物质的质点论 江銘輝 五夢網
科学家提出一个理论用来解释固体、液体，和气体的行为，这个理论非常重要，有一个特殊的名称，叫做质点论。
一、质点论
所有的物质，均由非常细小的质点所构成。这些质点是非常小的，以
至于任何高倍的显微镜，都无法看到，但是科学家相信它们是存在的。这些质点彼此互相吸引且不停的运动，当物质受热愈大时，质点之间的运动会愈来愈快。在固体中，这些质点几乎被限制一个位置上，彼此间相距很近，所以彼此的吸引力最强。在液体中，质点之间的吸引力比固体弱很多，所以彼此可互相滑动，改变质点间的位置。而气体内的各质点几乎没有吸引力，图1所示的是科学家想象在固体、液体、气体之内部的质点模型。
对于这些微小质点，科学家已正式称它为原子或分子。分子有多大?看看一滴墨水，它包含了数百万以上的墨水分子，所以一颗分子的大小比十亿分之一公尺还小，也就是十亿个分子连接的长度还不到一公尺长。
现在，我们将质点谕归纳成下面三点：
1.何物质都是由质点所构成。
2.质点不断的在运动。
3.质点间具有吸引力。
固体：限制一个位置上 液体：彼此可互相滑动 气体：几乎没 有吸引力
吸引力最强
图1：不同状态(固体、液体、气体)其内部质点的行为。
二 、质点论的应用
科学家之所以相信质点论，主要原因是质点论在解释物质性质时，非常有用，下列9题是一些物质物理变化及化学变化的例子。1-8题是属于物理变化，第9题是化学变化。
例题1:试以质点论解释物质的三态变化。
讨论：
水化成水蒸汽或水凝结成冰等变化，称为水之三态变化。
如图2是水的三种状态：固体、液体和气体。冰中的水分子运动非常慢，而且彼此互相吸引在一起，形成棒冰的形状。当棒冰受热时，分子运动速度加快变得较为激动，最后分子彼此互相远离，棒冰于是熔化了，固体的冰就变成液体的水了。最后当水开始沸腾时，水分子终于克服彼此间的吸引力而逃逸，水就变成蒸汽而以气体方式，扩散到空气中。水的三态变化其实只是水分子运动的快慢和水分子彼此间距离的变化，也就是水分子之间距离的拉近与远离。但是水分子仍然是水分子，因此物质三态变化称为物理变化。
图2：水能够以固态、液态、气态存在
例题2:
试以质点论解释固体的伸长和压缩的弹性。
讨论：
质点论也可以用来解释固体具有伸长和压缩的弹性。当拉长弹簧时，弹簧内的分子就被拉得互相远离些，但是它们仍互相吸引着。稍后当你放手时，弹簧内的分子因互相吸引，又恢复再一起。
分子喜欢彼此互相接近，但是并不是非常接近，当你压住一弹簧或是一干海绵时，你一放手，它又恢复了原状。分子是非常顽固的，它们总喜欢保持一个适当距离。晶体内的质点，形成特殊的排列，它们彼此互相吸引而维持晶体的形状，如图3所示是晶体内部质点排列的情形。
例题3:
试以质点论解释墨水在水中的颜色扩散。
讨论:
质点论也可用来解释墨水滴在水中的颜色扩散，因为墨水滴在水中，墨水分子受到水分子碰撞，将墨水分子撞到溶液各角落，使墨水分子扩散到溶液四方。
图3：晶体内部的质点以特殊的形式排列
例题4:
气体为什么会被压缩?
讨论:
气体分子之间具有较大的空间，因此气体能够被压缩。当气体被压迫时，分子就被压迫在一起而占有较小的空间，有些气体如果受到足够的压力就会转变成液体。
例题5:
气体为什么要保存在密封的容器内，香味飘扬为何是物理变化?
讨论:
气体中的分子，运动非常快，它们不会在既定的空间中聚集，而到处飘逸，这就是为什么气体必须装在封闭容器保存的理由。又由于分子的快速运动，所以能够扩散到更大空间，至于香味的飘扬，其实只是香水中的香味分于挥发到空气中，然后迅速扩散到人类鼻于，在未被吸到鼻子前，香味分子仍是来香水中的香味分子，并没有产生化学变化。
例题6
试以质点论解释糖溶于水只是物理变化。
讨论：
糖溶于水只是糖分子钻入水分子的空隙，糖分子和水分子并未发生化学变化，糖分子仍然是糖分子，水分子仍然水分子，因此糖溶于水是物理变化。
例题7:
一些奇特的物质如胶状物、水软冻、未干的油漆，它们是怎样混合的?为什么它们的混合是物理变化?
讨论：
你己学过了所有的物质不外是固体、液体、气体，但真的如此吗? 许多物质却是介于三者之间，似乎什么也不是。如胶状物、冰软冻、未干的油漆，它们既不是固体，也不是液体，它们是由两种以上物质组成之非均匀状态混合物。这两种以上物质之分子彼此钻入对方的空隙，它们之间并没有发生化学变化，混合后的混合物也不很均匀，因此它们的混合是属于物理变化。
例题8:
液体被切断后可以立即连在一起，为什么固体被切断后不会连接?讯以质点论解释之。
讨论:
此问题的中心是「连在一起」这一句话。如果是绳子或铁锁则接连的意思比较清楚，但液体连接到底指什么状态?若把液体放在容器内，则填满整个容器，表面变成水平。若把容器穿一个洞，则水会不断的滴出去。处于此种状态的液体本身能否称为已经连接，是稍有疑问的。「连接」这句本身能否适用于液体，并不明确。因此，所问的问题可能用下面叙述，较妥当。
「固体若用刀切即不会合在一起，一直保切断的状态，但是，若用刀把容器内的液体切开之后拿走刀，则液体保持原有的状态，不会留下用刀的痕迹。两者的差异应该如何说明?」
若想回答此问题，必须说明组成固体或液体的微粒子亦即分子或原子的集合状态。
所谓固体，是指原子（或分子）有规则的排列的状态。它与相邻的原子以很强的力结合在一起，此力叫做化学结合力。因为这种化学结合力一旦断掉，很难再结合于一起。所以固体被断后不会再连接。
液体就不同了，液体的分子与分于之间以微弱的万有引力彼此吸引:因此液体纵然暂时被分开，一旦重新在一起，彼此又马上万有引力互相结合在一起。因此固体切断后不会再连切断后，而液体切断后可再结合在一起。
例题9:
试以质点论说明化学变化。
讨论:
前面所举之问题都是在讨论物理变化，现在我们来探讨如何以质点论解释物质的化学变化。
我们已学过物质在某些变化中会转变成新的物质，这种新的物质已和原来的物质不同，这种变化叫做化学变化。例如:木材的燃烧。木材在燃烧后就变成灰和烟，因此化学变化的特征是物质的组成发生了根本的改变，其他常见的化学变化，如:铁的生镰、汽油的燃烧、食物的消化等皆是。
我们如何以质点的观点来看化学变化呢?
我们知道水分子是由两个氢原子和一个氧原子所组成的。我们可以做如下的实验把氢与氧结合成水，当氢气通过玻璃管到空中时，空气中的氧把氢气点燃，则会产生淡蓝色的火焰，这时拿一个冷的玻璃烧杯在火焰的上方，则会有水滴凝集在烧杯上，这就是氢和氧结合成水。但回顾燃烧前，氢气和氧气在空气中都是以双原子的分子形态存在。氢和氧两分子结合成水的化学反应式如图4。图中每一小球代表一个原子，几个小球聚成一堆，代表一个分予。从图中我们可以看出化学变化有下列特点:
1.反应前后分子种类改变了:图4中反应前为两个氢分子与一个氧分子，反应后变两个水分子。水分子的性质与氢分子或氧分子的性质均不相同。
2．反应前后各种原子的数目保持不变:图中反应前有4个氢原子和2个氧原子，而反应后，2个水分子亦含有4个氢原子和2个氧原子。
图4：氢分子与氧分子化合成水分子