134

1. Тема уроку. Маса , розмір атомів та молекул. Кількість речовини.
Мета: сформувати знання про відносну атомну, молекулярну та молярну масу, сталу
Авогадро та її фізичний зміст, способи обчислення маси молекул та кількості молекул, які
містяться в певному об’ємі речовини;
розвивати в учнів логічне мислення, самостійність, пам’ять, уміння правильно обирати та
застосовувати формули при розв’язуванні конкретних задач.
Тип уроку: комбінований, бінарний ( фізика, хімія ).
Обладнання: вислови видатних людей, посудина з водою, олія, піпетка, склянка, вода,
концентрований розчин мідного купоросу.
Хід уроку
«Немає нічого, що більшою мірою могло б привернути увагу
людини і варте бути предметом її вивчення, ніж природа.
Зрозуміти її величезний механізм,
відкрити її творчі сили і пізнати закони, що керують нею,
- найбільша мета людського розуму»
Нікола Тесла (10.07.1856 – 07.01.1943)
І. Організаційний етап
ІІ. Перевірка домашнього завдання: тестові завдання, фронтальне опитування (2 -5).
1. Тестові завдання:
1) дифузія речовин – це … ( властивість, явище, величина, фізичне тіло);
2) МКТ пояснює явища … (теплові, світлові, механічні, звукові, оптичні);
3) взаємодія молекул підтверджується наявністю сил… (тертя, тяжіння, пружності);
4) основи молекулярної фізики сформувалася у … ( 18 ст., 19 ст., 20 ст.);
5) основні положення МКТ сформульовані на основі … (математичних розрахунків,
узагальнення експериментальних спостережень, гіпотез);
2. Сформулюйте основні положення МКТ.
3. Що є експериментальним підтвердженням існування молекул?
4. У чому відмінність дифузії від броунівського руху?
5. Наведіть приклади фактів застосування дифузії в природі, діяльності людини.
Вчитель фізики
У поемі Тита Лукреція Кара «Про природу речей» (І ст. до н. е.) існування в природі невидимих
частинок доводиться такими фактами:
«Вітер, по-перше, несамовито хвилі бичує,
Рушить суден громади і хмари небесні розгонить.
… Отже, вітри – це частинки, для нас невидимі,
Якщо вони можуть зрівнятися властивостями і діями своїми
З водами могутніх річок, які мають видиме тіло.
… Далі, запахи ми відчуваємо різні,
Хоч і не бачимо зовсім, як в ніздрі вони проникають.

2. … І, нарешті, на березі моря, об який розбиваються хвилі,
Одяг сиріє завжди, а на сонці він висихає.
Бачити, проте, ми не можемо, як осідає на ньому волога,
І від спеки вона зникає.
Отже, подрібнюється хвиля на такі найдрібніші частинки,
Що не доступні вони зовсім для нашого ока».
Як називаються згадувані частинки в сучасній науці? Чи мають вони розміри і масу? Якщо мають, то
як їх виміряти і яким приладом?
Сьогодні на уроці ми і займемося вивченням цих питань.
ІІІ. Повідомлення теми, мети і завдання уроку
ІV. Вивчення нового матеріалу
Нагадаю ще раз, що в основі молекулярно – кінетичної теорії будови речовини лежать три
твердження:
1) будь – яка речовина дискретна і складається з найдрібніших частинок – молекул чи атомів.
Молекула – дрібна електронейтральна частинка речовини, яка зберігає її хімічні властивості;
2) атоми і молекули перебувають у безперервному хаотичному (тепловому) русі;
3) між молекулами (атомами) існують сили взаємодії, які залежать від відстані між ними і можуть бути
силами притягання і відштовхування.
Думка про дискретну (переривчасту) будову речовини зародилася в глибоку давнину, близько двох з
половиною тисяч років тому. Найпослідовніше атомне вчення розвинув давньогрецький філософ і
природодослідник Демокріт (V ст. до н.е.). Він учив, що на вигляд суцільні тіла насправді
складаються з розділених простором найдрібніших частинок – атомів (що в перекладі з грецької мови
означає «неподільні»). Від форми атомів і їх розміщення залежать властивості всіх тіл природи. Кожен
атом вічний, а тому вічна і вся природа.
Погляди Демокріта поділяли у той час не всі вчені. Проти цього вчення виступив філософ
стародавнього світу Арістотель (384 – 322 рр. до н.е.), який вважав матерію суцільною, тому що
атомів ніхто не бачив.
Атомістичні уявлення відродилися у ХVІІ ст. з початком розвитку сучасного природознавства.
Остаточного утвердження в науці атомно – молекулярних уявлень було досягнуто лише у ХХ ст.
Вирішальну роль у цьому відіграли праці французького фізика Жана Перрена, який здійснив цикл
експериментальних досліджень броунівського руху, які довели реальність існування молекул.
Кожне твердження МКТ точно доведено за допомогою дослідів. Властивості і поведінка всіх без
винятку тіл визначаються рухом взаємодіючих частинок, з яких вони складаються: молекул, атомів
або ще менших – елементарних частинок. Щоб переконатися в реальності існування молекул, треба
визначити їхні розміри.
Вчитель хімії
Сьогодні ми будемо говорити про розміри та масу атомів і молекул. Ці поняття відносяться до
мікросвіту, розміри атомів та молекул надзвичайно малі і щоб вам краще їх сприйняти наведу
декілька цікавих фактів.

3. • Молекула менша за яблуко у стільки разів, у скільки разів яблуко менше за Землю.
• Якщо уявити, що олія утворює на поверхні води плівку завтовшки в 1 молекулу, то така плівка
буде тонша за людську волосину приблизно в 40 тисяч разів.
• У 1 см2
повітря стільки молекул, що, взявши таку саму кількість піщинок, можна було б
засипати територію великого заводу.
• Якщо взяти таку кількість цеглин, скільки молекул міститься в 1 см3
повітря, то цегла б щільно
вкрила поверхню Землі шаром заввишки 120 м (висота 40- поверхового будинку).
• У краплі води, діаметром 0,1 мм, приблизно 1016
молекул, що майже в 1 мільйон разів більше,
ніж людей, які мешкають на Землі.
Вчитель фізики
Щоб переконатися в реальності існування молекул, треба визначити їх розміри. Найпростіший метод
оцінки розмірів молекул – дослід з олією. Краплю олії капнемо на поверхню води. Вона розпливеться
по всій поверхні, але ніколи не займе її всю, якщо посудина велика. Не можна змусити краплю олії
об’ємом 1 мм2
розпливтися на поверхні води так, щоб вона вкрила площу, більшу за 0,6 м2
. Можна
припустити,що, розпливаючись по максимальній площі, олія утворює шар завтовшки лише з молекулу.
Товщину цього шару можна визначити й тим самим оцінити розміри молекул олії.
Об'єм V шару олії дорівнює добутку його площі S на товщину шару d, тобто V = Sd. Отже, розмір
молекули олії дорівнює:
d = 0,001 см3
: 6000 см2
≈ 1,7•10 -7
см.
Розміри молекул більші за розміри атомів. Діаметр будь-якого атома має розмір порядку 10 -8
см. Ці
розміри такі малі, що їх не можна уявити. В таких випадках вдаються до порівняння: якщо пальці
стиснути в кулак і збільшити його до розмірів Землі, то атом при такому ж збільшенні буде завбільшки
з кулак. Молекули настільки малі, що розрізнити їх неозброєним оком і навіть у звичайний мікроскоп
неможливо. Лише у 1974 році за допомогою електронного мікроскопа були одержані фотографії
окремих атомів і молекул. До найпереконливіших експериментальних дослідів існування молекул
належать явища дифузії і броунівського руху.
Дифузія. Дифузією називають явище, при якому речовини самі по собі змішуються одна з одною.
Найпростіший приклад дифузії в газах – поширення запахів. Це явище легко пояснюється на основі
МКТ: молекули обох газів, рухаючись хаотично, потрапляють у проміжки між сусідніми молекулами,
що приводить до проникнення одного газу в інший і поступово виникає однорідна суміш газів.
У рідинах дифузія відбувається значно повільніше. Якщо в скляний циліндр спочатку налити
концентрований розчин мідного купоросу, а потім обережно долити чисту воду то спочатку видно
чітку межу поділу між речовинами. З часом вона стає розпливчастою; блакитне забарвлення
піднімається вгору, і через певний час обидві рідини повністю перемішуються, утворюючи однорідний
розчин світло-блакитного кольору. Внаслідок хаотичного руху молекул води і частинок розчиненої
речовини сталося самочинне перемішування рідин, що привело до поширення барвника по всьому
об’єму рідини. Процес, який ми спостерігаємо, самочинно може відбуватися тільки в одному
напрямку, він необоротний.

4. Дифузія відбувається і в твердих тілах, але за звичайних температур дуже повільно. Молекули в
твердих тілах коливаються навколо положення рівноваги, зрідка покидають свої місця і переходять на
інші. Ось ці «мандруючі» молекули чи атоми і зумовлюють дифузію в твердих тілах.
Броунівський рух. Іншим переконливим доказом існування молекул і їх хаотичного теплового руху
є броунівський рух, названий так на честь англійського ботаніка Р. Броуна, який спостерігав це явище
в 1827 році, розглядаючи в мікроскоп рух квіткового пилку у воді. Пізніше він розглядав частинки
каменю з єгипетських пірамід. Дивним і незвичним є те, що цей рух ніколи не припиняється.
Тепер поняття броунівський рух має ширший зміст. Так, наприклад, броунівським рухом є дрижання
стрілок чутливих вимірювальних приладів, яке пояснюється тепловим рухом атомів у деталях приладів
і навколишньому середовищі.
Молекулярно – кінетичну теорію броунівського руху створив у 1905 році А.Ейнштейн (1879 – 1955).
А після того, як Ж.Перрен побудував теорію броунівського руху і підтвердив її експериментально, ця
теорія перемогла остаточно. Побудована на її положеннях молекулярна фізика пояснює перебіг
теплових явищ на основі внутрішньої будови речовини.
Надзвичайно малі не лише розміри, а і маси атомів і молекул, однак маси й розміри молекул і атомів
виміряні досить точно за допомогою спеціальних приладів – мас-спектрометрів. У таблиці наведено
значення мас атомів деяких хімічних елементів, поданих у кілограмах,які є дуже незручними для
розрахунків. Виміряти розміри молекул лінійкою так само неможливо, як неможливо визначити масу
молекули за допомогою терезів, тому для розв'язання задач молекулярної фізики та хімії замість мас
атомів і молекул використовують їхні відносні величини. Які ж ці величини?
Вчитель хімії
З 1961 році за пропозицією Д. Дальтона для вимірювання маси атомів і молекул була прийнята спеціальна одиниця – атомна
одиниця маси (скорочено а.о.м.). За атомну одиницю маси обрано 1/12 частина маси атома Карбону. Цей вибір обумовлено тим, що
Карбон входить до складу багатьох хімічних сполук. А множник – 1/12 введено для того, щоб відносні атомні маси наближалися до цілих
чисел.
Маса атома, виміряна в атомних одиницях маси, називається атомною масою.
Маса молекули, виміряна в атомних одиницях маси, називається молекулярною масою.
Молекулярна маса є сумою атомних мас атомів, які утворюють дану молекулу.
Відносна атомна маса Аr — це відношення маси атома m0 даної речовини до 1/12 частини маси атома Карбону mс : Аr =
m0 : 1/12 mс .
Відносна атомна маса – безрозмірна величина.
Відносні атомні маси елементів зазначені в Періодичній таблиці Д.І.Менделєєва.
Через малу масу молекул і атомів їхні маси часто вимірюють не в одиницях СІ — кілограмах, а в атомних одиницях маси (а. о. м.) —
маси 1/12 частини атома Карбону тс .
1а. о. м.= 1/12 ∙ тс . = 1,66 ∙10 -27
кг.
Вчитель фізики
Число молекул речовини в будь-якому тілі називається кількістю речовини. Ця фізична величина настільки важлива, що вона
поряд з масою, довжиною і часом належить до основних величин Міжнародної системи одиниць (СІ). Для цієї величини, як і для
інших, треба обрати одиницю вимірювання. Кількість речовини найбільш природно було б вимірювати числом атомів чи молекул в тілі.
Але їх число настільки велике, що в розрахунках використовується не абсолютне, а відносне число молекул. У системі СІ кількість
речовини виражають у молях.
Вчитель хімії
Молем називається кількість речовини, яка містить стільки ж молекул (атомів), скільки їх міститься в 12 г Карбону (вуглецю). Масу 1
моль речовини називають молярною масою і позначають М.

5. Молярна маса М дорівнює відношенню маси речовини т до кількості молей ν у ній:
М= т / n , де n — кількість речовини.
Вчитель фізики
Фізичний зміст молярної маси: молярна маса — це маса одного моля речовини.
Одиниця молярної маси в СІ — кілограм на моль (кг/моль); М = Мr ∙10 - 3
(кг/моль).
Вчитель хімії
Об'єм одного моля речовини VМ можна знайти, розділивши молярну масу речовини М
на її густину ρ : VМ = М : ρ .
Вчитель фізики
Італійський фізик і хімік Амадео Авогадро в XIX ст. визначив кількість молекул в одному молі речовини. Цю кількість
назвали сталою Авогадро NА: NА =6,02 ∙10 23
1/ моль
Фізичний зміст сталої Авогадро: число Авогадро показує, що в одному молі будь-якої речовини
міститься 6,02 1023
молекул.
Також Авогадро встановив закон, пізніше названий його іменем.
Закон Авогадро: однакові об’єми будь – яких газів за однакових тиску й температури містять
однакову кількість молекул, тож густина різних газів слугує мірилом маси їхніх
молекул.
Розповідь учнів про вченого.
1 учень. Амадео Авогадро (09.08.1776 р. – 09.07.1856 р.). За освітою був юристом: закінчив
юридичний факультет Туринського університету. Від 1800 р. самостійно вивчав математику,
фізику й хімію. Протягом 1809 – 1819 рр. викладав фізику в ліцеї м. Верчеллі. Від 1820 р. А.
Авогадро став професором фізики в Туринському університеті. Досліджував різні фізичні й
хімічні явища.
2 учень. Амадео Авогадро заклав основи молекулярної теорії (1811 р.), обґрунтувавши думку про те,
що атоми можуть поєднуватися й утворювати молекули.
3 учень. Амадео Авогадро розробив метод визначення молекулярної маси, завдяки чому,
використавши експериментальні відомості інших дослідників, уперше правильно обчислив
атомні маси Кисню, Вуглецю, Азоту, Хлору та кількох інших елементів.
4 учень. Амадео Авогадро установив точний кількісний склад багатьох речовин – води, Кисню,
аміаку та різних оксидів.
Не Н2 СО2
6,02 1023
6,02 1023
6,02 1023
1 моль 1 моль 1 моль
22,4 л 22,4 л 22,4 л
4г 2 г 44 г
5 учень. Точне значення сталої Авогадро (кількість частинок в 1 молі речовини) було з’ясовано
завдяки дослідам англійського фізика Ернеста Резерфорда. Сучасне значення цієї сталої:
NА = 6,0221367 ∙10 23
1/ моль.
Вчитель хімії
Для розв'язування задач хімії та молекулярної фізики необхідно вміти обчислювати масу молекули та кількість молекул, яка міститься
в речовині.
Визначити масу молекули можна такими способами:

6. 1) молярну масу речовини М розділити на число молекул в одному молі речовини, тобто на число Авогадро NА: тм
= М / NА ;
2 ) масу всієї речовини т розділити на число молекул в ній N: тм = М / N ;
3) густину речовини ρ розділити на концентрацію молекул n, тобто на їх число в одиниці об'єму:
тм = ρ / n.
Число молекул N у деякому об'ємі речовини можна знайти також у декілька способів. Розглянемо три з них.
1) Число молекул N у речовині даної маси або даного об'єму дорівнює добутку числа молекул в одному молі, тобто числа
Авогадро NА, на число молей у речовині ν: N = NА ν;
2) число молекул N дорівнює відношенню маси речовини т до маси однієї молекул тМ:
N = т : тм ;
3) число молекул N дорівнює добутку числа молекул в одиниці об'єму речовини, тобто їх концентрації п на їхній об'єм V:
N= пV.
Вчитель фізики (висновок)
Для вимірювання маси і кількості речовини молекулярна фізика використовує величини, які відомі вам з курсу хімії. Вони
полегшують розрахунки відповідних фізичних величин, є відносними величинами і тому залежать від обраної шкали вимірювання.
За міжнародною угодою нині в системі СІ прийнята вуглецева шкала атомних мас. Відносні атомні маси всіх відомих хімічних
елементів наведені у Періодичній таблиці хімічних елементів Д.І.Менделєєва.
V. Закріплення матеріалу
Вчитель фізики
Давайте пригадаємо філософів, вчених та природодослідників, які внесли величезний вклад в
становлення та розвиток вчення про будову речовини, яке використовується в сучасній науці та в
діяльності людини.
1. Лукрецій … (доведення існування в природі невидимих частинок).
2. Демокріт … (засновник атомного вчення про будову речовини).
3. Арістотель … (вважав матерію суцільною).
4. Перрен … (експериментально досліджував броунівський рух).
5. Броун … (вивчав хаотичний тепловий рух молекул).
6. Ейнштейн … (створив МКТ броунівського руху).
7. Дальтон … (першим визначив атомні маси багатьох елементів, запропонував поняття
«атомна одиниця маси»).
8. Менделєєв … (встановив закон, який об’єднав усі елементи в струнку систему).
9. Авогадро … (заклав основи молекулярної теорії, вперше правильно обчислив атомні маси
Кисню, Азоту, Хлору, встановив закон про однакову кількість молекул в газах).
10. Резерфорд … (експериментально точно встановив значення сталої Авогадро).
Вчитель хімії
Розв'язування задач.
1. Визначте за таблицею Менделєєва відносні атомні маси елементів:
Літію, Магнію, Міді, Індію (в а.о.м).
Розв'язування
Аr (Li) = 7 а.о.м; Аr (Мg) = 24 а.о.м;
Аr (Gu) = 64 а.о.м; Аr (In) = 115 а.о.м.
2. Визначте відносну молекулярну масу молекули води (в а.о.м. та кг).
Розв'язування

7. З хімічної формули води Н2O, видно, що до її складу входять два атоми Гідрогену та один атом Оксигену. Молярну масу молекули
води можна обчислити за формулою:
Мr (Н2O) = 2А r (Н) + Аг (O); Мr (Н2O) = 2 ∙1+16 = 2+16 = 18 (а.о.м).
1 а. о. м. = 1,66 ∙10 -27
кг. Мr (Н2O) = 18 ∙1,66 ∙10 -27
= 29,88 ∙10 -27
≈ 30∙10 -27
(кг).
3. Визначте молярну масу цукру C12 H22 O11
Розв'язування
За Періодичною системою знаходимо відносні атомні маси Карбону (12), Гідрогену (1) і Оксигену (16). Відносна молекулярна
маса цукру:
Мr (С12Н22О11) = 12Аr (С) + 22 Аr (Н) +11 Аr (О);
Мr (С12Н22О11) = 12 ∙12 + 22 ∙1 + 11∙ 16 = 342 (а.о.м).
М = Мr ∙10 -3
; М = 342 ∙10 -3
= 0,342 (кг/моль).
VI. Підсумок уроку
Учителі підбивають підсумок уроку і оцінюють роботи учнів.
Вчитель фізики Домашнє завдання:
1. Вивчити теоретичний матеріал за підручником.
2. Скласти кросворд.
3. Розв’язати задачі:
1) Скориставшись таблицею Менделєєва, визначити відносну молекулярну масу Кисню,
метану, сірководню.
2) Визначити масу молекул Кисню O2, метану СН4, сірководню Н2S .
3) Обчислити молярні маси Кисню O2, метану СН4, сірководню Н2S.
Література
1. Сиротюк В.Д., Баштовий В.І. Фізика. 10 клас: Підручник для загальноосвітніх навчальних
закладів. – К.: Освіта, 2010.
2. Гончаренко С.У. Фізика 10 клас: Підручник для середньої загальноосвітньої школи. – К.,
Освіта, 2002.
3. Мякишев Г.Я. Фізика. 10 клас: Підручник для середньої загальноосвітньої школи. – К.,
«Радянська школа», 1990.
4. Ільченко В.Р., Куликовський С.Г., Ільченко О.Г. Фізика. Підручник для 7 класу. – Полтава,
« Довкілля-К», 2007.
5. Божинова Ф.Я., Кірюхін М.М. Фізика. Підручник для 7 класу. Х.: Ранок, 2007.
6. Коршак Є.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. Фізика. 10 клас: Підручник для загальноосвітніх
навчальних закладів. – К.: « Генеза», 2010.
7. Буринська Н.М. Хімія. Пробний навчальний посібник для 8 класу середньої загальноосвітньої
школи. – Ірпінь, ВТФ «Перун», 1995.
8. Ходаков Ю.В., Епштейн Д.А., Глоріозов П.О. Неорганічна хімія. Підручник для 8 – 9 класів. –
К.: «Радянська школа», 1976.
9. Гольдфарб Я.Л., Ходаков Ю.В., Додонов Ю.Б. Збірник задач і вправ з хімії. 8 – 10 класи. – К.:
«Радянська школа», 1984.
10. Туманцова О.О. Фізика. 10 клас: Розробки уроків. Х.: Ранок, 2010.
11. Ненашев І.Ю. Фізика. Експрес-підготовка. – К.: «Літера ЛТД», 2010.
12. Харківська С.П. Підготовка до зовнішнього оцінювання. Тестові завдання. – Х.: «Країна мрій»,
2008.
13. Газета «Фізика». К.: «Шкільний світ», № 1,2006, № 31, 2010