Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

חוק קולון

1,775 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

חוק קולון

  1. 1. ‫קשר כימי‬‫הכינו ידידה גוטליב ואורית מולווידזון‬
  2. 2. ‫משיכה, דחייה ומה שביניהם‬
  3. 3. ‫חוק קולון )עמ 31(‬‫משיכה בין מטענים שונים‬‫דחיה בין מטענים דומים‬
  4. 4. ‫אורביטל מולקולרי‬ ‫)עמ 41(‬ ‫אורביטל מולקולרי צורה מרחבית‬ ‫מוגדרת הנוצרת מחפיפה של שני‬‫אורביטלים אטומיים.צורה זו מתארת‬ ‫את הסיכוי למצוא אלקטרון בעל‬ ‫אנרגיה מסוימת במרחב של‬ ‫האטומים הקשורים.‬
  5. 5. ‫אורביטל מולקולרי‬ ‫)עמ 41(‬ ‫אפשרות נוספת להגדרה:‬‫אורביטל מולקולרי הוא המושג בו משתמשים‬‫לתיאור הסיכוי למצוא את אלקטרוני הקשר‬ ‫סביב הגרעינים של האטומים.‬
  6. 6. ‫כשאטום פוגש אטום‬ ‫)עמ 71(‬ ‫כוחות משיכה ודחייה‬
  7. 7. ‫אטום פוגש אטום‬ ‫ונוצרת מולקולה‬‫שני אטומים‬ ‫נוצר אורביטל מולקולרי‬ ‫מתקרבים‬ ‫מתקבלת מולקולה‬
  8. 8. ‫קפיץ‬ ‫מצב מנוחה –‬ ‫האנרגיה מינימלית‬ ‫משיכה – עליה באנרגיה‬‫דחיסה – עליה באנרגיה‬
  9. 9. ‫בור פוטנציאל‬‫משיכה חשמלית – ירידה באנרגיה‬ ‫דחיה חשמלית – עליה באנרגיה‬
  10. 10. ‫קשר קוולנטי )עמ 02(‬‫קשר קוולנטי נוצר ממשיכה חשמלית בין‬ ‫אלקטרוני קשר לגרעיני האטומים‬ ‫הקשורים.‬ ‫בקשר קוולנטי קיימת חפיפה בין שני‬ ‫אורביטלים של אטומים‬ ‫נקשרים.‬
  11. 11. ‫קשר קוולנטי )עמ 02(‬
  12. 12. ‫אלקטרושליליות )עמ 22(‬‫אלקטרושליליות – מספר המבטא את יכולת‬ ‫המשיכה של אטום לאלקטרוני הקשר‬
  13. 13. ‫קוולנטי )עמ 32-22(‬ ‫קשר‬ ‫קוטבי‬ ‫טהור‬ ‫אטומים עם‬ ‫אטומים זהים‬ ‫אלקטרושליליות‬ ‫שונה‬ ‫אטומים עם‬ ‫אלקטרושליליות שווה‬
  14. 14. ‫מטען חלקי‬ ‫‪H-Cl‬‬ ‫5.3 1.2‬ ‫אלקטרושליליות:‬ ‫‪δ δ‬‬ ‫- +‬ ‫מטען חלקי:‬ ‫מטען חלקי חיובי ‪ +‬יהיה על אטום עם‬ ‫אלקטרושליליות נמוכה בקשר הקוולנטי‬ ‫מטען חלקי שלילי ‪ -‬יהיה על אטום עם‬‫אלקטרושליליות גבוהה בקשר הקוולנטי‬
  15. 15. ‫אורך קשר‬‫אורך קשר - המרחק בין שני גרעינים של‬ ‫האטומים הקשורים.‬
  16. 16. ‫השתנות אורך הקשר במחזור ובטור‬ ‫בטבלה המחזורית‬ ‫• אורך הקשר גדל כאשר יורדים בטור בטבלה‬ ‫המחזורית – מספר רמות האנרגיה גדל והמרחק‬ ‫בין האטומים גדל.‬ ‫• אורך קשר קטן *בדרך כלל לאורך מחזור – כי‬‫מספר הפרוטונים בגרעין גדל והמשיכה החשמלית‬ ‫בין האטומים גדלה.‬ ‫* לא נכון לכל המקרים‬
  17. 17. ‫גורמים המשפיעים על חוזק הקשר‬ ‫הקוולנטי )עמ 42(‬ ‫השוואת חוזק קשרים על פי חוק קולון‬‫• על-פי חוק קולון, חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בשני גורמים:‬ ‫במרחק שבין גרעיני האטומים המשתתפים בקשר ובגודל‬ ‫המטענים החשמליים באטומי הקשר.‬ ‫• המרחק בין גרעיני האטומים )גודל האטומים(‬ ‫ככל שהאטומים המשתתפים בקשר יהיו בעלי רדיוס אטומי גדול‬‫יותר, המרחק בין הגרעינים יהיה גדול יותר, כוח המשיכה החשמלי‬ ‫בין אלקטרוני הקשר לשני הגרעינים יהיה קטן יותר, והקשר‬ ‫הקוולנטי יהיה חלש יותר.‬
  18. 18. ‫גורמים המשפיעים על חוזק הקשר‬ ‫הקוולנטי )עמ 42( המשך‬ ‫1. סדר הקשר )מספר הקשרים בין שני גרעינים(‬ ‫ככל שמספר האלקטרונים הערכיים המשתתפים‬‫בקשר, גדול יותר, כוחות המשיכה בין האלקטרונים‬ ‫הקושרים לבין גרעיני האטומים המשתתפים‬ ‫בקשר, יהיו חזקים יותר, והקשר יהיה חזק יותר.‬ ‫2. מרחק בין אלקטרון לגרעין‬ ‫ככל שהמרחק בין אלקטרון לגרעין )רדיוס האטום(‬ ‫של האטומים המשתתפים בקשר הקוולנטי יהיה‬ ‫גדול יותר, כוחות המשיכה בין האלקטרונים‬ ‫הקושרים לבין גרעיני האטומים המשתתפים‬ ‫בקשר, יהיו חלשים יותר, והקשר יהיה חלש יותר.‬
  19. 19. ‫גורמים המשפיעים על חוזק הקשר‬ ‫הקוולנטי )עמ 42( המשך‬ ‫.3 קוטביות הקשר‬‫ככל שהמטען החשמלי החלקי שעל אטומי הקשר‬ ‫גדול יותר )בגלל ההפרש באלקטרושליליות(,‬ ‫כוחות המשיכה החשמליים ביניהם יהיו גדולים‬ ‫יותר, והקשר יהיה חזק יותר.‬‫לכן קשר קוולנטי קוטבי חזק יותר מקשר קוולנטי‬ ‫טהור.‬
  20. 20. ‫השוואת חוזק קשר ‪C-C C=C‬‬‫• בהשוואה בין חוזק הקשר ‪ C=C‬לבין חוזק הקשר ‪,C-C‬‬ ‫הגורם המשתנה הוא מספר אלקטרוני הערכיות‬ ‫המשתתפים בקשר. בקשר הכפול ‪ C=C‬יש ארבעה‬ ‫אלקטרונים קושרים הנמשכים לגרעינים של האטומים‬ ‫הקשורים. בקשר יחיד ‪ C-C‬יש רק זוג אלקטרוני קשר‬‫אשר נמשך לגרעינים של האטומים הקשורים. לכן כוחות‬ ‫המשיכה בקשר הכפול ‪ C=C‬רבים יותר והקשר הכפול‬ ‫‪ C=C‬חזק מן הקשר היחיד ‪. C-C‬‬ ‫• האנרגיה הדרושה לפתיחת הקשר הכפול גבוהה מן‬ ‫האנרגיה הדרושה לפתיחת הקשר היחיד.‬
  21. 21. ‫קשר יוני בין שני אטומים‬‫מקרה פרטי של קשר קוולנטי הקוטבי מאוד.‬ ‫•‬ ‫מה שונה? - הפרש האלקטרושליליות בין‬ ‫•‬ ‫האטומים המשתתפים בקשר גדול‬ ‫מאד. ניתן לומר שאלקטרוני הקשר‬ ‫עוברים אל האטום האלקטרושלילי יותר.‬ ‫נוצרים יונים - חיובי ושלילי‬ ‫•‬ ‫דוגמה: -‪Na+ F‬‬ ‫•‬ ‫9.0 0.4‬
  22. 22. ‫הפלוס והמינוס ומה שביניהם‬
  23. 23. ‫השוואת חוזק קשר בין שני אטומים‬ ‫סיכום ביניים – )עמ 92(‬ ‫קשרים יוניים‬ ‫קשרים קוטביים‬ ‫קשרים‬ ‫קוולנטיים‬ ‫עליה בחוזק הקשרים‬
  24. 24. ‫יכולת קישור של אטום‬‫יכולת קישור של אטום היא מספר האלקטרונים‬ ‫•‬‫הלא מזווגים באטום. מספר אלקטרוני הערכיות‬ ‫הבודדים שיש לאטום.‬ ‫לאטומים בטור 1 ובטור 7 יכולת קישור אחת.‬ ‫•‬‫לאטומים בטור 2 ובטור 6 יכולת קישור שתיים.‬ ‫•‬ ‫לאטומים בטור 3 ובטור 5 יכולת קישור שלוש.‬ ‫•‬ ‫לאטומים בטור 4 יכולת קישור ארבע.‬ ‫•‬ ‫לאטומים בטור 8 יכולת קישור אפס‬ ‫•‬
  25. 25. ‫נוסחת יצוג אלקטרונית למולקולה –‬‫עלפי כלל אוקטט ויוצאי דופן )עמ 23(‬‫• יכולת הקישור קובעת בדרך כלל כמה אלקטרונים‬ ‫ישתף כל אטום בקשר הקוולנטי.‬
  26. 26. ‫הגאומטריה של המולקולות‬ ‫מודל דחיית זוגות האלקטרונים‬ ‫אלקטרונים נעים בזוגות‬ ‫•‬ ‫בין זוגות האלקטרונים פועלים כוחות דחיה.‬ ‫•‬ ‫זוגות האלקטרונים יסתדרו במרחב סביב‬ ‫•‬‫המולקולה, כך שהדחייה ביניהם תהיה מינימלית.‬ ‫לצורך קביעת צורה גיאומטרית של מולקולה‬ ‫•‬‫בודקים את ענני האלקטרונים עלהאטום המרכזי.‬
  27. 27. ‫הגאומטריה של המולקולות‬ ‫• קווי‬ ‫1. שני אטומים קשורים‬ ‫2. אטום מרכזי קשור לשני אטומים‬‫2‪CO‬‬ ‫אחרים ואין עליו זוג או זוגות אלקטרונים לא‬ ‫קושרים.‬ ‫• זוויתי - אטום מרכזי קשור לשני אטומים אחרים‬ ‫ויש עליו זוג או זוגות אלקטרונים לא קושרים.‬ ‫‪H2O‬‬
  28. 28. ‫הגאומטריה של המולקולות - המשך‬‫• פירמידה משולשת - אטום מרכזי קשור לשלושה‬ ‫אטומים אחרים ויש עליו זוג אלקטרונים לא‬ ‫קושרים.‬ ‫3‪NH‬‬
  29. 29. ‫הגאומטריה של המולקולות - המשך‬ ‫• משולש מישורי - אטום מרכזי קשור לשלושה‬ ‫אטומים אחרים ואין עליו זוג אלקטרונים לא‬ ‫קושרים.‬ ‫• טטראדר - אטום מרכזי‬ ‫קשור לארבעה אטומים אחרים.‬ ‫3‪BH‬‬ ‫4‪CH‬‬
  30. 30. ‫מולקולה לא קוטבית ומולקולה קוטבית‬ ‫במולקולה לא קוטבית פיזור המטען‬ ‫השלילי על המולקולה הוא סימטרי.‬‫במולקולה קוטבית פיזור המטען השלילי‬ ‫על המולקולה אינו סימטרי‬ ‫2‪ Cl‬מולקולה סימטרית – לא קוטבית‬ ‫‪ HCl‬מולקולה לא סימטרית –קוטבית‬
  31. 31. ‫מולקולות קוטביות‬ ‫)עמ 24-04(‬‫‪H2O‬‬ ‫‪HF‬‬
  32. 32. ‫נוסחאות מבנה שונות – )עמ 83(‬‫• נוסחה מולקולרית – נוסחה המציגה את סוג‬ ‫האטומים וכמותם במולקולה - ‪C2H6O‬‬ ‫• נוסחת מבנה – נוסחה המראה מהם‬ ‫הקשרים בין האטומים במולקולה‬ ‫..‬ ‫..‬
  33. 33. ‫נוסחאות מבנה שונות – המשך‬ ‫• נוסחת מבנה מקוצרת לתרכובות פחמן – נוסחה‬‫בה מופיעים קווי הקשר אך לא מופיעים הסימונים‬ ‫..‬ ‫‪O−H‬‬ ‫של האטומים פחמן ‪ C‬ומימן ‪.H‬‬ ‫..‬‫‪C2H6O‬‬ ‫6‪C2H‬‬ ‫• נוסחת מבנה מקוצרת נוחה לשימוש כאשר‬ ‫המולקולה היא פחמימן המכיל הרבה אטומים.‬
  34. 34. ‫נוסחת מבנה מלאה ונוסחת מבנה‬ ‫מקוצרת‬ ‫• חומצה אולאית‬
  35. 35. ‫פרק ג‬‫צברים‬
  36. 36. ‫מה קורה כאשר מולקולה פוגשת‬ ‫מולקולה, פוגשת מולקולה...?‬ ‫• גופרית‬
  37. 37. ‫מה קורה כאשר מולקולה פוגשת‬ ‫מולקולה, פוגשת מולקולה...?‬ ‫• מים‬
  38. 38. ‫צברים מולקולריים‬ ‫1. אינטראקציות ון- דר-ולס‬ ‫)עמ 82-72 , 45-25(‬ ‫• אינטראקציות ון-דר-ולס - כוחות משיכה בין‬ ‫מולקולות הנובעים מקיומם של דו קטבים רגעיים‬‫בענני האלקטרונים של המולקולות. דו קוטב רגעי‬ ‫על מולקולה אחת משרה דו קוטב רגעי‬ ‫על מולקולה שכנה ונוצרת‬ ‫משיכה חשמלית בין המולקולות.‬
  39. 39. ‫גורמים המשפיעים על חוזק אינטראקציות‬ ‫ון-דר-ולס‬ ‫גודל ענן האלקטרונים )מספר האלקטרונים במולקולה(‬ ‫.1‬ ‫ככל שמספר האלקטרונים גדול יותר משך קיום הדו‬ ‫קוטב הרגעי ארוך יותר, ומספר הדו קטבים הרגעיים‬ ‫גדול יותר. כוחות המשיכה בין הדו קטבים הרגעיים יהיו‬ ‫חזקים יותר.‬ ‫קיומו של דו קוטב קבוע )בנוסף לדו קוטב רגעי( – דו‬ ‫.2‬ ‫קוטב קבוע מגביר את כוח המשיכה הנובע מן הדו‬ ‫קטבים הרגעיים.‬ ‫שטח הפנים של המולקולה - ככל ששטח הפנים של‬ ‫.3‬‫המולקולה גדול יותר, ככל שמולקולה פרושה יותר, שטח‬‫המגע בין הדו קטבים הרגעיים, במולקולות שכנות, יהיה‬ ‫גדול יותר והמשיכה בין המולקולות תהיה חזקה יותר.‬
  40. 40. ‫צברים מולקולריים‬ ‫2. קשרי מימן )עמ 72-52, 45-25(‬ ‫• שלושה גורמים חוברים יחד ליצירת קשר מימני.‬ ‫1. קיומו של מימן "חשוף מאלקטרונים"‬ ‫הקשור לאטום עם אלקטרושליליות גבוהה .‬‫2. קיומו של אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה וזוג‬ ‫אלקטרונים לא קושר, במולקולה שכנה, היכול‬ ‫למשוך אליו את המימן החשוף מאלקטרונים.‬ ‫3. המשיכה מתקיימת רק כאשר שלושה האטומים‬ ‫נמצאים על קו ישר אחד – כיווניות הקשר‬
  41. 41. ‫קשרי מימן‬‫• קשרי מימן ארוכים כמעט פי 2 מקשרים‬ ‫קוולנטיים‬ ‫• חוזק הקשר המימני קטן במדה רבה‬ ‫מחוזק הקשר הקוולנטי‬ ‫• חוזק הקשר המימני גדול מחוזק קשרי‬ ‫ון-דר-ולס כאשר המולקולות הן בעלות‬ ‫ענן אלקטרונים דומה‬
  42. 42. ‫קשרי מימן‬
  43. 43. ‫תכונות הצברים המולקולריים‬ ‫• טמפרטורת התכה ורתיחה:‬‫ככל שאינטראקציות ון-דר-ולס ואינטראקציות מסוג‬ ‫קשרי מימן יהיו חזקים יותר כוחות המשיכה בין‬ ‫המולקולות יהיו חזקים יותר וטמפרטורת ההתכה‬ ‫והרתיחה יהיו גבוהות יותר.‬ ‫• טמפרטורת התכה וטמפרטורת רתיחה מהוות‬ ‫מדד לחוזק כוח המשיכה שפועל בין מולקולות‬ ‫החומר.‬
  44. 44. ‫תכונות הצברים המולקולריים‬ ‫מסיסות במים - אינטראקציות הידרופיליות.‬ ‫חומר יתמוסס במים רק כאשר מולקולות שלו יצרו קשרי מימן עם‬‫מולקולות המים. למולקולה של חומר זה צריך להיות מימן "חשוף"‬ ‫מאלקטרונים, הקשור לאטום עם אלקטרושליליות גבוהה וזוג‬ ‫אלקטרונים לא קושר, או אטום עם אלקטרושליליות גבוהה וזוג‬ ‫אלקטרונים לא קושר.‬ ‫מסיסות בממסים אחרים - אינטראקציות הידרופוביות.‬‫חומרים שבין המולקולות שלהם קיימות אינטראקציות מסוג ון-דר-‬ ‫ולס ימשכו במשיכה חשמלית לממסים שבין המולקולות שלהם‬ ‫קיימות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס.‬
  45. 45. ‫מסיסות – אפקט הדרופובי‬‫• כוחות משיכה בין מולקולות שונות, הנובעים‬ ‫מקיומם של דו קטבים רגעיים וקבועים.‬
  46. 46. ‫מסיסות‬
  47. 47. ‫מסיסות – קשרי מימן‬ ‫אצטון - מים‬ ‫• אינטראקציות הידרופיליות‬
  48. 48. ‫מסיסות – קשרי מימן‬ ‫אוראה - מים‬ ‫• אינטראקציות הידרופיליות‬
  49. 49. ‫מסיסות )עמ 46-26(‬ ‫אינטראקציות ון-דר-ולס – אינטראקציות‬ ‫•‬ ‫הידרופוביות )אפקט הדרופובי(.‬‫אינטראקציות מסוג קשרי מימן - אינטראקציות‬ ‫•‬ ‫הידרופיליות.‬ ‫מסיסות יכולה להיות תוצאה של אינטראקציה‬ ‫•‬‫הידרופובית בין חומרים שיש ביניהם כמעט רק‬ ‫אינטראקציות ון-דר-ולס.‬‫מסיסות בין מים לחומר אחר תהיה תוצאה של‬ ‫•‬ ‫אינטראקציה הידרופילית.‬
  50. 50. ‫תרכובות הפחמן )עמ 34 , 26-85(‬ ‫קבוצות פונקציונליות:‬ ‫•‬ ‫אלקאנים – 2+‪CnH2n‬‬‫אלקנים - ‪ CnH2n‬מאופינים על ידי קשר כפול ‪C=C‬‬
  51. 51. ‫תרכובות הפחמן )עמ 34 , 26-85(‬ ‫כהלים - ‪ CnH2n+2O‬מאופינים על ידי קבוצה‬ ‫הידרוקסילית‬ ‫–‪OH‬‬‫אתרים - ‪ CnH2n+2O‬מאופינים על ידי קבוצה אתרית –‬ ‫‪–O‬‬
  52. 52. ‫תרכובות הפחמן‬ ‫חומצות קרבוקסיליות – ‪ CH3COOH‬מאופינים על‬ ‫ידי קבוצה קרבוקסילית -‪COOH‬‬‫אמינים - 2‪ CH3NH‬מאופיינים על ידי קבוצה אמינית –‬ ‫2‪NH‬‬
  53. 53. ‫צברים שאינם מולקולריים‬‫סריגים אטומריים קוולנטיים‬‫• סריג אטומרי – מבנה ענק הבנוי מאטומים‬ ‫הקשורים קוולנטיים.‬ ‫• דוגמאות: גרפיט ויהלום ‪(C(s‬‬ ‫צורן ‪(Si(s‬‬ ‫צורן חמצני )חול( ‪(SiO2(s‬‬ ‫קרביד הצורן ‪CSi‬‬
  54. 54. ‫יהלום ‪ (C(s‬תכונות ומבנה‬ ‫• החומר הקשה ביותר בטבע.‬‫• ליהלום טמפרטורת התכה גבוהה מאוד.‬
  55. 55. ‫גרפיט ‪ (C(s‬תכונות ומבנה‬ ‫• חומר רך.‬ ‫• לגרפיט טמפרטורת התכה‬ ‫גבוהה מאוד.‬ ‫• מוליכה חשמל במצב מוצק‬
  56. 56. ‫צורן חמצני )חול( ‪(SiO2(s‬‬ ‫קרביד הצורן ‪CSi‬‬‫• חול – חומר קשה, משמש לניקוי וליטוש )ניקוי חול,‬ ‫נייר זכוכית(. המרכיב העיקרי של זכוכית‬ ‫• קרביד הצורן – חומר המשמש לליטוש‬
  57. 57. ‫צברים - מתכות‬ ‫• מתכת - מבנה ענק בו יונים חיוביים נמשכים‬ ‫לאלקטרונים ניידים.‬ ‫• תכונות המתכת:‬ ‫המתכות ברובן מוצקות בטמפרטורת החדר.‬‫המתכות מוליכות זרם חשמלי במצב מוצק ונוזל.‬ ‫המתכות ניתנות לריקוע.‬ ‫המתכות מבריקות.‬ ‫המתכות מוליכות חום.‬
  58. 58. ‫צברים – חומרים יוניים‬‫• חומרים יוניים – מבנה ענק הבנוי מיונים שליליים‬ ‫מוקפים ביונים חיוביים ולהיפך. קיימת משיכה‬ ‫חשמלי חזקה בין היונים החיוביים לשליליים.‬
  59. 59. ‫חומרים יוניים - תכונות‬ ‫• תכונות החומר היוני:‬ ‫חומר יוני מוצק בטמפרטורת החדר.‬ ‫חומר יוני מוליך במצב נוזל‬ ‫ואינו מוליך במצב מוצק.‬ ‫חומר יוני שביר.‬
  60. 60. ‫חומר יוני - מסיסות‬

×