DANE INFORMACYJNE (DO UZUPEŁNIENIA) Nazwa szkoły: Zespół Szkół w Lini ID grupy:96_23_mp_g2 Kompetencja: matematyczno-przyrodnicza Temat projektowy: Budowa cząsteczkowa materii Semestr/rok szkolny: 2009/2010

I tak to się zaczęło

BIG BANG - czyli Wielki Wybuch jest modelem ewolucji Wszechświata uznawanym za najbardziej prawdopodobny. Według tego modelu ok. 13,75 (±0,11) mld lat temu dokonał się Wielki Wybuch – z bardzo gęstej i gorącej osobliwości początkowej wyłonił się Wszechświat (przestrzeń, czas, energia i oddziaływania oraz materia.

Rozwój poglądów na temat budowy materii Jesteśmy otoczeni przez materię. Widzimy dookoła przedmioty twarde lub miękkie, elastyczne lub sztywne, mocne lub delikatne, Mają różne kolory, zapachy. To liczne postacie materii. Już od starożytności człowiek szukał prostego wyjaśnienia tej różnorodności, np. wyobrażając sobie, że składniki materii są nieliczne i dopiero ich kombinacje tworzą rozmaite substancje. Od najdawniejszych czasów człowiek zadawał sobie pytanie, czym jest materia, jaką posiada budowę i co stanowi jej istotny skład. Problem ten już w zaraniu cywilizacji stał się przedmiotem spekulacji filozoficznych.

Ludzie od najdawniejszych czasów zastanawiali się czym jest materia i z czego się składa. Filozofowie greccy pierwsi stworzyli podstawy do teoretycznego ujęcia faktów. Oni pierwsi wysunęli koncepcję tzw. pramaterii, czyli pierwiastka, elementu żywiołu, z którego powstał istniejący świat. W starożytnej Grecji powstały pierwsze koncepcje istoty i budowy materii.

Arystoteles Arystoteles żyjący w IV wieku p.n.e uważał, że cała materia składa się z kombinacji czterech żywiołów: ziemia ogień woda powietrze Powyższa teoria została uznana i stała się podstawą alchemii. Przetrwała do XVI wieku.

Demokryt Był pierwszym człowiekiem( filozof żyjący w 420 r. p.n.e.) przekonującym wszystkich do tego, że wszystko zbudowane jest z malutkich niepodzielnych cząstek Słowo greckie oznaczające „ coś niepodzielnego” brzmi, atomos. Właśnie wtedy zaczęto mówić na dane cząstki atomy.

Al. Jabir I Jego Odkrycie W wiekach średnich ludzie rozpoznawali kilka pierwiastków metalicznych: złoto, srebro, miedź, rtęć, żelazo, ołów i niemetalicznych np. siarka (według tamtejszych „chemików” te pierwiastki były zbudowane z czterech żywiołów). Wtedy znano tylko kilka cieczy, z których oczywiście najpopularniejszą była woda (wiedziano, że rozpuszcza wiele ciał stałych). Inną dość znaną cieczą był alkohol. Arabski alchemik Al-Jabir na przełomie XI i XII wieku otrzymał kwas solny (HCl) poprzez ogrzewanie siarczanów w obecności soli. Pojęcie gazu jeszcze nie istniało, więc produkty przemiany kredy w niegaszone wapno nazwano powietrzem

Jan Baptista van Helmont Produkty przemiany kredy w niegaszone wapno pod wpływem temperatury nazywano „powietrzem”. Jan Baptista van Helmont stwierdził dopiero w początkach XVII w. , że dana substancja ma różne właściwości od powietrza i nazwał wszystkie ciała lotne gazami.

John Dalton Opracował teorię atomistyczną składającą się z trzech punktów określających rolę atomów: 1. Atom jest najmniejszą cząstką materii o określonych właściwościach fizycznych i chemicznych. 2. Pierwiastek to materia składająca się z tych samych atomów określających jego właściwości chemiczne i fizyczne 3. Związek chemiczny powstaje w wyniku łączenia się dwóch lub większej liczby atomów z dwóch lub większej liczby pierwiastków, w wyniku czego atomy łącząc się ze sobą tworzą całkowicie nową substancje o innych właściwościach niż by miały poszczególne atomy osobno.

Amadeo Avogadro Opracował epokową pracę o liczbie cząsteczek, dzisiaj znanej jako prawo Avogadra. Wprowadził też pojęcia gramoatomu i gramocząsteczki, wynalazł metodę wyznaczania masy atomowej i masy cząsteczkowej

Z czego zbudowana jest materia? Do menzurki wlewamy wodę, a następnie taką samą ilość denaturatu. Zaznaczamy poziom czerwoną linią. Następnie mieszamy. Doświadczenie

Wniosek: Po wymieszaniu okazało się, że objętość mieszaniny nie jest sumą objętości składników. Dlaczego?

Doświadczenie modelowe Do probówki wrzucamy groch a potem kaszę(jednakową objętość) Na próbówce zaznaczamy poziom składników. Następnie mieszamy składniki potrząsając próbówką.

Po wymieszaniu Wniosek: Mieszanina zajmuje mniejszą objętość, niż dodane składniki. Drobne ziarenka kaszy zapełniają przestrzenie pomiędzy większymi ziarnami grochu. Wniosek: Przyczyną są różne rozmiary ziarenek składników. Cząsteczki różnych substancji mają różne rozmiary i kształty.

Jak duże są cząsteczki? Gdyby wszystkie ciała na Ziemi powiększyć milion razy, to cząsteczki miałby średnicę około 1 mm, a wzrost przeciętnego człowieka wynosiłby 1600 km.

Ile cząsteczek tlenu znajduje się w pudełku o objętości 1 cm3? W 1 cm3 naczynia z tlenem znajduje się około 27 000 000 000 000 000 000 cząsteczek(w normalnych warunkach). Zajmują one jedynie 0,001 objętości naczynia. Pozostała część to próżnia. Ich średnia szybkość w tych warunkach wynosi około 425 m/s.

Dyfuzja Rozpylamy dezodorant na jednym końcu pomieszczenia. Przechodzimy na drugi koniec. Rozpylony zapach dotarł z jednego końca pomieszczenia na drugi. WNIOSEK Powyższe doświadczenia udowadnia, że cząsteczki przemieszczają się i są w ciągłym ruchu.

Doświadczenie WNIOSEK Do pierwszej szklanki wrzucamy torebkę herbaty i zalewamy zimną wodą. Do drugiej szklanki również wrzucamy torebkę herbaty, ale zalewamy gorącą wodą. Po pewnej chwili obserwujemy, że woda gorąca zabarwia się szybciej niż woda zimna. WNIOSEK Cząsteczki pod wpływem temperatury poruszają się szybciej.

1.Kroimy surowego ziemniaka na pół. 2.Do wydrążonego w ziemniaku otworu wkładamy kryształki nadmanganianu potasu. 3.Po kilku minutach stwierdzamy, że ziemniak wokół tabletki zabarwił się. WNIOSEK: W ziemniaku jest dużo wody. Nadmanganian potasu rozpuszcza się w ziemniaczanej wodzie barwiąc ją, kolorowy płyn przenika do wnętrza ziemniaka dzięki dyfuzji.

Dyfuzja to zjawisko samorzutnego mieszania się substancji. Zjawisko dyfuzji występuje we wszystkich stanach skupienia. Szybkość dyfuzji zależy od temperatury i stanu skupienia substancji. Zjawisko dyfuzji jest dowodem ziarnistej budowy materii. Powodem wystąpienia zjawiska dyfuzji jest nieustanny ruch atomów lub cząsteczek.

Ułożenie cząsteczek GAZ CIECZ CIAŁO STAŁE cząsteczki w gazie są rozproszone cząsteczki w cieczy są ułożone luźno odległości między cząsteczkami są bardzo małe

Stan ciekły Właściwości cieczy Ciecze są nieściśliwe Nie mają własnego kształtu Mają objętość Przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują

Właściwości Ciał stałych Stan Stały Właściwości Ciał stałych Mają ciężar , kształt i objętość Ich objętość nie zależy od kształtu naczynia Są nieściśliwe

Stan Gazowy Stan Gazowy Właściwości Gazów Nie mają określonego kształtu Przyjmują kształt naczynia w którym się znajdują Da się je sprężyć i rozprężyć Mają objętość którą można łatwo zmienić Ich gęstość jest mniejszą niż ciecz Są niewidzialne

Nasza planeta litosfera atmosfera hydrosfera

Nasza Ziemia składa się z różnej materii Można tu znależć różne pierwiastki

Budowa Chemiczna Ziemi Masa Ziemi wynosi 5,98 × 1024 kg. Planeta składa się głównie z żelaza (32,1%), tlenu (30,1%), krzemu (15,1%), magnezu (13,9%), siarki (2,9%), niklu(1,8%), wapnia (1,5%) oraz glinu (1,4%). Pozostałe pierwiastki występują w śladowych ilościach (1,2%).

Ludzie już kilkaset lat przed naszą erą przypuszczali, że wszystko zbudowane jest z cząsteczek. Dziś wiemy, że każda substancja składa się z małych cząstek, zwanych atomami, które są niewyobrażalnie małe. Łączą się w grupy zwane cząsteczkami, z których największe są złożonymi strukturami, składającymi się z tysięcy atomów. Pojedyncze atomy zaobserwowano dopiero w latach 50-tych XX wieku za pomocą skonstruowanego przez Erwina Mullera mikroskopu jonowego.

Atom jest elektrycznie obojętny. Budowa Atomu Atomy składają się z jądra i otaczających to jądro elektronów. W jądrze znajdują się z kolei nukleony, protony i neutrony. neutrony są cząstkami obojętnymi elektrycznie protony noszą ładunek elektryczny dodatni, zaś elektrony – ujemny. Atom jest elektrycznie obojętny.

Model atomu helu

Atom wodoru-deuter Izotopy Atomy pierwiastka występują w różnych, identycznych chemicznie, formach – izotopach, różniących się tylko liczbą neutronów w jądrze. Różne naturalne próbki pierwiastka mają jednakową zawartość różnych izotopów. Atom wodoru-deuter

Modele zbudowane przez nas Cząsteczka metanu Atom wodoru Cząsteczka wody Atom wodoru-deuter

Model atomu siarki Jądro atomu jest zbudowane z protonów i neutronów Wokół jądra krążą elektrony. Protony mają ładunek dodatni Neutrony mają ładunek obojętny Elektrony mają ładunek ujemny Elektrony krążą na powłokach elektronowych Każdy atom zawiera jednakowe liczby naładowanych elektrycznie protonów i elektronów.

Dymitr Mendelejew Dymitr Mendelejew opracował i opublikował w 1869 roku układ okresowy pierwiastków. Wszystkie 63 znane pierwiastki uporządkował według wzrastającej masy atomowej tak, by pierwiastki o podobnych właściwościach utworzyły kolumny pionowe. Powstała w ten sposób tablica zbudowana z rzędów poziomych - okresów i kolumn pionowych - grup.

PODSUMOWANIE Materia to wszystko co nas otacza np. krzesło, biurko itd. Wszystko składa się z cząsteczek Cząsteczki zbudowane są z atomów Cząsteczki różnią się wielkością Cząsteczki poruszają się