Ø
人类认识微观世界的一条路径 — 技术的进步
单个放大镜的放大倍数
镜面
cm
倍数
10
~5 15
~2.5cm 30~40
微小范围
50~100
玻基斑岩中的金色气泡 - 20
氨纶纤维束 - 放大 25
硫酸镁溶液中的结晶体 - 放大 50
Ø
人类认识自然的一条路径技术的进步
量子原子团纳米晶体 - 放大了 200
倍。
光学显微镜(目镜与物镜的组合)的放大倍数的极限在 1500~2000
Ø
人类认识自然的一条路径技术的进步
电子显微镜的放大倍数可达 300 万倍
用扫描隧道显微镜 STM )观察到
晶体硅的表面
扫描探针显微镜( SPM )还
可实现对原子、分的操纵。
上图为在 Pt 表面 28
CO 子构建的 5000 pm
小人
Ø
人类认识自然的一条路径技术的进步
扫描隧道显微镜可以放大 3 亿倍
Ø
人类认识自然的一条路径技术的进步
美国波士顿大学的化学家制备出世界上最
小的马达,该分子马达由 78 个原子构成
Ø
人类认识自然的一条路径技术的进步
物质的量
Ø
人类认识微观世界的另一条路径 思维的力量
2H2 + O2 == 2H2O
微观角度
宏观角度
2 H2 分子
1 O2 分子 2 H2O 分子
N N
N
1g
4g 32g 36g
2g 16g 18g
可称量的物理
?
质量?
分子数之比
2 : 1 : 2
8g 9g
C 12g
1 摩尔 (mol)
Ø
相对原子质量的标准
以任一原子质量与 12C 量的 1/12 的比值,即为该原子的相对原子质量。
H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 Al 27 S 32 Cl 35.5 …
H 1g C 12g N 14g O 16g F 19g Na 23g Al 27g S 32g Cl 35.5g …
N
NA
集合
物质的 (n)
摩尔是物质的量的单位,
每摩尔物质含阿伏伽德罗常数个微粒。
阿伏加德罗常 NA ,单位: mol-1
1 mol H 原子的质量为
1 mol O 原子的质量为
1 mol S 原子的质量为
1 mol Cl 原子的质量为
1 mol Na 原子的质量为
1 mol Mg 原子的质量为
Ø
类比与推理
1g
16g
32g
35.5g
23g
24g
1 mol H+ 离子的质量为
1 mol Na+ 离子的质量为
1 mol S2- 离子的质量为
1 mol Cl- 离子的质量为
1 mol OH- 离子的质量为
1 mol SO42- 离子的质量为
1g
23g
32g
35.5g
17g
96g
Ø
计算下列物质的质量:
1 0.3mol H2O
3 0.25mol CO2
2 2mol NaCl
4 0.2mol HCl
5 0.4mol Na2CO3 7 0.3mol C2H5OH
6 0.5mol NaOH 8 0.2mol CH3COOH
5.4g
117g
11g
7.3g
42.4g
20g
13.8g
12g
Ø
计算下列物质的物质的量
1 2.7g H2O
2 12.8g O2
3 3.4g NH3
4 5.6g Fe
5 19.2g Cu
6 2.3g C2H5OH
7 8.1g Al
8 11.7g NaCl
0.15mol
0.4mol
0.3mol
0.05mol
0.2mol
0.1mol
0.3mol
0.2mol
Ø
计算下列物质的物质的量
1 100mL ρ=1.2g·cm-3 36.5% 的盐酸中 HCl 与水的物质的量之比
_______
2 100mL ρ=1.18g·cm-3 26.7% 的饱和 NaCl 溶液中 NaCl 与水的物质的量之比
____
~2:7
~1:9
Ø
计算与想
l
饱和 NaCl 溶液中
n(Na+) : n(Cl-) : n(H2O) = 1:1:9
l
饱和 HCl 溶液中
n(H+) : n(Cl-) : n(H2O) = 2:2:7
饱和 NaCl 溶液中 Na+ Cl- 之间存在较强的相互作用
水合 H+ 的构造与水合 Na+ 的构造有显著的不同
Ø
想象中的推理
如果将浓盐酸加入到饱和 NaCl 的溶液中,将会出现怎样的现象?
Ø
摩尔质量
符号: M 单位: g·mol-1
宏观物理量
微观粒子数
相互关联
单位物质的量的物质所具有的质量
Ø
NA 有多 ?
实验测知 12C 原子的质量为 1.993×10-23g ,试计算 NA 值。
NA=
1.993×10-23g
12.0 g · mol-1
≈ 6.02 ×1023 mol-1
阿伏加德罗常数: 12g C-12 12C )所包含的碳原子数
麦粒的总数 = 1 + 2 + 4 + 8 + … + 263
= 264 – 1
=1.845 × 1019
印度含舍王赏赐象棋的发明者、数学家西萨 · · 达依尔的传
~2000 的小麦产量
千粒小麦重 42~45g ,当今世界小麦常规年产量为 5.8 亿吨
~12
Ø
NA 有多 ?
2H2 + O2 == 2H2O
Ø
对化学反应的新的理解
N2 + 3H2 == 2NH3
NaOH + HCl == NaCl + H2O
Na2CO3 + 2HCl == 2NaCl + CO2↑ + H2O
微观角度 2 1 2
宏观角度 2mol 1mol 2mol
微观角度 1 3 2
宏观角度 1mol 3mol 2mol
1mol 1mol 1mol 1mol
1mol 2mol 2mol 1mol 1mol
思考
Na2SO4 Na2CO3 混合物 3.54g ,将其溶解于水后,加入足量的
BaCl2 溶液,产生沉淀 6.27g 沉淀。则原混合物中含有的 Na2SO4 Na2CO3
质量分别是多少?其物质的量之比 ______
解:设混合物中含有 Na2SO4 的物质的量为 x
Na2CO3 的物质的量为 y.
142g/mol 106g/mol
思考:
2. 为什么要引入物质的量这一物理量?
1. 这种想象的放大镜的放大倍数有多大?
6.02×1023 倍)— 人类的主动选择
建立宏观物理量和微观微粒数之间的关联
物理量的名 物理量的符 位名 及符
长度 l L m
时间
t
s
质量
m
千克 kg
温度
T
[ 尔文 ]K
发光强度 I Iv [ 德拉 ]cd
电流
I
[ ]A
物质的量
n
[ ]mol
国际计量大会规定的七个物理量及其单位
物质的
n
[ ]mol
Ø
感悟大
NA = 6.02×1023
在可知的宇宙间含有原子总数为 = 3×1074 ~ 1082
65 个转轮、 50 个字符
10110 字符组合
一台想象中的打印