Ученики на Учителя.com


Исследовательская работа "Из чего состоят вещества? Молекулы и атомы" 3 класс

Муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 176 г.о. Самара
Из чего состоят вещества?
Молекулы и атомы.
Выполнил:
Антонов Михаил,
ученик 3 «В» класса
МБОУ СОШ №176
Научный руководитель:
Бурова Наталья Викторовна,
учитель начальных классов
Самара, 2014 г.
2
Содержание
Введение. ................................................................................................................. 3
1. Основная часть. .. ........................................................................................... 3
1.1 Взгляды ученых на строение вещества. ….……………….………………3
1.2 Атомы и молекулы. ……..………………………………………………….4
2. Мои исследования. Изучаю свойства молекул. ........................................... 5
3. Диффузия. ……………….……………………………………………………7
4. Мое исследование продолжается… …………………………..……………..9
Заключение. .. ........................................................................................................ 11
Библиографический список. ……………………………………………………12
Приложение. ......................................................................................................... 13
3
Введение
Окружающий нас мир богат и разнообразен. Он хранит в себе множество
тайн и загадок. Что мы видим вокруг себя в настоящий момент? Что мы
видим, когда поздно вечером смотрим на небо? Из чего состоят окружающие
нас предметы, почему они имеют разную форму, плотность и состав?
Цель моей работы: узнать из чего образуются все природные тела, что
является основой любых объектов живой и неживой природы и из чего они
состоят.
Для достижения поставленной цели мне нужно выполнить ряд задач.
Задачи работы:
1.Собрать и систематизировать информацию.
2.Провести исследования по данной теме.
3. Поделиться своими новыми знаниями с одноклассниками.
1. Основная часть
1.1. Взгляды ученых на строение вещества.
Из чего же состоит окружающий нас мир? Еще 25 веков назад древние
мудрецы пытались дать ответ на этот вопрос. Фалес утверждал, что все
состоит из воды, Анаксимен говорил, что мир построен из воздуха, а
Гераклит считал, что весь мир состоит из огня.
Согласно учению Аристотеля, все тела состоят из одного вещества, но это
вещество может принимать различные свойства. Этих свойств было четыре:
холод, тепло, влажность и сухость. Соединяясь по два, элементы – свойства
образуют землю (сухое и холодное), огонь (сухое и горячее), воду (влажное и
холодное) и воздух (влажное и горячее).
Около 2,5 тысяч лет назад древнегреческий философ Демокрит при
наблюдении различных природных явлений пришел к убеждению, что тела
только кажутся нам сплошными, на самом же деле они состоят из
мельчайших частиц, но они настолько малы, что увидеть их невозможно.
Демокрит предположил, что у различных тел эти частицы различны по
4
форме, и назвал эти мельчайшие частички «атомами», что по-гречески
означает «неделимые».
В 1647 году француз Пьер Гассенди издал книгу, в которой утверждал, что
все вещества в мире состоят из неделимых частичек – атомов, которые
отличаются друг от друга формой, размерами и массой. При этом в каждом
теле различные атомы соединяются в небольшие группы, которые Гассенди
назвал «молекулами».
М.В. Ломоносов – великий просветитель и основатель науки в России
писал, что молекула может быть однородной и разнородной. В первом случае
в молекуле группируются однородные атомы, во втором – молекула состоит
из нескольких видов атомов. .
1.2 Атомы и молекулы.
Любой предмет, любое живое существо можно назвать телом. Тела состоят
из веществ. Все вещества можно разделить на группы: твердые, жидкие,
газообразные.
Любое вещество состоит из ничтожно малых частиц – так называемых
атомов. Размеры атомов настолько малы, что их невозможно разглядеть
не только простым глазом, но и с помощью даже самого мощного
оптического микроскопа.
Глаз человека не способен разглядеть атомы и промежутки между ними,
поэтому любое вещество кажется нам сплошным.
Атомы соединяются в молекулы, крупнейшие из которых имеют сложное
строение, состоящее из тысячи атомов.
Молекула - это мельчайшая частица вещества, обладающая свойствами
этого вещества. Так, молекула сахара - сладкая, а соли - соленая.
Сколько на Земле веществ - столько и разных молекул. Мы одеты в
молекулы, едим и пьем молекулы, нюхаем молекулы, да и сами мы тоже
состоим из молекул. Молекулы разных веществ отличаются друг от друга
тем, что состоят из разных атомов. Размеры молекул ничтожно малы, их
можно увидеть только с помощь мощного электронного микроскопа.
5
Из-за своих маленьких размеров молекулы получили свое название -
«невидимки». Молекулы так малы, что если увеличить молекулу в 1000000
раз, то она будет выглядеть, как обычная точка. Каждое вещество состоит из
особых молекул, которые по форме и по размерам отличаются от молекул
других веществ.
Каждая молекула – невидимка состоит из ещё более мелких частиц –
атомов. Грифель карандаша состоит из атомов углерода. Молекула воды
состоит из двух атомов водорода и одного кислорода.
Хотя молекулы и очень маленькие по размеру, их устройство все же можно
выяснить при помощи разных химических и физических методов.
2. Мои первые исследования. Изучаю свойства молекул.
Экспериментальная часть. Необходимо доказать, что частицы – мельчайшие,
невидимые глазом, но сохраняющие свойства вещества.
Опыт 1
Оборудование: мел, марганцовка (кристаллики), 3 стакана с чистой водой.
Ход работы: Провожу пальцем по поверхности мела. В стакан с чистой
водой брошу несколько крупинок марганцовки. Размешаю. Перелью
несколько капель во второй стакан. Повторю эту процедуру ещё раз.
Вывод: цвет - основное свойство вещества - сохранено.
Итак, вещества состоят из мельчайших частиц – молекул. Эти частицы
сохраняют основные свойства вещества: частицы марганцовки – розовые, а
мела – белые.
Далее рассмотрим свойства молекул на примере такого вещества, как
сахар.
Опыт 2
Оборудование: кофемолка, сахар-песок.
Ход работы: Если сахар размолоть в кофемолке на самые мелкие крупинки,
в его составе все равно будет множество одинаковых молекул сахара. Каждая
крупинка при этом сбережет все свойства данного вещества. Попробуем
мельчайшие крупинки. Они сладкие.
6
Вывод: одно из основных свойств сахара – сладкий вкус - сохранено.
Опыт 3
Оборудование: стаканчик, ложечка для размешивания, салфетка, кусочек
сахара.
Ход работы: Опустим кусочек сахара в стакан, перемешаем до полного
растворения. Что наблюдаем? Раствор стал однородным, мы больше не видим
кусочка сахара в стакане воды. Докажем, что в стакане по-прежнему
присутствует сахар. Каким образом? Попробуем получившийся раствор на вкус.
Сахар: вещество белого цвета, сладкое на вкус. После растворения сахар не
перестал быть сахаром, потому что раствор стал сладким. Значит, сахар состоит
из мельчайших частиц, невидимых глазу (молекул). Кусочек сахара распался
на мельчайшие частицы, из которых он состоял, и эти частицы перемешались
с частицами воды.
Вывод: молекулы сахара перемешались с молекулами воды.
Опыт 4
Оборудование: чистый лист бумаги, марганцовка (кристаллики), вода.
Ход работы: Смочим часть листа водой. На увлажненное место положим
кристаллик марганцовки. Увлажненное место листа окрашивается в розовый
цвет.
Вывод: соприкасающиеся тела сами по себе, совершенно произвольно
взаимно проникают друг в друга, следовательно, молекулы беспрерывно и
беспорядочно движутся.
Опыт 5
Оборудование: глубокая тарелка, марганцовка (кристаллики), 5-7 кусочков
сахара-рафинада, стакан с чистой водой.
Ход работы: Это один из самых простых и красивых опытов. На дне
глубокой тарелки или чашки выстраивается башня из 5-7 кубиков сахара-
рафинада. В стакане воды нужно растворить небольшое количество
пищевого красителя любого цвета или марганцовку. Затем в тарелку
наливается немного раствора так, чтобы не замочить башню. Сначала
7
цветной станет нижняя часть башни, затем вода поднимется вверх и все
кубики станут окрашенными. Это происходит из-за того, что молекулы воды
взаимодействуют с молекулами сахара, растворяя их, а благодаря силе
притяжения молекулы воды постепенно поднимаются вверх, окрашивая
сахарные кусочки.
Вывод: вещества состоят из мельчайших частиц, которые ученые назвали
молекулами. Молекулы находятся в постоянном движении.
Опыт 6
Оборудование: стакан с чистой водой, раствор марганцовки.
Ход работы: В тонкостенный прозрачный стакан с водой нужно добавить
несколько капель крепкого раствора марганцовки. Через некоторое время
марганцовка окрасит воду во всем стакане.
Вывод: Молекулы находятся в движении.
Опыт 7
Оборудование: стакан с чистой водой, марганцовка (кристаллики).
Ход работы: В прозрачный стакан с водой положим кристаллики
марганцево-кислого калия (марганцовки). Мы видим, что марганцовка
струйками спускается на дно.
Вывод: Молекулы марганцовки перемешались с молекулами воды.
3. Диффузия.
Все, что есть вокруг нас, представляет собой либо газ, либо жидкость, либо
твердое тело. Чем отличаются твердое, жидкое, газообразное состояние
вещества?
Промежутки между молекулами у твердых веществ очень маленькие, у
жидких - побольше, а у газообразных очень большие. В твердых веществах
молекулы сильно связаны между собой, в жидких слабее, а в газообразных
практически свободны.
В жидкостях расстояние между молекулами меньше размеров самих
молекул. Молекулы воды могут скачками менять своё положение. Жидкость
8
не сохраняет свою форму. Она текуча. Её легко перелить из одного сосуда в
другой.
Молекулы в твердых веществах только колеблются, в жидких
поворачиваются и иногда перемещаются, а в газообразных движутся с
большими скоростями.
Кроме движения, опытным доказательством того, что тела состоят из
молекул, которые находятся в непрерывном движении, является диффузия.
Диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул или
атомов одного вещества между молекулами или атомами другого.
Запах духов, как известно, ощущается на довольно большом расстоянии.
Объясняется это тем, что их пары легко перемещаются в воздухе. Капли
жидкого красителя в воде легко перемещаются по всему сосуду. Все это
объясняется диффузией.
Диффузия обеспечивает безопасность жизнедеятельности человека. Так,
например, природный горючий газ, которым мы используем дома для
приготовления пищи, не имеет ни цвета, ни запаха. Поэтому трудно было бы
сразу заметить его утечку. Чтобы поступление газа в помещение было
заметным, на распределительных станциях горючий газ смешивают с
особыми веществами, обладающими резким, неприятным запахом, который
легко ощущается человеком.
Диффузия протекает быстрее в газах, чем в жидкостях или твердых телах.
Промежутки между молекулами в газах больше, чем в жидкостях или
твёрдых телах, поэтому газам «легче» проникнуть друг между другом, то
есть скорость проникновения у них больше.
Наблюдая, как мама делает заготовки на зиму, я понял, что огурцы
быстрее просаливаются в горячей воде, чем в холодной. То есть процесс
диффузии ускоряется с повышением температуры.
Вывод: при высокой температуре молекулы движутся быстрее и из- за этого
быстрее перемешиваются.
9
4. Мое исследование продолжается…
Опыт 8
Оборудование: стакан с холодной водой, стакан с горячей водой, кусочки
сахара-рафинада.
Ход работы: Взяв два стакана — с холодной и горячей водой, мы выясним
зависимость скорости диффузии от температуры. Опустим кусочки сахара-
рафинада в стаканы с холодной и горячей водой, и пронаблюдаем за
скоростью растворения сахара в каждом из них. В стакане с горячей водой
сахар растворился быстрее.
Вывод: Чем выше температура воды, чем вода теплее, тем быстрее скорость
диффузии.
Опыт 9
Оборудование: фотоаппарат, кусочек сахара-рафинада, кубик льда.
Ход работы: Выясним, что же произойдёт, если положить кусочек сахара
на кубик льда? Первые 10 минут исследования кусок сахара и кубик льда
сохраняли свои первоначальные свойства – твердость и цвет. С куском
сахара каких-либо видимых изменений не происходило. По истечении этого
времени лед постепенно начал таять, а кусок сахара растворяться в
образовавшейся жидкости. Начался процесс диффузии.
Вывод: Пока лёд не начал таять, с сахаром ничего не произошло.
Опыт 10
Оборудование: кусочек сахара-рафинада, чайник, ложка.
Ход работы: Выясним, что произойдет, если кусочек сахара подержать над
струей горячего пара? Под действием высокой температуры кусок сахара
начал быстро растворяться. Этот процесс происходит быстрее, чем при
взаимодействии сахара с горячей водой. Молекулы пара имеют меньшее
притяжение между собой, чем молекулы воды, следовательно, процесс
диффузии при взаимодействии куска сахара с горячим паром происходит
гораздо быстрее, чем при его взаимодействии с горячей водой.
10
Вывод: С паром молекулы сахара перемешались даже быстрее, чем в опыте с
водой.
Опыт 11
Оборудование: флакон духов.
Ход работы: На короткое время откроем флакон с духами. Мы
почувствовали запах. Молекулы духов движутся и на своем пути
сталкиваются с молекулами газов, которые входят в состав воздуха. Они
постоянно меняют направление движения и, беспорядочно перемешиваясь,
разлетаются по комнате.
Вывод: В воздухе молекулы движутся и взаимодействую друг с другом
гораздо быстрее, чем в твердых телах.
Эти опыты доказывают, что все вещества состоят из мельчайших частиц,
разделенных промежутками. Все эти вещества состоят из отдельных частиц,
но твердые тела кажутся сплошными, потому, что эти частицы очень малы.
Опыт 12
Оборудование: стакан с горячей водой, чайная ложка.
Ход работы: Возьмем стакан с горячей водой и опустим в него чайную
ложку или любой металлический предмет. Через некоторое время ложка
нагреется, не только та часть, которая в воде, но и поверх нее.
Вывод: Молекулы и в твердых телах движутся.
Опыт 13
Оборудование: акварельные краски, стакан с водой, несколько глубоких
тарелок с водой.
Ход работы: Растворим краску в стакане с небольшим количеством воды
так, чтобы получился раствор интенсивного цвета. Затем капнем
полученный раствор в глубокую тарелку с водой и тщательно перемешаем.
Половину получившейся окрашенной жидкости перельем в другую тарелку,
а первую дольем чистой водой до того же уровня. Повторим эту операцию 2-
3 раза. После этого видим – жидкость в первой тарелке потеряла свой
первоначальный цвет, вода стала почти прозрачной.
11
Вывод: Частицы краски растворяются в воде, вода окрашивается в цвет
красителя. При увеличении количества жидкости интенсивность
окрашивания снижается.
Заключение.
В заключение хочу сказать, что можно сделать немало удивительных
открытий при помощи несложных опытов, которые помогают снять «шапки -
невидимки» с окружающего нас мира. Так, например, мне стало известно,
что все природные тела состоят из атомов и молекул. Они настолько малы,
что их можно увидеть только в микроскопы с сильным оптическим
увеличением, поэтому невооруженным взглядом мы никогда не обнаружим
этих «невидимок». В зависимости от того, в каком количестве соединяются
между собой атомы и молекулы мы получаем различные природные тела.
Цель моей работы достигнута. Я выяснил, что молекулы являются основой
любых объектов живой и неживой природы, узнал, как можно обнаружить
этих «невидимок».
Узнал, что:
все тела состоят из мельчайших частиц- молекул (атомов);
молекулы (атомы) одного и того же вещества одинаковы;
размеры молекул (атомов) очень малы;
между молекулами имеются промежутки;
молекулы (атомы) находятся в непрерывном и беспорядочном
движении;
при повышении температуры скорость движения частиц возрастает;
между частицами действует взаимное притяжение и отталкивание.
Собранный мною материал может пригодиться на уроках окружающего
мира. А предложенные в моей работе опыты и без микроскопа, помогут
учащимся убедиться в том, что любой организм, тело или вещество состоит
из молекул.
12
Библиографический список
1. Большая иллюстрированная энциклопедия школьника М.: Махаон, 2000г.
2. Большая Оксфордская энциклопедия. М.:РОСМЭН, 2007г.
3. Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике М: Просвещение, 2006г.
4. Книга вопросов и ответов Что? Где? Почему? М.:ЭКСМО, 2002г.
5. Плешаков А.А.Окружающий мир 3класс. М.: Просвещение, 2012 г
Скачать материал

Химия - еще материалы к урокам: