三、物质的构成

早在 2000 多年以前，古希腊的哲学家德谟克利特（Democritus，约公元前 460～前 370）就曾经思考过这个问题。有一次他到河边散步，站在沙滩上凝视着水中的鱼群，思索着鱼为什么能在水中游来游去？他想：河里的水是一个不可分割的整体，还是由分到最后不能再分的微粒构成的呢？如果是不可分割的整体，为什么鱼可以在它中间自由自在地游来游去呢？当他发现自己的双脚排开沙粒而陷入沙滩之后，恍然大悟，他认为水也可能是由无数个不能再分的微粒构成的。在此基础上，他又对许多现象进行了观察、分析，认为所有的物质都是由不能再分的微粒构成的。

人们经过长期的科学实验和分析，证明物质确实是由许许多多肉眼看不见的分子、原子等微粒构成的。

在日常生活中，许多现象都能帮助我们理解分子是构成物质的一种微粒。例如，湿衣服晾晒干就是由于水的分子在风吹日晒下扩散到空气中去了。当我们走到鲜花盛开的花圃附近，由于具有香味的分子扩散到空气中， 飘进我们的鼻孔，就闻到香味。把糖块放进水里溶解，水就有了甜味，说明

糖的分子扩散到水分子的间隙之中。

【议一议】把 1 体积的玉米（或大豆）跟 1 体积的小米混合起来，总体

积是否等于 2 体积？为什么？

下面再来观察和研究两种液体混合的实验。

实验 1—4 水和酒精等体积混合

取一根长约 30cm，直径约 1cm 的玻璃管将下端管口封闭，在离管底 10cm 处和 20cm 处分别捆 1 个橡皮筋作标记。先向玻璃管中注入蒸馏水至 10cm 处（图 1—4，Ⅰ），然后再向管中注入酒精至 20cm 处（图 1—4Ⅱ），用手指堵住管口，反复颠倒玻璃管，再使玻璃管竖直（图 1—4，Ⅲ），观察液面有何变化。

实验表明，水跟酒精均匀混合后，总体积小于混合前它们的体积之和。

这是因为水分子和酒精分子互相渗入对方分子之间的空隙里。如果在一杯清水中，滴入几滴红墨水，不久，整杯水都变成红色。这说明分子是构成物质的一种微粒，分子之间有空隙，也说明分子在不停地运动。

气态物质的分子之间的间隔很大，而液态和固态物质的分子之间的间隔都很小。物质的三态变化，其实质就是分子间间隔的增大或缩小。例如，水在受热时，水分子的运动加速，水分子之间的距离增大，就变成了水蒸气。水蒸气遇冷时，分子运动的速度减慢，分子之间的距离缩小，而凝结成液态的水。

虽然水蒸气和水的状态不同，但都是由水分子构成的。变来变去水分子本身没有改变，水的化学性质没有改变，它属于物理变化。当物质发生化学变化时，它的分子起了变化，不能保持原物质的化学性质。所以，分子是保持物质的化学性质的一种微粒。同种物质的分子，性质相同；不同种物质的分子，性质不同。

分子的体积很小。有人计算过，如果 1 滴水的体积约是 1/20mL，大约含有 1.67×1021 个水分子。假设水分子可以一个一个地去数，每人每分钟能数100 个，让 10 亿人日夜不停地数，需要 3 万年才能数完。你能想象出地球跟乒乓球的体积比吗？乒乓球跟水分子的体积比也近似这么大。分子的体积这么小，我们用肉眼是看不到的。现在，已能通过科学仪器把分子放大几十万倍来进行拍摄。图 1—5 就是用扫描隧道显微镜拍摄的苯分子图像的照片。这有力地证实了分子是真实存在的。

分子的质量非常小。例如，1 个水分子的质量大约是 3×10-26kg。在 1g 水里约含有 330 万亿亿个水分子。