Про молекулы
Но сначала еще немного про атомы.
Как вам уже известно, атомы тоже бывают разных «сортов». Хотя они так малы, что даже в микроскоп не разглядишь, все же и среди них есть чуть побольше и чуть поменьше. Есть такие, которые сильнее притягивают, и есть — слабее.
Значит, сколько разных веществ, столько же разных атомов? Дерево, камень, железо, вода, кислород, керосин, масло, уголь, бумага, медь, глина, резина, свинец, пластмасса, соль, сахар… Даже не перечесть! Не тысяча, а много тысяч не похожих друг на друга веществ. Сколько же «сортов» атомов?
Ученые внимательно изучали в своих институтах известные им вещества. И подсчитали: разных атомов приблизительно сто «сортов», всего сто!.. Как же так получилось: всего из ста «сортов» тысячи самых различных веществ?
Секрет в том, что атомы не навалены в веществе как попало, они уложены по порядку и стройно. Вот как буквы: в алфавите их всего 33, а из этих 33 сколько разных слов можно сложить, разных книжек написать! Все от того зависит, в каком порядке и какие буквы брать. Например, из четырех букв можно сложить слово «РОГА», а можно — «ГОРА». А заменить всего одну букву, получится новое слово: «НОРА».
При чем здесь буквы, алфавит?
А при том, что из букв слова получаются, а из атомов — молекулы, мельчайшие частички вещества.
Каждая молекула — тоже совсем маленькая, невидимая простым глазом. Даже не пылинка, а в миллион раз меньше пылинки. Вместе соберутся миллионы молекул нафталина — из них получится уже кусок нафталина. А из множества молекул резины — резинка.
Молекула держится, а не рассыпается потому, что атомы, из которых состоит она, друг к другу крепко притягиваются. Одна молекула, а с ней рядом — другая, рядом — третья. И эти соседи-молекулы тоже «дружат», между собой притягиваются, но слабее, чем атомы внутри молекул. Потому что атомы чужих молекул находятся один от другого дальше, чем атомы одной и той же молекулы.
Что же происходит, когда мы раскалываем стекло или режем ножом кусок масла?
Каждая молекула остается цела и невредима, атомы внутри нее все на месте.
Зато сами молекулы отрываются друг от друга. Где тоньше, там и рвется. А мы ведь уже знаем, что атомы молекул-соседей слабее притягиваются.
«Интересно получается, — удивитесь вы, — говорили, говорили про молекулы, а для чего? Все равно выходит, прочность любого вещества, его хрупкость, пластичность, упругость зависят только от атомов: сильно ли они между собой притягиваются, возвращаются ли на свое прежнее место».
Нет, не только… И не у всякого вещества так…
Давайте сравним молекулу с домом, составленным из кубиков-комнат. Каждый кубик договоримся считать атомом. В таком случае из одних и тех же кубиков-атомов, ставя их друг на друга, можно сложить двух или трехэтажный маленький домик (молекулу какого-нибудь вещества), а можно — стоэтажную башню (тоже молекулу, но только другого вещества). Теперь подумайте: от чего зависит прочность построенного нами домика?
Ну конечно, от прочности кубиков. Если же мы не просто ставили их друг на друга, а склеивали между собой, то еще и от надежности клея.
А прочность стоэтажной башни?..
Если выстроить башню слишком высокой, она закачается, рухнет. Если стены внизу слишком тонкие, они не выдержат веса всей башни. Если фундамент окажется мал, башня вдавится в землю, будто иголка, или скособочится.
Разумеется, прочность башни тоже зависит от кубиков и от клея, но еще и от конструкции и высоты.
В молекуле сухого льда всего три атома. В молекуле воды — также три. А в молекуле нафталина — восемнадцать. Значит, можно сравнить кристалл нафталина с городом, построенным из восемнадцатиэтажных домов.
Что касается молекул резины, то в каждой из них насчитывается больше двадцати тысяч атомов-кубиков. Представляете, как выглядит «город» из одних лишь высочайших небоскребов!
Впрочем, если бы нам удалось «подсмотреть» структуру куска резины и разглядеть молекулы, мы бы, наверно, не сказали, что это похоже на город из высотных домов: «небоскребы» попадали, скрючились, перепутались между собой. Получилась какая-то неразбериха; обрывки тонких и длинных ниток…
Потянешь кусок резины — молекулы распрямляются, отпустишь — снова скрючиваются.
Вот отчего резина такая упругая!