2 תשובות
הכנה למבחן במדעים
מבנה האטום
כל החומרים בטבע בנויים מאטומים. האטומים הם גופים חסרי מטען (מבחינה חשמלית), הבנויים משלושה סוגים של רכיבים:
פרוטונים- נמצאים בגרעין, בעלי מטען חיובי.
נויטרונים- נמצאים בגרעין, ללא מטען.
אלקטרונים- נמצאים מחוץ לגרעין, בעלי מטען שלילי. נעים מחוץ לגרעין במהירות ונמצאים בתנועה מתמדת, היוצרים "ענן אלקטרוני", והם בעלי המסה הקטנה ביותר.
- כל הרכיבים התת אטומיים זהים בכל סוגי האטומים.
- רוב נפח האטום הוא ריק.
- סוגי האטומים נבדלים במספר הפרוטונים שלהם.
- באטום ניטראלי מספר הפרוטונים שווה למספר האלקטרונים.
- מספר הפרוטונים והנויטרונים לא יכול להשתנות, רק מספר האלקטרונים.
מסה אטומית= מסת פרוטונים + מסת נויטרונים
יונים
אטומים בעלי מטען חשמלי (חיובי או שלילי) נקראים יונים.
יון חיובי- אטום בון מספר הפרוטונים גדול ממספר האלקטרונים. (אטום שמסר אלקטרונים).
יון שלילי- אטום בו מספר האלקטרונים גדול ממספר הפרוטונים. (אטום שקלט אלקטרונים).
מולקולות
שני אטומים או יותר הקשורים זה לזה נקראים מולקולה.
שני אטומים זהים היוצרים מולקולה בטבע נקראים יסוד מולקולרי.
אותה מולקולה ביחד עם הרבה מולקולות זהות נקראת יסוד.
חומרים בעלי מבנה שאינו מולקולרי- חומרים שלא בנויים ממולקולות, כלומר בנויים מאטומים בודדים. מבנה זה נקרא סריג.
תרכובת ותערובת
יסוד- חומר המורכב מסוג אחד של אטומים ואינו יכול להתפרק לחומר פשוט יותר.
תרכובת- זה אטומים מיסודות שונים, המסודרים במולקולות, ובין האטומים יש קשר כימי.
תערובת- זה שני חומרים (טהורים) או יותר, (היכולים להיות בצורת מולקולות או אטומים בודדים) שאין בין האטומים קשרים כימיים. לא נוצר חומר חדש כמו בתרכובת, ולכן, תכונות החומרים המרכיבים את התערובת נשארים.
יסודות ותרכובות הם חומרים טהורים.
חומר טהור- הוא חומר אחד, בעל תכונות קבועות- צבע, טעם, ריח ועוד..
התרכובת היא בעלת תכונות חדשות מתכונות החומרים שהרכיבו אותה. תכונות אלו הם קבועות ולכן תרכובת היא חומר טהור.
תערובות
את התערובות ניתן למיין לשתי קבוצות:
- תערובת הטרוגנית- לא אחידה: תערובת שאינה אחידה וניתן להבחין בחומרים המרכיבים אותה. (דוגמא- סלט, ערבוב של מלח ופלפל)
- תערובת הומוגנית- אחידה: תערובת שנראת כאילו היא אחידה והיא עשויה מחומר אחד- שם נוסף הוא תמיסה. (דוגמא- אוויר, פלסטיק, בד)
תמיסה
בתמיסה יש חומר המשמש כממס, ושאר החומרים כמומסים. זהו תהליך בו נוצרים קשרים בין חלקיקי המומס המוקפים בחלקיקי הממס. הממס והממוסים יכולים להיות בכל מצבי הצבירה, אך לרוב מצב הצבירה של התמיסה נקבע ע"י הממס. מסיסות נמדדת, על פי הכמות המרבית של החומר המומס, שאפשר להמיס ב100 גרם של ממס. דרגת המסיסות של חומר המומס תלויה בתכונותיו, בתכונות הממס, כוחות המשיכה, טמפ' ועוד. תמיסה בה יש כמות גדולה של מומס נקראת תמיסה רוויה.
הפרדת תערובות
בשביל להפריד בין תערובות יש להשתמש בתכונה מפרידה- זו תכונה אופיינית לכל חומר בתערובת. דוגמא לשיטות הפרדה הם:
• סינון- שיטה להפרדת תערובות הטרוגניות, לסינון גודל החלקיקים.
• אידוי- שיטה להפרדת תערובות הטרוגניות והומוגניות, התכונה המפרידה היא טמפ' הרתיחה או יכולת ההתאדות.
• כרומטוגרפיה- השוני ביכולתם של חומרים שונים להסתפח לחומר נתון.
• זיקוק- הפרדת תערובות בעזרת טמפ' הרתיחה של הנוזלים בתערובת.
• מגנוט- כאשר תערובת הטרוגנית מכילה ברזל.
השפה הכימית
• המספר הכתוב בצד שמאל לסמל היסוד, מראה את מספר האטומים הבודדים של אותו יסוד.
• המספר המופיע בצד ימין למטה לאטום, מראה את מספר האטומים המרכיבים את המולקולה.
• מספר המופיע מצד שמאל למולקולה, מראה את מספר המולקולות בחומר.
היסודות הכימיים
כל דבר ביקום בנוי מיסודות. בעולם יש כ 118 סוגים של יסודות, חלקם בטבע וחלקם הופקו במעבדות. היסודות הנפוצים ביותר הם: מימן והליום (בשמש), חמצן וצורן (בקליפת כדור הארץ), חמצן ופחמן (בגופם של יצורים חיים).
מתכות ואל מתכות
כאשר האלקטרונים ברמה האחרונה ניתקים מהגרעין (בגלל שכוח המשיכה הוא חלש יחסית), האטום הופך ליון חיובי. בסריג מתכתי נוצר מצב של יונים חיוביים, שמסביבם נעים במהירות אלקטרונים חופשיים. בעקבות תופעה זו
תכונות המתכות הם:
• מוליכות זרם חשמלי- כאשר יש מקור חשמל- כמו סוללה, הוא "דוחף" את האלקטרונים החופשיים, הם נעים וכך מעבירים את הזרם החשמלי.
• מוצקות בטמפרטורת החדר (מלבד לכספית)- בגלל שיש כוחות משיכה חשמליים חזקים בין האלקטרונים החופשיים (ים האלקטרונים) ליונים החיוביים, יש להשקיע אנרגיה רבה כדי לשבור כוחות אלו.
• מבריקות – הברק נוצר עקב קליטת קרני האור והחזרתם ע"י ים האלקטרונים.
• בעלי צליל מתכתי
• צבען אפור כסוף (פרט לנחושת וזהב)
• ניתנות לריקוע ולמתיחה (פרט לכספית)- בסריג מתכתי, היונים מסודרים בשכבות. ע"י הפעלת עומס לחיצה או עומס מתיחה, שכבות היונים מחליקות זו על זו, תוך כדי שמירה על המבנה שלהם ועל הקשר ביניהם.
לכל אחד מהיסודות האל מתכתיים יש תכונות אופייניות התלויות בסוג האטומים, בהיערכות שלהם, ובכוחות הפועלים בניהם.
בעולם האל מתכות יכולים לקרות מקרים בהם:
אטומים של אותו יסוד ערוכים בצורות שונות (כלומר, אותו אטום יכול להופיע כאטום בודד, במולקולה דו אטומית, רב אטומית בטבע, וזה נקרא צורה אלוטרופית. זה משפיע על תכונות היסוד- הצבע, המרקם, השימוש, הצורה וכדומה... (לדוגמא: הפחמן יכול להופיע כ- פחם, גרפיט ויהלום).
הטבלה המחזורית
הטבלה המחזורית מציגה את היסודות הכימיים לפי תכונות היסודות. היא פורסמה בשנת 1869 ע"י דימיטרי מנדלייב.
הסידור של היסודות בטבלה נעשה ע"י המספר האטומי של היסוד- שזה בעצם מספר הפרוטונים באטום היסוד. הסימון המלא של כתיבת האטום הוא:
מספר מסה = פרוטונים + נויטרונים
מספר אטומי = מספר פרוטונים
מטען חשמלי = כאשר יש מסירה או קליטה של אלקטרונים
בטבלה המחזורית החלוקה היא לפי תכונות היסודות, אם הם מתכות או אל מתכות. אך יש גם חלוקה לפי משפחות כימיות- שזה קבוצה של יסודות שנמצאים בטורים שבטבלה ויש להם מאפיינים משותפים.
משפחת המתכות האלקליות- כל היסודות הנמצאים בטור הראשון חוץ מהמימן:
li, na, k, rb, cs, fr)) ( ליתיום, נתרן, אשלגן, רובידיום, צזיום, פרנציום) התכונות המשותפות הם:
• מוצקים בטמפ' החדר
• מוליכים חשמל וחום טובים
• בעלי צבע אפור כסוף
• בעלי ברק מתכתי
• מרקם רך מאוד
• צפיפות נמוכה משל המים- כלומר צפות במים
• בעלי פעילות כימית ניכרת
• נטייה להתרכב עם יסודות אל מתכתיים אחרים
• מופיעים בטבע בצורה של תרכובות
• האלקטרון ברמה האחרונה הוא 1
משפחת ההלוגנים- כל היסודות בטור השביעי:
(פלואר, כלור, ברום, יוד, אסטטין) התכונות המשותפות הם:
• נטייה להתרכב עם מתכות ליצירת מלחים
• יכולים להגיב כמעט עם כל חומר
• מופיעים בטבע כתרכובות
• יכולים להימצא במצבי צבירה שונים
• בעלי מגוון צבעים
• בעלי ריח חריף ורעילים
משפחת הגזים האצילים- כל היסודות שבטור השמיני
(הליום he, ניאון ne, ארגון ar, קריפטון kr, קסנון xe, ראדון rn)
התכונות המשותפות הם:
• גזים בטמפ' החדר
• מופיעים בטבע כאטומים בודדים
• קיימים בטבע כיסודות
• משמשים למילוי נורות.
תגובות כימיות
תהליך כימי, הוא תהליך שבו נוצרת או מתפרקת תרכובת. ישנם שני סוגי תרכובות:
תרכובת מולקולארית- הם מולקולות המורכבות מאטומים שונים של יסודות אל מתכתיים, הקשורים זה לזה בקשר כימי.
תרכובת יונית- אלו יוניים חיוביים של מתכת ויוניים שליליים של אל מתכת.
שינוי פיזיקאלי- הוא שינוי שבו לא חלים שינויים בהרכבו ובתכונותיו של החומר של חומר, כמו: ערבוב, גזירה, מתיחה שינוי מצב צבירה וכדומה.. (החומר שומר על זהותו, ללא שינוי במבנה הכימי)
שינוי כימי- מתרחש כשחומר הופך לחומר אחר עם תכונות חדשות.
פירוק של תרכובת ליסודותיהן נעשתה ע"י שתי דרכים:
• חימום
• אלקטרוליזה (העברת זרם חשמלי). תהליך האלקטרוליזה:
הסוללה גורמת ליוניים השליליים למסור את האלקטרונים לאלקטרודה החיובית, ומעבירה את האלקטרונים לאלקטרודה השלילית, ומשם ליוניים החיוביים, וכך נוצרים אטומים ניטראליים.
ישנן משוואות, המתארות את התהליך הכימי. המשוואה מתחלקת למגיבים (מצד שמאל לחץ), ותוצרים (מצד ימין לחץ).
שריפה ובעירה- תהליך הבעירה הוא תהליך כימי שיכול להרכיב תרכובות (החומר מתרכב עם החמצן ונוצרת תחמוצת), בשביל שתהיה בעירה צריך את "משולש הבעירה"- חמצן, חום, חומר דליק.
חומצות ובסיסים
חומצה היא תרכובת בין תחמוצת אל מתכתית ומים. זיהוי חומצה- זיהוי חומצה נעשה ע"י נייר לקמוס כחול, שבמגע עם חומצה הוא נהפך לאדום. היסוד שמופיע בכל החומצות הוא מימן h+. כאשר חומצות באות במגע עם מים החומצה מתפרקת ליוניים המרכיבים אותה וליוניים חיוביים של מימן.
בסולם ph- 0-6 זה חומצה.
בסיס הוא תרכובת של תחמוצת מתכתית עם מים. רוב הבסיסים רעילים.
זיהוי בסיס נעשה ע"י נייר לקמוס המשנה את צבענו מאדום לכחול. הקבוצה שמופיעה בבסיסים היא oh-. כאשר בסיסים באים במגע עם מים הבסיס מתפרק ליוניים חיוביים ושליליים. בסולם ph 8-14 זה בסיס.
תגובת סתירה- כאשר חומצה מתרכבת עם בסיס, נוצרים מלח ומים. המימן והיון הידרוקסיד מתחברים ויוצרים מים, והחומר שנמצא בהם מתרכב למלח.
תגובה אנדו תרמית- תגובה קולטת אנרגיה, נקלטת יותר מאנרגיה מאשר האנרגיה המופקת. הטמפרטורה בסביבה יורדת. בתהליך זה חל פירוק קשרים כימיים בין אטומים.
תגובה אקסותרמית- תגובה פולטת אנרגיה, נפלטת יותר אנרגיה מאשר נפלטה. הטמפרטורה בסביבה עולה. בתהליך זה נוצרים קשרים כימיים בין אטומים.