Į vandenį įmestas cukraus gabalas po kurio laiko dingsta - jis tampa nematomas. Bet ką reiškia šie pažįstami žodžiai?
Saldus vandens skonis ir kvapas, pasklidę po visą kambarį, aiškiai sako, kad nei cukrus, nei aromatinės Kelno spalvos medžiagos neišnyko. Kas atsitiko su ištirpintu cukrumi ir išgarintu odekolonu?
Panašūs klausimai kilo žmonėms, kai tik jie išmoko apmąstyti aplink juos vykstančius gamtos reiškinius. Kas nutinka skysčiui išgaravus? Kodėl kietos medžiagos kaitinant virsta skysčiais ir vėsdamos vėl kietėja? Kaip paaiškinti, kad kaitinant kūnai plečiasi, didėja apimtis? Visa tai reikalavo atsakymo, užėmė klausiantį žmogaus protą. Ir jau prieš daugelį tūkstantmečių kilo mintis, kad visos medžiagos susideda iš mažiausių ir todėl nematomų dalelių.
Ištirpusi, medžiaga suskaidoma į nematomas daleles, kurios maišomos su tomis pačiomis nematomomis vandens dalelėmis. Skystosios dalelės patenka iš paviršiaus ir išskrenda, išsibarstydamos aplink esančioje erdvėje - skystis išgaruoja. Tas pats nutinka ir su bet kokiu garuojančiu skysčiu.
Kietose medžiagose dalelės yra tvirtai sujungtos, tačiau veikiant šilumai, ryšys tarp jų susilpnėja ir kieta virsta skysčiu. Kūnai išsiplečia kaitinant, nes padidėja atstumas tarp nematomų dalelių, iš kurių jie susideda.Tokios „granuliuotos“ medžiagų struktūros prielaida leido paaiškinti labai daug ir labai skirtingų reiškinių.
Iš pradžių buvo tik drąsus spėjimas. Tais laikais mokslas buvo dar tik pradinėje stadijoje ir negalėjo nei įrodyti nematomų dalelių egzistavimo, nei jų ištirti. Tačiau šimtmečiai praėjo, ir sąmokslas virto griežtai pagrįsta moksline teorija. Dabar nematomų dalelių doktrina yra visų materijos mokslų pagrindas. Mokslininkai rado visiškai neginčijamų šių dalelių egzistavimo įrodymų ir sukūrė išradingus, tikslius ir patikimus jų tyrimo būdus.
Taigi, į vandenį išmestas cukrus suskaido į nematomas daleles. Šios dalelės vadinamos molekulėmis. Molekulės yra labai mažos. Matuoti juos įprastais ilgio matmenimis - centimetrais ar milimetrais - yra tas pats, kas matuoti plaukų storį kilometrais. Nematomų dalelių pasaulyje priimami jų vienetai. Šis ilgio matas vadinamas angstromu (jį taikiusio mokslininko vardu) ir yra pažymėtas A. Jis yra lygus šimtui milijonų centimetrų.
Molekulių skaičius net mažoje materijos dalyje yra didžiulis. Įsivaizduokite, kad į Baikalo ežerą išmetėte vieną grūdelį granuliuoto cukraus. Jei dabar kruopščiai „išmaišysite“ ežerą, kad cukraus molekulės būtų tolygiai paskirstytos visame jo tūryje, tai kiekviename litre Baikalo vandens bus daugiau nei du šimtai cukraus molekulių. Ir jei molekulės, sudarančios tą patį mažą kristalą, galėtų būti vienodai paskirstytos visiems žmonėms, gyvenantiems žemėje, tada kiekviena jų turėtų po du milijardus molekulių.
Kodėl medžiagų savybės skiriasi?
Mes žinome daug skirtingų medžiagų: druskos, kreidos, cukraus, vandens, vario, geležies, alkoholio, acto ir pan. Mes išskiriame šias medžiagas pagal išvaizdą, skonį, kvapą ir kitus būdingus požymius, savybes. Iškyla klausimas: kodėl medžiagų savybės skiriasi? Kodėl, pavyzdžiui, alkoholis yra degus, o vanduo - nedegus? Kodėl kaitinamas cukrus, bet ne druska?
Jei galėtume atsižvelgti į dešimtis milijonų kartų padidintas molekules, pamatytume, kad molekulės, kad ir kokios mažos būtų, yra pastatytos iš dar mažesnių dalelių - atomų. Atomai, sudarantys molekulę, yra glaudžiai sujungti ir išdėstyti tam tikra tvarka.
Palyginkite vandens molekulę su cukraus molekule
Vandens molekulę sudaro tik trys atomai, o labai sudėtingoje cukraus molekulėje yra daug daugiau, skiriasi šių molekulių dydžiai, jų svoris, abipusis atomų išsidėstymas jose. Tai yra skirtumo tarp medžiagų priežastis; jų savybės skiriasi, nes kiekviena medžiaga susideda iš skirtingų molekulių nei visos kitos medžiagos. Ir tik tol, kol medžiagos molekulės nesikeičia, kol nepasikeičia jų struktūra, medžiaga išlieka pati.
Ištirpindami cukrų, mes suskaidome jį į atskiras molekules, tačiau nesunaikiname, nepažeidžiame pačių molekulių, o cukrus išlieka cukrus, išlaiko savo savybes (pavyzdžiui, saldus skonis). Na, o jei mes eitume toliau ir suskaidytume molekules? Kas tada taps cukrumi?
Na, tai galima padaryti!
Norėdami tai padaryti, tiesiog pašildykite cukrų. Jis ištirps, patamsės, iš jo išsiskirs nemaloniai kvepiančios dujos, o netrukus iš cukraus liks tik šiek tiek lengvos poringos akmens anglies.Dėl aukštos temperatūros cukraus molekulės suyra ir cukrus virsta keliomis kitomis medžiagomis, kurių savybės visiškai skiriasi nuo cukraus. Kai kurie iš jų išskrenda garų ir dujų pavidalu, kiti lieka angliavandenilių pavidalu. Sunaikinus molekules, sunaikintas cukrus, jo transformacija į kitas medžiagas.
Molekulės nėra tik nereikšmingi medžiagos grūdeliai ar lašeliai, kurie skiriasi nuo didelių gabalų, o lašeliai tik dydžio. Tarp mažiausių medžiagos grūdelių, kuriuos sudaro tik kelios molekulės, ir molekulės yra didelis skirtumas: grūdus galima padalyti į dalis nenaikinant pačios medžiagos, to negalima padaryti su molekulėmis.
