扩散（diffusion）是指粒子因随机运动，从浓度较高的区域净移动到浓度较低的区域。它常出现在气体、液体和溶解物质的题目里，也是你最早被要求用粒子来解释变化的地方之一。
这一课属于粒子模型与状态变化这个单元。之后学习反应速率和分离方法时，同样的推理还会再用到。
粒子运动如何产生扩散？
先从粒子模型开始。气体和液体中的粒子一直在运动，而且方向随机，每次碰撞后都会改变方向。
想象在房间一角放出一种气味。靠近源头的地方粒子很拥挤，远处几乎没有。
粒子向各个方向运动，也包括朝源头的方向。
但因为源头附近的粒子多得多，离开的就比回来的多。结果是粒子朝远离拥挤区域的方向产生净移动。
没有哪个粒子“想要”去某处，也没有力在推它们。散开只是随机运动的统计结果。
什么会改变扩散的快慢？
在这个阶段，有两个因素。
温度。 温度越高，粒子动能越大，运动越快，散开也越快。
粒子质量。 在相同温度下，较轻的粒子比较重的粒子运动更快。所以由较轻粒子组成的气体扩散得更快。
扩散在气体中最快，在液体中较慢，在固体中非常慢。气体的粒子相距很远，可以自由运动。液体的粒子靠得很近，不断与邻近粒子碰撞。
你可以按步骤组织答案。
- 说明粒子在不停地随机运动。
- 说明哪里粒子较拥挤，哪里较稀少。
- 说明离开拥挤区域的粒子比进入的多，所以有净移动。
- 如果题目问快慢，就联系温度或粒子质量。
例题
老师把一滴染料滴入两杯其他条件完全相同的水中，一杯冷，一杯温。下面的观察数据是为练习而虚构的。
| 烧杯 | 水温 | 颜色扩散到整杯所需时间 |
|---|---|---|
| A | 10 °C | 90 s |
| B | 40 °C | 35 s |
题目： 用粒子解释两者的差别。
第 1 步，说明这里的扩散。 染料粒子和水粒子都在随机运动。染料滴落处的染料粒子较多，所以染料粒子向水的其余部分净移动。
第 2 步，联系变量。 烧杯 B 中的粒子动能较大，所以运动较快。
第 3 步，联系结果。 较快的粒子碰撞并散开得更快，所以颜色扩散到整杯只需 35 s，而 A 需要 90 s。
注意，这个答案提到了粒子、随机运动、净移动和差别的原因。只写“温水扩散得更快”只是观察，不是解释。
要提防的错误
常见的错误是说颜色均匀后粒子就停止运动。
错误答案： “染料均匀分布后，扩散停止，因为粒子不再运动。”
粒子一直都在运动。停止的是净移动。可以改为：“粒子仍在随机运动，但向各个方向移动的数量相同，所以浓度没有整体变化。”
第二个错误是只写“因为有浓度差”，却不提粒子的运动。浓度差决定净移动的方向，真正的原因是粒子的随机运动。
自我检测
先在纸上作答，再打开答案。
1. 把一个装有有色气体的集气瓶倒扣在装有空气的瓶子上方，打开后颜色慢慢向上扩散。请解释原因。
显示答案
气体粒子不停地随机运动。下方的粒子较多，所以向上移动的比向下移动的多，形成从高浓度到低浓度的净移动，直到颜色均匀。
2. 两种气体处于相同温度。气体 P 的粒子比气体 Q 轻。哪一种先到达远处的墙壁？为什么？
显示答案
气体 P。 在相同温度下，粒子平均动能相同，所以较轻的粒子运动更快，散开更快。
3. 判断对错：“固体中的粒子永远不会扩散。”请说明理由。
显示答案
严格来说是错的。 固体中的扩散极慢，因为粒子紧密排列，大多只在原位振动。在这个阶段，只要说明固体中的扩散比液体或气体慢得多即可。
接下来学什么？
下一课是区分沸腾与蒸发，它把同样的粒子运动用到液体上。准备好之后，可以用粒子混合练习检验自己。
有些学生能写出扩散的定义，但一遇到要求说明原因的题目就丢分。我们的老师会在一对一线上化学补习中帮助你补上这一环。