Лабораторная работа «Определение размеров и массы атомов»

(2-х часовая работа для 10 класса)

Разработчик: Драган Е.А., учитель физики высшей категории

Цель:

1.

По

нанофотографиям с

масштабным

отрезком определить

размеры

и

объём

атомов золота,

германия, платины и кремния.

2. Пользуясь периодической таблицей химических элементов определить массы указанных атомов.

3. Описать свойства этих химических элементов и внутреннее расположение частиц.

Оборудование: набор

нанофотографий

(из

набора

по

молекулярной физике

ГИА-лаборатории),

линейка, периодическая таблица химических элементов, таблица плотностей.

Ход работы.

1.

Оцените размеры атомов по фотографиям, используя метод рядов. Для этого выберите на

фотографии участок, где частицы расположены вдоль прямой. Приложите линейку, заметьте

частицу, расположенную над нулём отсчета по линейке. Отсчитайте целое число частиц

(около 10 штук), измерьте длину ряда и по формуле оцените размер одной частицы.

d = L / N где d – размер частицы, L – длина ряда, N – число частиц в ряду

2.

Результаты

измерений

занесите

в

таблицу.

Для

расчёта

истинного

размера

атома

d

0

необходимо учесть масштабирование. Примите длину единичного отрезка, указанного на

фотографии, равным 10

-8

см или 10

-10

м.

Тогда истинный размер атома: d

0

= (d /e) *10

-10

м

3.

Оцените объём атома, используя формулу объёма шара: V

0

= π(d

0

)

3

/6

Название

вещества

Химический

знак

Число

частиц

в

ряду N

Длина

ряда

L, см

Размер

частицы

d, см

Длина

единичного

отрезка е, см

Истинный

размер

атома d

0

, м

Объём

атома

V

0

, м

3

Золото

Германий

Платина

Кремний

4.

Проведите оценку массы атома двумя способами и сравните результаты. Данные занесите в

таблицу и рассчитайте относительную погрешность измерения массы атома таким способом

Название

вещества

Молярная

масса,

кг/моль

Плотнос

ть, кг/м

3

Масса атома

m

0

= M / N

A

, кг

Эффективная

масса

атома

m

эф

= ρ*V

0

, кг

Относительная

погрешность, %

ε =|m

0

- m

эф

| / m

0

Золото

19300

Германий

5320

Платина

21450

Кремний

2330

5.

Укажите известные

вам

физические

и

химические

свойства

данных

веществ,

используя

периодическую таблицу и таблицы из учебника. Обоснуйте свойства твердых тел, анализируя

внутреннее строение веществ по нано-фотографиям.

6.

Сформулируйте общий вывод.