Примерно то же самое происходит при растворении в воде сахара.

Явление диффузии доказывает, что частицы, из которых состоит вещество, находятся в непрерывном движении. Это обусловливает еще одно интересное физическое явление – броуновское движение.

Английский ботаник Роберт Броун в 1827 г. изучал строение пыльцы растений. Наблюдая в микроскоп за крупинками пыльцы в капле воды, ученый с удивлением заметил, что пылинки хаотически перемещаются, словно живые. Беспорядочное движение мельчайших частиц в жидкой или газообразной среде называется броуновским движением.

Может быть, крупинки цветочной пыльцы и вправду могут двигаться без посторонней помощи? Давайте проверим это с помощью лабораторного эксперимента. Для этого вам понадобится микроскоп и немного черной туши.

Нанесите на предметное стекло каплю чистой воды и с помощью кисточки подкрасьте ее очень небольшим количеством черной туши, предварительно разведенной водой до светло-серого цвета. Накройте каплю покровным стеклом. Перемещая тубус микроскопа, добейтесь четкого изображения. Вы увидите, как черные частицы туши совершают самопроизвольное движение. Но ведь их-то точно нельзя назвать живыми! Подобный опыт поставил выдающийся французский ученый Ж.Б.Перрен. Он зарисовал движение частиц примерно так, как показано на рис. 36.

Рис. 36. Броуновское движение частиц туши в воде

Опыт Перрена стал еще одним убедительным доказательством существования молекул. Он показал, что причина броуновского движения состоит в непрерывном, никогда не прекращающемся движении молекул жидкости или газа. Разумеется, что крупинки твердого вещества во много раз больше молекул, которые нельзя увидеть в микроскоп. Однако они испытывают постоянные столкновения с молекулами жидкости, что и заставляет их перемещаться.

Молекулы веществ состоят из еще более мелких частиц – атомов. Атомы – это мельчайшие электронейтральные частицы, из которых состоят молекулы веществ.

Есть вещества, которые состоят не из молекул, а из атомов. К ним относятся алмаз, графит, кремний, кварц, сапфир и рубин. Из отдельных атомов состоят газы, которые называют благородными (гелий, неон). Модели кристаллических решеток некоторых веществ атомного строения и их образцы изображены на рис. 37.

Рис. 37. Кристаллические решетки и образцы: а – алмаз; б – графит; в – кварц

Многие вещества состоят не из молекул или атомов, а из ионов. Ионы – это положительно или отрицательно заряженные частицы, образовавшиеся из атомов. Поваренная соль, сода, марганцовка – это вещества, состоящие из ионов.

Модели кристаллических решеток веществ ионного строения и образцы соответствующих природных минералов вы можете рассмотреть на рис. 38.

Рис. 38. Модели кристаллических решеток и образцы природных минералов: а – фторид кальция (минерал флюорит); б – хлорид натрия (минерал галит)

В предыдущем эксперименте вы наблюдали диффузию «ароматных» молекул в воздухе. Нетрудно увидеть диффузию в водном растворе веществ, состоящих из ионов.

Задание-эксперимент. В стеклянный стакан или пол-литровую банку с водой бросьте несколько кристалликов марганцовки. Вскоре появятся малиновые разводы: вещество при растворении вызывает окраску воды (рис. 39). Через некоторое время цвет жидкости станет совершенно однородным.

Рис. 39. Диффузия окрашенных ионов вещества в водном растворе

На скорость диффузии веществ существенное влияние оказывает температура. Предыдущий эксперимент можно провести в двух сосудах, один из которых поместить в холодильник, второй оставить в комнате. Как вы думаете, в каком из сосудов раствор станет однородным быстрее?