Bodisin molecul butets

1. МОЛЕКУЛ ФИЗИК

2. Лекц-1: Бодисын молекул бүтэц
Хичээлийн зорилго: Аливаа бодис атом, молекулаас тогтоно. Бодисын төлөв байдлыг
молекулын хэмжээ, хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэл зэрэг үндсэн хэмжигдэхүүнээр
тодорхойлно. Гадаад нөхцлөөсөө хамааран аливаа бодис хатуу, шингэн, хийн төлөвт
оршдог тухай танилцана. Мөн бодисын төлөв байдал нь эзлэхүүн, даралт,
температураар тодорхойлогддог талаар авч үзнэ.
Шинэ мэдлэг:
Молекул физик нь бодисын дотоод бүтэц, уул бодисыг бүрдүүлж байгаа
молекул, атом, ионуудын хоорондох харилцан үйлчлэлийн хүч, эдгээр жижиг хэсгийн
хөдөлгөөний шинж чанараас аливаа биеийн физик шинж чанар хэрхэн хамаарахыг
судалдаг физикийн шинжлэх ухааны нэг томоохон салбар юм.
Броуны хөдөлгөөн: Молекулууд бодитой байдаг, тэд тасралтгүй хөдөлгөөнд
оршдог гэдгийг баталсан баталгаа бол Английн ургамал судлаач Р. Броуны нэрээр
нэрлэсэн броуны хөдөлгөөн юм. Тэрээр усны дусал аваад түүндээ үл уусах будгийн
жижиг хэсгийг хийгээд микроскопоор ажигласан ажээ. Будгийн жижиг хэсгүүд эмх
журамгүй хөдлөх нь ажиглагджээ. Шингэний молекулууд шингэн доторх броуны
бөөмийн тал бүрээс тасралтгүй, эмх замбараагүй мөргөнө.
Броуны бөөмд шилжүүлэх импульсын хэмжээ түүний тал бүрд өөр өөр болж
броуны бөөм их даралттай хүчний дагуу үсчин хөдөлнө. Иймээс броуны бөөмийн эмх
замбараагүй хөдөлгөөн бол шингэний молекулууд эмх замбараагүй, зогсолтгүй
хөдөлж байгааг гэрчлэх баримт юм. Эндээс дүгнэвэл:
1. Аливаа бодис, биет молекулуудаас тогтоно.
2. Молекулууд тасралтгүй, эмх замбараагүй хөдөлгөөнд оршино.
3. Молекулын хооронд харилцан үйлчлэлийн хүч үйлчилдэг.
Броуны хөдөлгөөн хэзээч зогсдоггүй онцлогтой. Үүнийг Молекул-Кинетик онолын
үндсэн ойлголт гэж үзнэ.
Молекул бол тухайн бодисын химийн үндсэн шинэ чанарыг хадгалсан
жижиг хэсэг мөн.
Тухайн бодисын молекулын тэмдэглэгээг үелэх систем дээр харуулсан байдаг.
Атом бол химийн урвалд ордоггүй уул бодисын хамгийн жижиг хэсэг мөн.
Молекулууд нь олон тооны атомаас бүрэлдэн тогтоно. Молекулууд нь ижил
атомаас тогтож болно. Жнь: Хүчилтөрөгчийн молекул нь түүний хоёр адилхан атомаас
(O2) тогтоно. Хэд хэдэн элементийн атом нэгдэн нийлж молекулыг бүрэлдүүлдэг. Жнь:
усны молекул нь (Н2О) устөрөгчийн хоёр атом, хүчилтөрөгчийн нэг атомаас тогтоно.
Инертийн хийнүүд (Нe, Ne зэрэг) молекул нэг атомаас тогтоно.
Молекулууд, атомын нэгэн адил бидний нүдэнд харагдахгүй боловч, орчин үеийн
ионт, электрон микроскопоор зарим бодисын том атом молекулуудын дүрсийг харж
болдог.
Бодисын Молекул-Кинетик онолыг баталсан Нэвчих үзэгдэл, Броуны
хөдөлгөөнийг авч үзье.
Молекулууд ямар төлөвт орших вэ? Хий, шингэн, хатуу төлөвт.
1. Үнэр тарах үзэгдэл нь молекулууд тасралтгүй хөдөлж байдаг, өөр хоорондоо зайтай
оршдог гэсэн дүгнэлтэнд хүргэдэг.
2. Шингэнд хоёр шингэн зүйлийг холих, будаг уусах г.м.
3. Харин хатуу бодисын молекулууд хоорондоо холилдох уу? Хатуу биеийн хувьд нэвчих
үзэгдэл явагдана. Жирийн температурт, хатуу биеийн нэвчих үзэгдэл асар удаан алгуур
явагдана. Эрдэмтдийн хийсэн туршлага: Алтны нимгэн хавтгай дээр сайтар цэвэрлсэн хар тугалган

3. саваа тавиад, тасалгааны температурт /200/ -д хэдэн жилээр орхижээ. 4 жилийн дараа үзэхэд хоорондоо
гагнагдсан байжээ. Энэ туршлагыг химийн задлан шинжилгээгээр шалган үзэхэд алтны молекулууд хар
тугалган дотор, хар тугалганы молекулууд алтан дотор, харилцан нэвтрэн орсон байв.
Нэг бодисын молекулуудын завсраар нөгөө бодисын молекулууд нэвчин
орох үзэгдлийг диффузи гэнэ /нэвчих үзэгдэл /.
Хатуу, шингэн, хийн биед диффузи явах хурд харилцан адилгүй.
Молекулын хэмжээ: Молекулын хэмжээг нарийн гаргадаг олон арга физикт байдаг.
Жиш Хэрэв бүх биетийн хэмжээг сая дахин ихэсгэжээ гэж үзвэл хүн 1600 км өндөр, хурууны зузаан нь 10
км, үсний диаметр нь 80м болно. Тэгэхэд молекудын хэмжээ өгүүлбэрийн эцэст тавьдаг цэгийн хагас
төдий жижиг хэмжээтэй болох ажээ . Мөн өөр жиш ээ Усны 10000000 молекулыг цувуулан өрөхөд 3мм
урттай цуваа болох юм байна. Мөн тосны молекулын диаметрийг 0.000002мм.
Молекулын тоо: Молекулын хэмжээ асар бага болохоор, том биеийн доторх
молекулын тоо асар олон байна.
1гр масстай 1см3 эзлэхүүн бүхий усан дусал дотор орших молекулын тоо нь:
Усны нэг молекулын диаметр ойролцоогоор см8
103 −

( )38
103 см−
 - усны 1молекулын эзэлхүүн
Усны 1 молекулын масс: Нэг атом, молекулын масс асар бага.
1гр усан дотор молекул 22
107.3  байдаг.
Молекулын харьцангуй масс: Молекулын масс маш бага учраас тооцоо хийхэд,
массын туйлын утгын оронд харьцангуй утгыг ашиглах нь тохиромжтой.
Иймээс атом, молекулын массыг өчүүхэн бага нэгж болох массын атомын нэгж-
ээр хэмждэг юм байна. үүнийг тэмдэглэхдээ м.а.н.
Атом, молекулын масс нь м.а.н –ээс хэд дахин их болохыг илэрхийлсэн тоог тэдгээрийн
харьцангуй масс гэнэ. Олон улсын хэлэлцээгээр, бүх атомын массыг нүүрстөрөгчийн
атомын массын 1/12 харьцуулан үздэг.
Тухайн бодисын нэг молекулын (эсвэл атомын) массыг ( 0m ) нүүрстөрөгчийн
атомын массын 1/12 –тэй харьцуулсан харьцааг бодисын молекулын харьцангуй
масс гэж нэрлэдэг. rM гэж тэмдэглэнэ.
/ кг
т
нам
с 2712
1066.1
12
..1 −
== / харьцангуй масс нь
C
r
m
m
M
0
0
12
1

=
m0 - 1 молекулын масс Cm0 - нүүрстөрөгчийн атомын масс
Жнь: нүүрсхүчлийн хийн (CO2) харьцангуй масс ойролцоогоор 44 байна. Учир нь
Нүүрстөрөгчийн харьцангуй масс 12, Хүчилтөрөгчийн масс 32.
Бодисын хэмжээ. Авогадрын тогтмол: Аливаа том хэмжээтэй биеийн доторх
молекулын тоо маш их учраас тооцоонд молекулын туйлын тоог биш, харьцангуй тоог
ашигладаг.
Бие дотор орших атом, молекулын харьцангуй тоог бодисын хэмжээ гэдэг
хэмжигдэхүүнээр илэрхийлдэг. Нэгж нь моль.
Нэг моль бол 0.012кг нүүрстөрөгч доторх атомын тоотой тэнцүү хэмжээний
молекул агуулсан бодисын хэмжээ юм.
Тэгвэл, аливаа бодисын 1 моль дотор адилхан тооны атом эсвэл молекул байна.
Атомуудын энэ тоог Италийн эрдэмтний нэрээр Авогадрын тоо гэдэг ба NА- үсгээр
тэмдэглэдэг. 123
1002.6 −
= мольNA
Үүнээс үзэхэд бодисын хэмжээ нь /молийн тоо/ тухайн биеийн доторх бүх
молекулын тоог Авогадрын тогтмолд харьцуулсан харьцаатай тэнцүү.
aN
N
=

4. Моль масс: Нэг моль бодисын массыг моль масс гэнэ.
ANmM = 0 0m -1 молекулын масс.
Аливаа бодисын нийт масс нь 1 молекулын массыг тухайн бие дотор байгаа молекулын
тоогоор үржүүлсэнтэй тэнцүү.
Nmm = 0 m-нийт масс
00 m
m
N
m
M
NA ==
M
m
m
M
m
m
N
N
a
===
00
:
Молекулуудын хоорондох харилцан үйлчлэлийн хүч:
Аливаа бодисын молекулууд тасралтгүй хөдлөх боловч, тэд хоорондоо холбоотой
байдаг. Хатуу шингэн бодисын молекулууд зүг бүхэндээ салаад явчихдаггүй. Энэ нь
молекулуудын хооронд харилцан таталцлын хүч үйлчилдэг гэсэн хэрэг.
Нөгөө талаас хатуу, шингэн биеийг шахахад хэцүү байдаг. Энэ нь тэдгээрийн хооронд
таталцал, түлхэлцлийн хүч үйлчилдэг гэсэн хэрэг. Молекулуудын хооронд таталцал,
түлхэлцлийн хүч нэгэн зэрэг үйлчилнэ. Эдгээр хүчний хэмжээ нь молекулуудын
хоорондын зайнаас хамаарна.
r=r0 тэнцвэрийн байрлал
r>r0 татах хүч давамгайлна.
r<r0 түлхэх хүч давамгайлна.
Хий, шингэн, хатуу биеийн дотoрх молекулуудын хөдөлгөөн:
➢ Хий дотор молекулуудын хоорондын зай нь их. Харин шингэн, хатуу биеүүдийн
молекулууд хоорондоо туйлын ойр оршдог.
➢ Шингэн доторх молекулууд эмх цэгцгүй байрших бөгөөд нэг тэнцвэрийн
байрлалаас нөгөөд шилжин хөдөлнө.
➢ Хатуу биеийн доторх атомууд тодорхой дэс дараалалтай эмх цэгцтэй байрлах ба үл
хөдлөх тэнцвэрт байрлалынхаа орчим хэлбэлзэж хөдөлнө.
Идеал хий: Энэ нь доор дурьдсан хэд хэдэн шинж чанартай.
1. Маш олон молекулаас тогтох бөгөөд тэдгээр молекулын хэмжээ нь туйлын бага,
иймээс молекулуудыг материал цэг гэж үзэж болно. Молекулууд хоорондын зай нийлээд
их
2. Молекулууд тасралтгүй эмх цэгцгүй хөдөлнө.
3. Зөвхөн мөргөлдөх үед молекулуудын хооронд харилцан үйлчлэл илэрнэ.
Идеал хий бол молекулуудын хоорондох харилцан үйлчлэлийг тооцохгүйгээр авч үзэж
байгаа хий юм.