Понятие "атом" (в переводе с греческого неделимый) было давно. Ещё в древнем Египте.
Но атом - как физическую модель, состоящую из ядра, заряженного положительно, и электронов, заряженным отрицательно, открыл Эрнест Резерфорд. Многие исследовали атом и предлагали свои модели атома до этого: А. Беккерель, М. Склодовская-Кюри, П. Кюри, Дж. Томсон и сам Э.Ререрфорд. Однако Э.Резерфорд был первым, кто предложил ядерную планетарную модель атома. Он опубликовал результаты своих экспериментов в 1911 году. Ее в дальнейшем усовершенствовал Нильс Бор.
Когда мы в институте изучали планетарная модель атома Бора-Резерфорда, шутили: понять ядерную модель атома невозможно, в нее можно только поверить. Тем не менее, формулы ядерной физики работают!
Давайте сразу договоримся, что речь будет не о веществе, а о материале. Разница тут принципиальная: вещество есть нечто химически однородное (например, чистый металл, или чистый кварц, или чистый углерод...), тогда как материал может состоять из множества химических компонентов. Сталь, бетон, дерево, большинство пластиков - это именно материалы, но не вещества. Потому что веществ, разных химических веществ, в материале может быть дюжина...
Второй момент: ясное дело, что под "лёгкий" тут подразумеваесть плотность материала.
Ну и вот с такими оговорками можно вполне уверенно сказать, что одновременно и прочный, и с малой плотностью материал - это углепластик. Композитный материал на основе углеродного волокна. Современные углепластики при плотности, сопоставимой с плотностью дельта-древесины, по прочности на разрыв или на изгиб не уступают стали. Углепластики уже доросли до того, что из них начинают делать несущие элементы конструкции самолётов.
Ещё один любопытный материал, с приличной (но не рекордной) прочностью на сжатие и при этом фантастически лёгкий, с плотностью менее 0.1 плотности воды, - аэрогель. По сути это застывшая стеклянная пена. Аэрогели по прочности не уступают древесине, зато в несколько раз легче, легче даже пробки, и отличаются невероятно низкой теплопроводностью. Можно спокойно держать ладонь на пластинке Аэрогели толщиной в сантиметр, на которую с другой стороны направлено пламя ацетиленовой горелки.
Чтобы ускорить растворение твердого вещества в данном растворителе (предполагается, что вещество в нем растворяется) можно применить два способа - по отдельности или вместе. Один способ - это растворение не куска твердого вещества, а его порошка. Увеличение поверхности контакта твердого вещества и раствора сильно ускоряет процесс растворения. Особенно если раствор интенсивно перемешивать - вплоть до получения насыщенного раствора. Второй способ - это повышение температуры. Этот способ не универсален. Во-первых, растворимость некоторых веществ очень слабо зависит от температуры (например, поваренная соль в воде). Во-вторых, есть ограничения для повышения температуры - это кипение растворителя и возможное разложение вещества в горячем растворе. Но в любом случае в горячем растворителе растворение пойдет заведомо быстрее, чем в холодном.
Поскольку химики в своих расчетах привыкли оперировать с очень маленькими величинами им не подходит обычная масса атомов или молекул того или иного вещества - слишком уж ничтожные величины получаются. Поэтому для удобства была введена так называемая молярная масса, то есть масса одного моля вещества, а как нам известно, один моль содержит огромное количество молекул - 6*10 в 23 степени. В химических формулах используются величины кратные молю, причем показатель кратности ставится перед формулой. Пример один моль воды записывается как н2о, а пять молей - 5н2о. Так же и отдельные вещества входящие в состав сложного записываются в молях. В нашем примере это один моль водорода и один моль кислорода, или пять во втором примере. Молярная масса находится простым суммированием атомных весов и для воды она получается как 1*2+16=18, два атома водорода и один атом кислорода. Во втором примере мы можем рассчитать массу пяти молей воды. Делается это по формуле m = n*M, или в нашем случае масса равна 5 молям умноженным на 18 грамм на моль, размерность молярной массы. Получается, что 5 молей воды весят 90 грамм.
Самые большие молекулы - это молекулы ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислоты. Молекулярная масса таких кислот (в углеродных единицах, у.е.) доходит до 16 миллионов:
http://chem21.info/page/213136173092096102030181183182135223138238091135/
Для сравнения: молекулярная масса водорода - 2 у.е., воды - 18 у.е., сахара - 342 у.е. Теперь нужно найти массу молекулы ДНК в привычных нам единицах массы. Можно посмотреть в интернете или в учебнике, чему соответствует масса одной углеродной единицы. А можно никуда не смотреть: один моль ДНК (это 6×10^23 молекул) весит (вернее, имеет массу) 16 миллионов граммов. Значит, масса одной молекулы ДНК равна 16×10^6/6×10^23 ~ 2,7×10^-17 г. То есть исключительно мало. Сравнивать можно только с другими молекулами. Потому что даже точка в книге или распечатке имеет массу 1,3×10^-7 г, что в пять миллиардов раз больше!