סיכום לבגרות בכימיה

1.     מבנה האטום.

2.     הולכה חשמלית.

3.     הולכה יונית.

4.     הטבלה המחזורית.

5.     משפחות.

6.     בניית תרכובות יוניות.

7.     יסוד, תרכובת, תערובת.

8.     חומצות ובסיסים.

9.     מושגים

המבנה הבסיסי של החומר, לא ניתן לפרק אותו לחומר אחר.

ישנם כ-100 יסודות.

לכל יסוד ישנו שם שמסומן באות גדולה (חמצן – O). במידה והאות כבר בשימוש, נלוות לאות הגדולה אות קטנה אשר בד"כ היא אחת האותיות האחרות בשם היסוד באנגלית (נתרן – Na).

לפחות שני אטומים שהתחברו ע"י קשר כימי. את מספר היסודות במולקולה ניתן לזהות לפי מספר האותיות הגדולות. לדוגמא: במולקולה

C₆H₁₂O₆ ישנם 3 יסודות וזה מכיוון שיש 3 אותיות גדולות.

את מספר האטומים במולקולה ניתן לזהות לפי המספרים הכתובים ליד שמות היסודות. לדוגמא: במולקולה

C₆H₁₂O₆ ישנם 24 אטומים. זכור – יסוד שאין לידו מספר, משמעו אטום אחד! לדוגמא, במולקולה: H₂SO₄ ישנם 7 אטומים וזה מכיוון שליסוד ה-H ישנם 2 אטומים + יסוד ה-S שיש לו אטום אחד + יסוד ה-O שיש לו 4 אטומים.

שים לב – כאשר ישנו מספר לפני המולקולה או האטום הבודד, ישנם שני אטומים בודדים בלי קשר כימי, או, שתי מולקולות נפרדות שאין בהם קשר כימי. לדוגמא:

2H – שני אטומים H שאין ביניהם קשר כימי.

H₂ – שני אטומי H שיש ביניהם קשר כימי.

2C₆H₁₂O₆ – שתי מולקולות C₆H₁₂O₆ נפרדות.

האטום בנוי מגרעין האטום ומחלקיקים קטנטנים הנעים סביב הגרעין הקרואים אלקטרונים. האלקטרונים מסומנים באמצעות הסימן – (מינוס) וזה משום שמטענם החשמלי הינו מטען שלילי.

גרעין האטום בנוי משני סוגים של חלקיקים זעירים אשר אינם נעים:

פרוטונים – מסומנים בסימן + (פלוס) וזה משום שמטענם החשמלי הינו מטען חיובי. לכל פרוטון באטום חייב להיות "זוג" אלקטרון ולכן כל האטומים הם נייטרלים. הפרוטונים מושכים את האלקטרונים אליהם.

נייטרונים – אין להם סימן מיוחד וזה משום שאין להם מטען חשמלי. הם נייטרלים.

את עיקר המסה (כמות החומר) של האטום תופס הגרעין.

את עיקר הנפח (המקום שתופס) של האטום תופסים האלקטרונים.

אלקטרונים חופשיים הינם אלקטרונים שמקור החשמל מצליח לנתקם ממשיכת הפרוטונים ולהניע אותם לאורך המוליכים.

במבדדים אין הולכת חשמל וזה מכיוון שאין באטומים שלהם אלקטרונים חופשיים. במבדדים אין אלקטרונים חופשיים מכיוון שביסודות המבדדים משיכת הפרוטונים חזקה מאוד.

מספר אטומי הוא מספר הפרוטונים שבגרעין. לכל יסוד יש מספר אטומי משלו. אין שני יסודות שונים עם אותו מספר אטומי. מכיוון שלכל פרוטון יש זוג – אלקטרון, מסקנה – אם מספר אטומי של אטום הוא 17, אז יש לו 17 פרוטונים ו-17 אלקטרונים.

יון – אטום שמספר הפרוטונים בו אינו שווה למספר האלקטרונים.

טעינה – הפיכת אטום ליון ע"י הזנת אלקטרונים בעזרת מקור כוח.

פריקה – החזרת היון לאטום ע"י תנועת אלקטרונים.

יון שלילי (–) – יון אשר מספר האלקטרונים בו גדול ממספר הפרוטונים.

יון חיובי (+) – יון אשר מספר הפרוטונים בו גדול ממספר האלקטרונים.

–        בין שני אטומים חיוביים מתקיימת דחייה.

–        בין שני אטומים שליליים מתקיימת דחייה.

–        בין יון חיובי ליון שלילי (או להיפך) מתקיימת משיכה.

אם מולקולה מורכבת מאטומים מאותו הסוג אז היא יסוד.

אם מולקולה מורכבת מאטומים שונים מאותו הסוג (יסודות שונים) אז היא תרכובת.

הגדרה – מולקולה המורכבת לפחות משני יסודות שונים.

הגדרה – לפחות 2 חומרים שכל חומר שומר על תכונותיו כיוון שלא נוצרים קשרים כימיים (תגובה כימית) בין החומרים.

כל תמיסה היא תערובת.

1.     תערובת מתקבלת ע"י ערבוב של חומרים שונים זה מזה. החומרים המעורבבים אינם משנים את תכונותיהם. הם לא מקיימים ביניהם קשר כימי.

2.     האוויר הוא תערובת של גזים.

3.     החומר נחושת-גופרית הוא תרכובת, יכוון שתכונותיו שונות מהחומרים שיצרו אותו.

4.     פירוק סוכר מתבצע ע"י חימום. בפירוק הסוכר מתקבלים החומרים: פחמן דו-חמצני ומים. הסוכר הוא תרכובת כיוון שיש קשר כימי בין האטומים.

5.     ניתן לפרק תרכובת בעזרת חימום ואלקטרוליזה.

6.     מסת התרכובת שווה למסת החומרים שיצרו אותה.

הטבלה מסודרת לפי מספר אטומי בסדר עולה משמאל לימין. ישנן 4 שורות קצרות ו-3 שורות ארוכות. כל שורה נקראת מחזור.

טורים – משפחות כימיות – קבוצות של יסודות בעלי תכונות דומות.

הטבלה המחזורית נחלקת ל-4 קבוצות: מתכות, מתכות מעבר, אל-מתכות וגזים אצילים.

	מתכת	אל-מתכת
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק.	גז/נוזל/מוצק.
ריח	חסרי ריח.	חלקם בעלי ריח.
עקבות	לא משאירים עקבות.	חלקם משאירים עקבות.
ברק	בעלי ברק מתכתי.	צבעוניים (יותר ממתכות).
הולכת חשמל	כולן מוליכות חשמל.	מוליכים גרועים מאוד.
ריקוע (חריטה ללא שבירה)	ניתן לריקוע.	–
טמפ' היתוך	טמפ' היתוך גבוהה מאוד.	טמפ' היתוך ורתיחה נמוכות מהמתכות.
יוצא דופן	כספית Hg – נוזל בטמפ' החדר.	פחמן C – מוליך זרם חשמלי.
מיקום בטבלה המחזורית	שני הטורים השמאליים הראשונים.	מקו מסוים בצורת מדרגות, ימינה, פרט לטור הימני ביותר.

נמצאים ב – טור הימני ביותר בטבלה המחזורית.

סידור האלקטרונים – באורביטל (מעגל אלקטרונים המקיף את גרעין האטום) הראשון ישנם שני אלקטרונים. בשאר האורביטלים ישנם 8 אלקטרונים.

תרכובת אשר מוסרת ונותנת אלקטרונים.

כל אטום שואף להיות גז אציל ולכן הוא מחפש לתת או לקבל מספר אלקטרונים כדי להגיע למספר האטומי של הגז האציל ה"קרוב" ביותר אליו. בכדי לתת/לקבל אלקטרונים, צריך האטום להתרכב (לתרכובת) עם אטום אחר. בכדי לדעת מה מספר האלקטרונים שצריך לתת/לקבל, מחשבים את ההפרש בין המספר האטומי של המתכת/אל-מתכת לבין הגז האציל ה"קרוב" אליהן.

מלח – תרכובת של מתכת ואל-מתכת.

1.     היסוד Li צריך לתת אלקטרון אחד בשביל להיות במספר של הגז האציל הקרוב אליו (הליום) לכן הוא Li⁺¹ וזה מכיוון שהוא צריך פרוטון אחד "ללא זוג" ופרוטון הוא בעל מטען חשמלי חיובי. לעומתו, היסוד Cl צריך לקבל אלקטרון אחד בכדי להיות במספר של הגז האציל הקרוב אליו (ארגון) לכן הוא Cl^-1 וזה מכיוון שהוא צריך אלקטרון אחד "ללא זוג" ואלקטרון הוא בעל מטען שלילי. לכן, השילוב של השניים:  Li⁺¹+Cl^-1 à LiCl

2.     היסוד Mg צריך לתת 2 אלקטרונים בשביל להיות במספר של הגז האציל הקרוב אליו (ניאון) לכן הוא Mg⁺² וזה מכיוון שהוא צריך 2 פרוטונים "ללא זוג" ופרוטונים הם בעלי מטען חיובי.                 לעומתו, היסוד I צריך לקבל אלקטרון אחד בכדי להיות במספר של הגז האציל הקרוב אליו (קסנון) לכן הוא I^-1 וזה מכיוון שהוא צריך אלקטרון אחד "ללא זוג" ואלקטרון הוא בעל מטען שלילי.         כפי שאמרתי Mg נותן שני אלקטרונים ו-I מקבל רק אלקטרון אחד. לכן, צריך שני אלקטרוני I בכדי ל-Mg יוכל לתת את שני האלקטרונים שלו. לכן, השילוב של השניים: Mg⁺²+I^-1 à MgI₂

3.     היסוד Mg צריך לתת 2 אלקטרונים בשביל להיות במספר של הגז האציל הקרוב אליו (ניאון) לכן הוא Mg⁺² וזה מכיוון שהוא צריך 2 פרוטונים "ללא זוג" ופרוטונים הם בעלי מטען חיובי.                 לעומתו, היסוד P צריך לקבל שלושה אלקטרונים בכדי להיות במספר של הגז האציל הקרוב אליו (ארגון) לכן הוא P^-3 וזה מכיוון שהוא צריך 3 אלקטרונים "ללא זוג" ואלקטרון הוא בעל מטען שלילי. לכן, צריך שלושה אלקטרוני Mg ושני אלקטרוני P בכדי להגיע למכנה משותף בין השניים שהוא 6. לכן, השילוב בין השניים יהיה: Mg⁺²+P^-3 à Mg₃P₂

מים+תרכובת יונית (מלח).

בתמיסה יונית ישנו זרם חשמלי, כתוצאה מתנועה של יונים.

בתמיסה יונית ישנה פתיחה ויצירה של קשרים מכיוון שהמים (H₂O) כל פעם מנתקים קשרים כימיים בתרכובות יוניות וכל פעם הקשרים נוצרים מחדש.

יסוד מתוך הטבלה שהוא אל-מתכת או מתכת + חמצן = תחמוצת

תחמוצת היא תרכובת.

תחמוצת מאל-מתכת + H₂O = חומצה (H⁺)

תחמוצת ממתכת + H₂O = בסיס (OH^–)

האינדיקטור (יוסבר בהמשך) המשמש לזיהוי חומצות ובסיסים הוא נייר לקמוס:

נייר לקמוס כחול: בנוכחות חומצה – הנייר הופך לורוד. בנוכחות בסיס – הנייר נשאר כחול.

נייר לקמוס ורוד: בנוכחות בסיס – הנייר הופך לכחול. בנוכחות חומצה – הנייר נשאר ורוד.

מסקנות: נייק לקמוס מוריד בנוכחות חומצה ומכחיל בנוכחות בסיס. במים אין שינוי בנייר הלקמוס לכן – המים נייטרלים.

את דרגת החומצה/בסיס אנו מדרגים באמצעות סולם דרגות בשם PH. בסולם זה 14 דרגות כאשר:

H₂O נייטרלים מכיוון ש:

H⁺ + OH^–ßH₂O

H⁺ ו-OH^– מבטלים זה את השפעתו של זה.

לדוגמא, במידה ויש לי:

20H⁺+12OH^–ß8H⁺ + 12H₂O

חומצה+בסיס ßמים+מלח.

החץ האדום = סתירה.

פירוק או/ו יצירה של קשרים כימיים ויצירת חומרים חדשים.

יסוד לא הולך לאיבוד ולא נוצר בתהליכים כימיים. לדוגמא:

משנה את צבעו כשבא במגע עם מים.

חומר/גוף המזהה נוכחות חומר.

אטום שמספר הפרוטונים ומספר האלקטרונים בו שווה.

אל מתכת + אל מתכת

מתכת + מתכת (תערובת!!! מתכת + מתכת לא יוצר לעולת תרכובת!)