Кинутий у воду шматочок цукру через деякий час зникає - стає невидимим. Але що означають ці звичні слова?
Солодкий смак води і запах, що поширився але всій кімнаті, ясно говорять, що ні цукор, ні запашні речовини одеколону не зникли. Що ж сталося з розчинився цукром і випарувався одеколоном?
Подібні питання виникли перед людьми, як тільки вони навчилися міркувати над що відбуваються навколо них явищами природи. Що відбувається з рідиною, коли вона випаровується? Чому тверді речовини при нагріванні звертаються в рідини, а при охолодженні знову тверднуть? Як пояснити, що при нагріванні тіла розширюються, збільшуються в обсязі? Все це вимагало відповіді, займало допитливий розум людини. І вже багато тисячоліть тому зародилася думка про те, що всі речовини складаються з найдрібніших і тому невидимих частинок.
Розчиняючись, речовина розпадається на невидимі частинки, які змішуються з такими ж невидимими частинками води. Частинки рідини відриваються від її поверхні і відлітають, розсіюючись в навколишньому просторі - рідина випаровується. Те ж відбувається з усякою рідиною, що випаровується.
У твердих речовин частки міцно з'єднані між собою, але під дією теплоти зв'язок між ними слабшає і тверда речовина перетворюється в рідину. Тіла при нагріванні розширюються тому, що збільшується відстань між невидимими частинками, з яких вони складаються.Припущення про такий «зернистому» будову речовин дозволяло пояснити дуже багато і дуже різні явища.
Спочатку це було лише сміливою здогадкою. Наука в ті далекі часи була ще в дитячому віці і не могла ні довести існування невидимих частинок, ні досліджувати їх. Але пройшли століття, і здогад перетворилася в строго обґрунтовану наукову теорію. Зараз вчення про невидимих частинках лежить в основі всіх наук про речовину. Вчені знайшли абсолютно безперечні докази існування цих частинок і розробили дотепні, точні і надійні способи їх вивчення.
Отже, кинутий в воду цукор розпадається на невидимі частинки. Ці частинки називаються молекулами. Молекули дуже малі. Вимірювати їх звичними заходами довжини - сантиметрами або міліметрами - це все одно, що вимірювати товщину волоса кілометрами. У світі невидимих частинок прийняті свої одиниці виміру. Називається ця міра довжини ангстрем (по імені вченого, що застосував її) і позначається А. Вона дорівнює стомільйонної частці сантиметри.
Число молекул навіть в крихітній порошині речовини величезна. Уявіть, що ви кинули одну єдину крупинку цукрового піску в Байкал. Якщо тепер гарненько «розмішати» озеро, щоб молекули цукру рівномірно розподілилися по всьому його об'єму, то в кожному літрі байкальської води виявиться понад двісті молекул цукру. А якби молекули, з яких складається той же крихітний кристалик, можна було б порівну роздати всім, хто живе на землі людям, то кожному дісталося б по два мільярди молекул.
Чому властивості речовин різні?
Ми знаємо дуже багато різних речовин: сіль, крейда, цукор, воду, мідь, залізо, спирт, оцет і так далі. Розрізняємо ці речовини за зовнішнім виглядом, смаком, запахом та іншим характерними ознаками, властивостями. Виникає питання: чому властивості речовин різні? Чому, наприклад, спирт легко запалюється, а вода не горюча? Чому цукор обвуглюється при нагріванні, а сіль - ні?
Якби ми могли розглядати молекули збільшеними в десятки мільйонів разів, то побачили б, що молекули, як вони не малі, побудовані, в свою чергу, з ще менших частинок - атомів. Атоми, що становлять молекулу, тісно поєднані між собою і розташовані в певному порядку.
Порівняйте молекулу води з молекулою цукру
Молекула води складається всього з трьох атомів, а в дуже складній молекулі цукру їх набагато більше, різні розміри цих молекул, їх вага, взаємне розташування атомів в них. В цьому і криється причина відмінності між речовинами; їх властивості різні тому, що кожна речовина складається з інших молекул, ніж всі інші речовини. І тільки до тих пір, поки молекули речовини залишаються незмінними, поки не змінюється їх будова, речовина залишається самим собою.
Розчиняючи цукор, ми роздрібнюють його на окремі молекули, але не руйнуємо, не такі самих молекул, і цукор залишається цукром, зберігає свої властивості (наприклад, солодкий смак). Ну, а якщо піти далі і роздрібнити молекули? Що тоді буде з цукром?
Що ж, це можна зробити!
Для цього достатньо нагріти цукор. Він розплавиться, потемніє, з нього будуть виділятися неприємно пахнуть гази, і незабаром від цукру залишиться тільки трохи легкого пористого вугілля.Під дією високої температури молекули цукру розпадаються, і цукор перетворюється в декілька інших речовин, властивості яких зовсім не схожі на властивості цукру. Одні з них відлітають у вигляді пари і газів, інші залишаються в вигляді углистого залишку. Руйнування молекул призвело до руйнування цукру, до перетворення його в інші речовини.
Молекули - це не просто мізерно малі крупинки або крапельки речовини, що відрізняються від великих шматків і крапель тільки розмірами. Між найменшої дрібкою речовини, що складається всього з декількох молекул, і молекулою є істотна відмінність: крупинку можна розділити на частини, не руйнуючи самого речовини, з молекулою цього зробити не можна.