlenku węgla i wody wykonane z masy solnej

Atom - najmniejszy składnik materii, któremu można przypisać właściwości chemiczne. Atom magnezu zbudowany jest z jądra składającego się z 12 protonów i 12 neutronów oraz 12 elektronów krążących po 3 orbitach.

Rozwój teorii na budowę atomu Anglik- fizyk i chemik John Dalton (1766-1844) opierając się na starożytnej teorii atomistycznej uważał, że atom jest niepodzielną, najmniejszą cząstką materii, a także pierwiastka chemicznego. Sądził, że atomy takich samych albo różnych pierwiastków mogą połączyć się ze sobą tworząc cząsteczki (zespoły atomów). Angielski fizyk John Josef Thomson(1856-1940) jest odkrywcą elektronu – mniejszej od atomu cząstki o elementarnym ładunku ujemnym o masie 9,11 ·10‾³¹ kg. Angielski fizyk Ernest Rutheford (1871-1937) stworzył planetarny model budowy atomu. W 1911 r. ogłosił swoją teorię o tym, że atom złożony jest z dodatnio naładowanego jądra ( skupiającego większość masy) składającego się z protonów o masach 1836 razy większych od mas elektronów i neutronów oraz krążących po orbitach ujemnych elektronów. Wszystkie atomy danego pierwiastka posiadają w jądrach identyczną liczbę protonów określoną pojęciem liczby atomowej Z. Duński fizyk Niels Bohr (1885-1962) stworzył kwantowy model budowy atomu. Według tego modelu elektrony poruszają się po orbitach o określonej energii. Elektrony znajdujące się wokół jądra posiadają ładunek ujemny, podczas gdy neutrony nie posiadają ładunku elektrycznego, a protony- elementarny ładunek dodatni.

Cząsteczka, inaczej molekuła – złożona z więcej niż jednego atomu, które są ze sobą trwale połączone wiązaniami chemicznymi.

Oto nasza piramidka W ostrosłupie prawidłowym czworokątnym uwięzione zostały cząsteczki będące głównymi składnikami powietrza: azotu- ok. 78% tlenu-ok.21% argon- ok.0,93% dwutlenek węgla – ok.0,06% i inne.

Gęstość substancji Miarą gęstości substancji jest stosunek masy ciała zbudowanego z tej substancji do objętości, jaką zajmuje: d = m / V Podstawową jednostką gęstości w układzie SI jest 1kg/m3 Magda umieszcza w menzurce przedmiot z miedzi w kształcie walca, aby zmierzyć jego objętość.

Wyznaczanie objętości brył – prostopadłościanu, walca i kuli walec i kula Vp= abc Vw = π r² h Vk =4/3 πr³ r= ½d π = 3,14

Materia Materia jest substancją, która tworzy wszechświat.

Dyfuzja Polega ona na samorzutnym mieszaniu się cząsteczek i atomów różnych substancji. Zachodzi pod wpływem ruchów cieplnych. Świadczy o cząsteczkowej budowie materii i nieustannym ruchu cząsteczek. Najszybciej zachodzi w gazach. Już niewielka ilość silnie pachnącej (albo obrzydliwie cuchnącej) substancji daje się wyczuć nosem po niedługim czasie od zetknięcia z powietrzem. Cząsteczki owego zapachowego środka odrywają się od macierzystej powierzchni i mieszają się z powietrzem. Dalej są one roznoszone we wszystkie strony, bo są chaotycznie przesuwane przez cząsteczki powietrza. Oczywiste jest, że jeśli cząsteczki tych gazów, podobnie cieczy chaotycznie poruszają się, zderzają, przekazują energię kinetyczną, to wkrótce nastąpi ich wymieszanie i powstanie sytuacja np. jak na rysunku na kolejnym slajdzie. Co ciekawe, dyfuzja zachodzi nie tylko dla gazów i cieczy (co jest dość zrozumiałe, jako że cząsteczki w tych stanach skupienia wykonują intensywne ruchy chaotyczne), ale nawet i w ciałach stałych. Jednak w tym ostatnim przypadku jej tempo jest bardzo powolne. 

Przykład dyfuzji ciała stałego w cieczach a) woda z herbatą Wniosek : Cząsteczki herbaty zmieszały się z cząsteczkami wody, które są w nieustannym ruchu.

Przykład dyfuzji w gazach b) powietrze i spaliny Wniosek: Trujące gazy z kominów fabrycznych spaliny samochodowe rozprzestrzeniają sie w powietrzu na zasadzie dyfuzji zanieczyszczając środowisko

Przykład dyfuzji cieczy c) denaturat z wodą Wniosek: Cząsteczki w cieczach mieszają się wolniej niż w gazach, gdyż odległości między nimi są mniejsze. Cząsteczki wody wnikają w cząsteczki denaturatu co powoduje zmianę objętości. Objętość maleje względem V jego składników.

Dyfuzja ciała stałego z cieczą d) nadmanganian potasu z wodą Wniosek : Cząsteczki nadmanganianu potasu zajmują mieszają się z cząsteczkami wody, co sprawia zabarwienie jej na fioletowy kolor.

Porównanie objętości cukru rozpuszczonego w wodzie z sumą objętości wyjściowych składników Objętość wody – 40cm³ Objętość cukru -15cm³ Objętość wody z cukrem – 50cm³ Wniosek: Podczas rozpuszczania cukru w wodzie cząsteczki cukru zajmują wolne przestrzenie między cząsteczkami wody i w efekcie objętość się zmniejsza.

Doświadczenie modelowe- mieszanie fasoli z bułką tartą

Budowa mikroskopu } } Tubus Statyw 1.okular 2.rewolwer 3.obiektyw 4. śruba makrometryczna 5.śruba mikrometryczna 6.stolik przedmiotowy 7.port świetlny 8.przysłona aperturowa Tubus } Statyw

Praca z mikroskopem

Nasze obserwacje Cebula Drzewo sosny Truskawka Fasola

Nasze obserwacje podczas pracy z mikroskopem a) tkanki świeżego ziemniaka b) tkanki świeżej cebuli

Przykład II: a) tkanki pinii- preparatu trwałego b) tkanki cebuli- preparatu trwałego

Cząsteczki tłuszczu w rozwodnionym mleku

Budowa i właściwości materii Ciała stałe Ciała stałe mają swój kształt i objętość. Zmiana kształtu ciała stałego, czyli odkształcenie (trwałe lub nietrwałe), jest możliwa przy działaniu na nie odpowiednią siłą. W ciałach stałych cząsteczki je budujące mają stałe, ściśle określone miejsca. Mogą podlegać tylko niewielkim ruchom drgającym. Ciała stałe dzieli się na kryształy, polikryształy oraz ciała bezpostaciowe.

Kryształy soli NaCl W okresie kilku tygodni na nitce zgrupowały się miliony cząsteczek chlorku sodu wytrącając się z solanki.

Skały i minerały Skorupę ziemską budują pierwiastki i związki chemiczne, zwane minerałami. Skupiska tych minerałów, powstałe w wyniku naturalnych procesów geologicznych, tworzą skały.

Klasyfikacja skał: Ze względu na stan skupienia minerałów wyróżnia się: skały lite, np.: granit, bazalt, gnejs, piaskowiec, zlepieniec. skały zwięzłe, np. glina. skały luźne, np. piasek i żwir. Ze względu na skład chemiczny dzieli się je na: skały kwaśne, zawierające dużo krzemionki, np. granit. skały zasadowe, zawierające mniej krzemionki, a więcej pierwiastków metalicznych, np. bazalt. skały obojętne, np. sjenit. Ze względu na sposób powstawania ( genezę) wyróżnia się: skały magmowe powstałe z magmy lub lawy w wyniku jej zastygnięcia krystalizacji) – głębinowe, wylewne (wulkaniczne), żyłowe. skały osadowe powstałe w wyniku nagromadzenia się( sedymentacji) okruchów innych skał , szczątków obumarłych roślin lub zwierząt bądź osadów wytrąconych z roztworów wodnych – okruchowe, organiczne i chemiczne. skały metamorficzne( przeobrażone) powstałe w głębi skorupy ziemskiej ze skał magmowych lub osadowych pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury, a czasem także w wyniku działania czynników chemicznych- marmury, kwarcyty, gnejsy, łupki krystaliczne.

Wyznaczanie miejsca pobytu zgodnie z mapą i obserwacja budowy geologicznej Ziemi

Rysunki uczestników grupy projektowej budowy geologicznej odkrywki fragmentu Ziemi Tak widziała warstwy ziemi Magda: A oto praca Ani:

Będziemy rozpoznawać skały znalezione na terenie żwirowni Wybieramy się na poszukiwanie skał Identyfikacja skarbów znalezionych przez Anię

Nasze zbiory skała osadowa granit

Następne wynalezione skały gabro bazalt

I kolejne skarby bazalt granit

Ciecze - trudno zmienić ich objętość, - łatwo zmienić kształt, - przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, ale w przeciwieństwie do gazów nie rozszerzają się, aby wypełnić je całe. Cząsteczki cieczy w porównaniu z ciałami stałymi przyciągają się słabiej. Znajdują się więc w nieco większych odległościach od siebie, dlatego ciecze nie mają określonego kształtu (kształt nadaje cieczy naczynie, w którym się ona znajduje).

Gazy -łatwo zmienić kształt, - zajmują całą dostępną im przestrzeń, - cały czas się przemieszczają i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu, W gazach między cząsteczkami występują słabe oddziaływania. Znajdują się one w dużych odległościach od siebie. Na skutek tego można w prosty sposób zmienić ich kształt i objętość.

Prezentację przygotowali: Ania Grzegorczyk Beata Metkowska Magdalena Kozikowska Kacper Klimpel Jakub Klimpel Magdalena Skuzjus Magda Dikau Julia Rutkowska Dominika Karbowska Joanna Szychowska Martyna Krzemieniewska Szymon Jakubicz pod kierunkiem opiekuna grupy Pani Elżbiety Prass.