מידע על הקורס

‫שנקר – בי"ס גבוה להנדסה ולעיצוב‬
‫המחלקה להנדסה כימית‬
‫רח' אנה פרנק ‪ ,21‬רמת גן ‪51515‬‬
‫טל' המחלקה‪30-5223301 :‬‬
‫שם הקורס‪:‬‬
‫קוד הקורס‪:‬‬
‫שם המרצה‪:‬‬
‫משרד‪:‬‬
‫דוא"ל‪:‬‬
‫מס' טל'‬
‫היקף הקורס‪:‬‬
‫דרישות קדם‪:‬‬
‫כימיה כללית ‪General Chemistry 1 - 1‬‬
‫‪3001005‬‬
‫פרופ' צבי קורן‬
‫מרכז אדלשטיין‪ ,‬קומה ב'‪ ,‬אגף הנספח לבניין פרניק‬
‫‪[email protected]‬‬
‫משרד‪ ,03-6110011 :‬נייד‪054-0050066 :‬‬
‫‪5.0‬‬
‫נ "ז ;‬
‫הרצאה‪ 2 x 2 :‬ש"ש (שעה וחצי נטו כל שיעור)‪ ,‬תרגול‪ 2 :‬ש"ש‬
‫בגרות ‪ 4‬או ‪ 5‬יחידות בכימיה‪ ,‬או קורס מכינה בכימיה‬
‫מטרות הקורס‪:‬‬
‫מטרת הקורס היא להקנות לסטודנט ידע בסיסי במספר רב של תחומים בכימיה‪ .‬כימיה היא המדע‬
‫המרכזי בין ביולוגיה ופיזיקה ומסתעפת על נושאים רבי ערך בעולם המודרני – במחקר ובתעשייה –‬
‫לתועלת האדם‪ .‬קורס ההמשך‪ ,‬כימיה כללית ‪ ,2‬ירחיב את נושאי הכימיה‪.‬‬
‫ביבליוגרפיה‪:‬‬
‫ספרות כללית‪:‬‬
‫כל ספר בכימיה כללית )‪ (General Chemistry‬במיוחד באנגלית‪.‬‬
‫ספרות ספציפית ‪:‬‬
‫‪1. Kotz J.C., Treichel P.M., and Weaver G.C., Chemistry and Chemical Reactivity, 6th‬‬
‫‪Edition, Brooks/Cole Publishing, 2006.‬‬
‫‪2. Lower S., Chem 1 Virtual Textbook, at the following amazingly incredible website:‬‬
‫‪http://www.chem1.com/acad/webtext/virtualtextbook.html‬‬
‫הרכב הציון‪:‬‬
‫הציון הסופי בקורס יהיה שקלול של הפריטים הבאים ‪:‬‬
‫‪ ‬בוחן אמצע מגן (ייחשב רק אם ציונו גבוה מציון במבחן הסופי) – בערך ‪30%‬‬
‫‪ ‬תרגילי הגשה בתירגול – בערך ‪10%‬‬
‫‪ ‬מבחן סופי ( מורכב מכל החומר שהועבר בסמסטר) – בערך ‪60%‬‬
‫‪ ‬איכות ההשתתפות (גם ראו מטה) ‪:‬‬
‫תרומתכם החיובית לעליית רמת השיעור בשאלות או תשובות חדות בשיעור ומחוצה לו‪.‬‬
‫‪ ‬מצגת "יסוד נולד" (אם יהיה זמן) ‪:‬‬
‫בשבוע האחרון של הסמסטר כל זוג סטודנטים יציג מצגת לפני הכיתה על יסוד מסויים‪.‬‬
‫הורדת חומר לימוד‪:‬‬
‫ניתן להוריד את השקופיות להרצאות מתוך אתר הקורס שיפורסם‪ .‬הודעה תשלח לכם כאשר המצגות‬
‫יהיו מוכנות‪ .‬מומלץ וחשוב מאד להביא תדפיס שקופיות של הנושא הרלוונטי לכל הרצאה‪.‬‬
‫שירות במילואים‪:‬‬
‫ראשית‪ ,‬כל אלה שמשרתים במילואים תבוא עליהם ברכה ותודה על הגנת המדינה‪ .‬אנא לא לדאוג‬
‫לעניין הבחנים הניתנים בתקופת השירות ; אנו נבוא לקראתכם ונעזור לכם לחזור ללימודים‪ .‬בבקשה‬
‫להודיע לי ולעינת המתרגלת לפני יציאתכם למילואים ו נא להעביר אלי ולעינת עותק של המכתב המציין‬
‫את תאריכי השירות‪ .‬ושוב תודה לכם וברוך שובכם‪.‬‬
‫פרופ' צבי קורן – כימיה כללית ‪ – 1‬סילבוס והוראות ‪-‬‬
‫‪25/10/2011‬‬
‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪4‬‬
‫שנקר – בי"ס גבוה להנדסה ולעיצוב‬
‫המחלקה להנדסה כימית‬
‫רח' אנה פרנק ‪ ,21‬רמת גן ‪51515‬‬
‫טל' המחלקה‪30-5223301 :‬‬
‫כללי התנהגות בשיעורים‪:‬‬
‫‪ ‬נוכחות‬
‫על מנת שתוכלו להצליח ולהפיק את המקסימום במסגרת הלימודים בשנקר‪ ,‬כפי שמחקרים רבים‬
‫הראו‪ ,‬נוכחות בהרצאות פרונטליות ובשיעורי תירגול היא הכרחית כדי ל רכוש את הידע המועבר‪,‬‬
‫והיא מאפשרת הצלחה בקורס‪ .‬במיוחד‪ ,‬נוכחות בהרצאות מעניקה את "הטעם " של הקורס כאשר‬
‫קריאת החומר בלבד לא מספקת‪ .‬לפיכך‪ ,‬למרות שנוכחות היא לא "חובה" בצורה פורמלית‪,‬‬
‫לטובתכם עליכם להיות נוכחים בהרצאות ובתירגולים‪ ,‬ולא להסתמך על "קריאת החומר" בלבד‪.‬‬
‫‪ ‬זמן התחלת השיעור ‪:‬‬
‫על מנת שלא יהיו הפרעות לכולנו מאיחורים‪ ,‬החל מהשיעור השני כל הרצא ה תתחיל בדיוק בזמן‪,‬‬
‫ולטובת הנוכחים‪ ,‬לא יתאפשר לסטודנטים המאחרים להיכנס לכיתה‪ .‬אנא תבואו לפני הזמן‬
‫לשיעור‪ ,‬לפתוח מחברות‪ ,‬כדי שתהיו מוכנים מההתחלה‪ .‬אז אנא תדאגו לכוון את שעונכם לזמן‬
‫המדוייק‪.‬‬
‫‪ ‬שאלות בכיתה‬
‫אשמח לקבל ולענות על שאלות בכיתה ובבקשה לא "לצעוק" את השאלות אלא להצביע בשקט‪.‬‬
‫לפעמים לא יהיה די זמן לענות על כל השאלות באמצע ההרצאה‪ ,‬אבל אשמח מאד לעשות כן מיד‬
‫אחרי תום ההרצאה ואחרי כן במשרדי‪.‬‬
‫‪ ‬שיחות פרטיות בעת השיעור‬
‫שיחות בין סטודנטים – אפילו לזמן "קצר" – בעת שהמרצה מנסה להעביר את החומר מפריע לכולם‬
‫– לסטודנטים‪ ,‬למרצה‪ ,‬וגם לסטודנטים המשוחחים‪ .‬לכן‪ ,‬אנא הימנעו מהפעילות הלא ‪-‬רצויה הזאת‪.‬‬
‫‪ ‬שימוש בטלפונים ניידים‬
‫כל שימוש בטלפון הוא כמובן אסור‪ ,‬אפילו לשליחת או קבלת מיסרונים‪ .‬בקיצור‪ ,‬אני לא רוצה‬
‫לראות אתכם נוגעים בטלפון בעת השיעור‪ ,‬אלא להכניס אותו עמוק בתוך תיקיכם לפני השיעור‪.‬‬
‫‪ ‬יציאה מהכיתה בעת השיעור‬
‫היציאה מפריעה לשיעור ולכן אני מבקש מכם לא לצאת אלא אם באמת יש צורך‪ .‬אם למישהו יש‬
‫בעיה אז אנא תיידעו אותי בהקדם‪.‬‬
‫‪ ‬סיום ההרצאה‬
‫נא לא לקפל את החפצים שלכם לפני תום ההרצאה מכיוון שהפעולה הזאת מרעישה ומפריעה לסיום‬
‫ההרצאה‪ .‬כל הרצאה תיערך כשעה וחצי‪ ,‬ז"א‪ ,‬לפעמים קצת פחות ולפעמים קצת יותר‪ .‬אז לא‬
‫"להיבהל"‪.‬‬
‫אני מאחל הצלחה רבה לכולכם‪.‬‬
‫בברכת שנה טובה‪,‬‬
‫צבי‬
‫פרופ' צבי קורן‬
‫פרופ' צבי קורן – כימיה כללית ‪ – 1‬סילבוס והוראות ‪-‬‬
‫‪25/10/2011‬‬
‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪4‬‬
‫שנקר – בי"ס גבוה להנדסה ולעיצוב‬
‫המחלקה להנדסה כימית‬
‫רח' אנה פרנק ‪ ,21‬רמת גן ‪51515‬‬
‫טל' המחלקה‪30-5223301 :‬‬
‫נושאי הלימוד ‪ -‬סילבוס‪:‬‬
‫(הערות‪ :‬ייתכנו שינויים בסילבוס לפי הצורך; כל שיעור הרצאה = שעה וחצי נטו‪).‬‬
‫יינתן בתירגול הראשון‬
‫‪ .0‬הכלים המתמטיים בכימיה‪ :‬מדידות‬
‫סימון מדעי למספרים )‪ .(scientific notation‬המערכת המטרית‪ .‬יחידות מדידה ותחיליות‪ .‬מערכת ה ‪-‬‬
‫‪ .S.I.‬ספרות משמעותיות )‪ .(significant figures‬חישובים פיזיקליים וכימיים ע" י שיטת גורם המרה‬
‫יחידה )‪.Unit Conversion Factor‬‬
‫שיעור מס' ‪1‬‬
‫‪ .1‬מבוא לטבלה המחזורית‪ :‬תנ"ך הכימיה‬
‫היסודות הטבעיים והמסונתזים‪ .‬מתכות‪ ,‬אל ‪-‬מתכות‪ ,‬וחצי ‪-‬מתכות‪ .‬שמות היסודות‪ .‬טורים (קבוצות‪,‬‬
‫משפחות) ושורות (מחזורים) בטבלה המחזורית‪ .‬הקבוצות העיקריות והמתכות המעבר‪ .‬סדרת‬
‫הלנתנידיים והאקטינידיים‪ .‬המתכות האלקליות והעופרות האלקליניות‪ .‬ההלוגנים והגזים האצילים‪.‬‬
‫היסודות המוצקיים‪ ,‬הנוזליים‪ ,‬והגזיים בתנאים סטנדרטיים‪ .‬האל ‪-‬מתכות הקיימות כמולקולות דו ‪-‬‬
‫אטומיות בתנאים סטנדרטיים‪ .‬הטבלה המחזורית של ‪.Mendeleev‬‬
‫שיעור מס' ‪3-2‬‬
‫‪ .2‬אטומים והמול‬
‫תיאוריה אטומית של חומר לפי ‪ .Dalton‬חלקיקי האטום ‪ :‬פרוטונים‪ ,‬נוטרונים‪ ,‬ואלקטרונים‪ .‬יחידת‬
‫מסה אטומית )‪ .(amu‬סמל אטומי‪ .‬מספר אטומי‪ .‬מספר מסה‪ .‬איזוטופים יציבים ורדיואקטיביים‪,‬‬
‫אחוז השכיחות‪ ,‬משקל אטומי ממוצע משוקלל‪ .‬ספקטרומטר מסות‪ .‬מחזוריות של האלקליים בתגובות‬
‫הידרוליזה‪ .‬ה ‪ .Mole -‬מספר ‪ .Avogadro‬חישובים של מסה‪ ,‬מול‪ ,‬מספר‪ .‬כלל "לכל מדידה יש יחידה "‪.‬‬
‫משקל מולקולרי (מסה מולרית)‪.‬‬
‫שיעור מס' ‪7-3‬‬
‫‪ .3‬נוסחאות של תרכובות קוולנטיות ויוניות‬
‫צורות אלוטרופיות של פחמן‪ ,‬חמצן‪ ,‬זרחן‪ ,‬וגופרית‪ .‬הקשר הכימי היוני והקוולנטי‪ ,‬קטיונים ואניונים‪,‬‬
‫קביעת המטענים ביונים חד ‪-‬אטומיים‪ .‬שיטות מינוח של קטיוני המעבר עם שני מטענים‪ .‬מינוח‬
‫סיסטמתי של אניונים חד ‪-‬אטומיים‪ ,‬נוסחאות ושמות של תרכובות יוניות בינריות‪ ,‬תרכובות‬
‫קוולנטיות‪ ,‬אלקטרושליליות ומטענים חלקיים‪ ,‬נוסחאות ושמות של תרכובות קוולנטיות בינריות‪,‬‬
‫יונים רב ‪-‬אטומיים‪ ,‬נוסחאות ושמות של וחומצות‪ .‬קיבוע נוסחה של הידראט‪ ,‬משקל מולקולרי (מסה‬
‫מולרית)‪ ,‬חישובי מסה ומול לתרכובות‪ .‬אחוז ההרכב‪ .‬נוסחאות אמפיריות ומולקולריות‪ ,‬קיבוע נוסחה‬
‫אמפירית מתגובת בעירה )‪ ,(combustion‬אנליזה כימית של תערובת‪.‬‬
‫שיעור מס' ‪9-7‬‬
‫‪ .4‬תגובות כימיות‬
‫איזון משוואות כימיות‪ .‬חוק שימור חומר‪ .‬סוגי תגובות ‪ :‬היווצרות (התהוות)‪ ,‬פירוק‪ ,‬בעירה (שריפה)‪,‬‬
‫חימצון‪ ,‬חומצות חזקות וחלשות‪ .‬בסיסים חזקים וחלשים‪ .‬אלקטרוליטים‪ .‬מסיסות של תרכובות יוניות‬
‫במים‪ ,‬חוקים כלליים למלחים קלי ‪-‬תמס וקשי ‪-‬תמס‪ .‬תגובה כוללת ותגובה יונית נטו‪ .‬תגובת שיקוע‪.‬‬
‫החלפה כפולה ויחידה‪ .‬תגובות חומצה ‪-‬בסיס‪ :‬חזק ‪ +‬חזק‪ ,‬חלש ‪ +‬חזק‪ ,‬חזק ‪ +‬חלש‪ .‬חימצון ‪-‬חיזור‪.‬‬
‫דרגת חימצון‪ .‬חימצון ע"י "חמצן" וחיזור ע"י "מימן"‪ .‬חימצון‪/‬חיזור לפי העברת אלקטרונים‪ ,‬איזון‬
‫תגובות "חימזור" ע"י שיטת "מ‪.‬א‪.‬י‪ .‬ימה מים"‪ .‬חימצון עצמי‪.‬‬
‫שיעור מס' ‪10-9‬‬
‫‪ .5‬סטויכיאומטריה – כימות כימית‬
‫כמותיות בתגובות‪ .‬גורם סטויכיאומטרי‪ .‬חישובים סטויכיאומטריים לפי שיטת גורם יחידה‪ .‬הגורם‬
‫המגביל‪ .‬אחוז התוצאה‪ .‬אנליזת תערובת של תרכובות דומות‪ .‬ריכוז התמיסה מולריות‪ ,‬ריכוז היונים‪.‬‬
‫הכנת ומיהול תמיסות‪ .‬סטויכיאומטריה בתמיסות‪ .‬טיטרציות ‪ :‬תגובה בין חומצה ובסיס‪ ,‬נקודת הסיום‬
‫(נקודה אקוויוולנטית)‪ ,‬אינדיקטורים‪ .‬כיול תמיסה‪ .‬טיטרצית חימזור‪ .‬חישובים שונים המבוססים על‬
‫טיטרציות‪.‬‬
‫שיעור מס' ‪12-11‬‬
‫‪ .6‬גזים‬
‫כריות אויר‪ ,‬לחץ‪ ,‬ברומטר כספית‪ ,‬מנומטרים‪ .‬יחידות לחץ‪ ,‬גז אידיאלי‪ .‬חוק ‪ ,Boyle‬חוק ‪ Charles‬ו ‪-‬‬
‫‪ ,Gay-Lussac‬חוק ‪ .Avogadro‬חוק גז אידיאלי המאוחד‪ .‬קבוע גזים‪ .‬חישובים סטואיכיאומטריים‪.‬‬
‫תערובת של גזים ‪ :‬חוק ‪ Dalton‬של לחצים חלקיים‪ .‬שבר מולי‪ .‬איסוף גז מעל מים‪ .‬לחץ אדי מים‪.‬‬
‫צפיפות הגז ומשקל המולקולרי‪ .‬שיטת ‪ Dumas‬לקביעת משקל מולקולרי‪ .‬תוצאות התיאוריה‬
‫מולקולרית קינטית ‪ :‬התפלגות מהירויות מולקולריות לפי ‪ Maxwell-Boltzmann‬למולקולות שונות‬
‫כתלות בטמפרטורה‪ .‬מהירות ‪ ,root-mean-square‬חוק ‪ Graham‬לדיפוזיה ואיפוזיה‪ .‬משוואת גז לא ‪-‬‬
‫אידיאלי לפי ‪.van der Waals‬‬
‫(המשך)‬
‫פרופ' צבי קורן – כימיה כללית ‪ – 1‬סילבוס והוראות ‪-‬‬
‫‪25/10/2011‬‬
‫עמוד ‪ 3‬מתוך ‪4‬‬
‫שנקר – בי"ס גבוה להנדסה ולעיצוב‬
‫המחלקה להנדסה כימית‬
‫רח' אנה פרנק ‪ ,21‬רמת גן ‪51515‬‬
‫טל' המחלקה‪30-5223301 :‬‬
‫שיעור מס' ‪15-12‬‬
‫‪ .7‬המבנה האלקטרוני של האטום‬
‫היבטים היסטוריים‪ ,‬מודל ה"פודינג" של האטום‪ ,Thomson’s cathode rays ,Rutherford ,‬טיפות‬
‫השמן של ‪ .Millikan‬קרינה והספקטרום האלקטרומגנטי‪ ,‬מהות האור‪ ,‬אורך ‪-‬גל‪ ,‬תדירות‪ ,‬מספר ‪-‬גל‪,‬‬
‫‪ .period‬משוואת ‪ Planck‬וה ‪ ,quantum -‬איינשטיין‪ ,‬תופעה הפוטו ‪-‬חשמלית‪ ,‬ופוטונים‪ ,‬מודל האטום‬
‫לפי ‪ ,Bohr‬ספקטרום קווי אטומי‪ de Broglie ,‬ותכונות ‪-‬גל של חלקיקים‪ ,‬דואליות תכונות גל וחלקיקים‬
‫לאור וחומר‪ .‬עקרון האי ‪-‬וודאות של ‪ ,Heisenberg‬תורת ה ‪ quantum -‬לפי ‪ ,Schrödinger‬הסתברות‪,‬‬
‫רמות‪ ,‬תת ‪-‬רמות‪ ,‬אורביטלים )‪ ,(…,f,d,p,s‬דיאגרמות האורביטלים‪ ,‬שלושת מספרי קוונטום לפי‬
‫שרודינגר )‪ ,)mℓ ,ℓ ,n‬הסתברות בנקודה ובמרחק‪ ,‬נודה רדיאלית (כדורית) ונודה זוויתית (מישורית)‪,‬‬
‫סה"כ מס' נודות‪.‬‬
‫שיעור מס' ‪17-15‬‬
‫‪ .8‬קונפיגורציה אלקטרונית ותכונות מחזוריות‬
‫רמות אנרגיות במימן ושאר היסודות‪ .‬המטען הגרעיני האפקטיבי‪ ,‬חדירה וחסימה‪ .‬תנועה אלקטרונית‬
‫פנימית ( "ספין") ומס' קוונטום חדש ‪ .ms -‬עקרון האקסלוסיבי של ‪ ,Pauli‬סדר איכלוס התת ‪-‬רמות‪,‬‬
‫כלל ‪ ,Hund‬קונפיגורציה אלקטרונית של אטומים ויונים והטבלה המחזורית‪ ,‬אינטרפרטציה‬
‫אלקטרונית של הטבלה המחזורית‪ ,‬גושי ‪ ,f ,d ,p ,s‬איכלוסים יוצאי דופן‪ ,‬תכונות פאראמגנטיות‬
‫ודיאמגנטיות‪ ,‬תכונות מחזוריות‪ ,‬גודל אטומי‪ ,‬אנרגיית יינון‪ ,‬אפיניות אלקטרונית‪.‬‬
‫שיעור מס' ‪20-17‬‬
‫‪ .9‬הקשר הכימי ‪ : 1‬סימולי לואיס ומבנ ים מולקולריים‬
‫הקשר הערכי ‪-‬שיתופי‪ ,‬סימולי ‪ Lewis‬ושיטת רישום‪ ,‬מטען פורמלי ומבנה יציב‪ ,‬תהודה ו ‪resonance -‬‬
‫‪ ,hybrid‬סדר ואורך הקשר‪ ,‬אנרגיית הקשר וחום התגובה‪ ,‬גיאומטריה אלקטרונית ומולקולרית‪,‬‬
‫תיאוריית )‪ ,valence-shell electron-pair repulsion (VSEPR‬אלקטרושליליויות‪ ,‬קביעת הקוטביות‬
‫ומומנט הדיפול ווקטור במולקולות‪.‬‬
‫שיעור מס' ‪22-20‬‬
‫‪ .10‬הקשר הכימי ‪ :2‬הכלאה ואורביטלים מולקולריים‬
‫תיאוריית הקשר הערכי‪ ,‬יצירת קשרי ‪ ‬ו ‪  -‬מחפיפה של אורביטלים אטומיים‪ .‬תהליך ההכלאה‬
‫ואורביטלים מוכלאים‪ ,‬קשרי ‪ ‬עם אורביטלים מוכלאים‪ ,‬קשרי ‪ ‬ו ‪  -‬בבנזן‪ ,‬תיאוריית אורביטלים‬
‫מולקולריים‪ ,‬אורביטלים קושרים‪ ,‬אנטי ‪-‬קושרים‪ ,‬ולא קושרים‪ ,‬סדר הקשר‪ ,‬אורך הקשר‪ ,‬ואנרגיית‬
‫הקשר‪ .‬קונפיגורציה אלקטרונית של מולקולות דו ‪-‬אטומיות‪ ,‬פאראמגנטיות ודיאמגנטיות‪.‬‬
‫שיעור מס' ‪23‬‬
‫‪ .11‬מבוא לכימיה אורגנית‬
‫מבני האלקאנים )‪ ,(alkanes‬האלקנים )‪ ,(alkenes‬והאלקינים )‪ .(alkynes‬קבוצות פונקציונליות של‬
‫כוהלים‪ ,‬אתרים‪ ,‬אלדהידים‪ ,‬קטונים‪ ,‬חומצות קארבוקסיליות‪ .‬חומרים ביוכימיים‪ ,‬סוכרים‪ ,‬חלבונים‪.‬‬
‫‪ .12‬כימיה גרעינית ונושאים אחרים‬
‫שיעור מס' ‪26-24‬‬
‫‪ .13‬מצגות הסטודנטים (אם יהיה זמן)‬
‫שיעור מס' ‪28-27‬‬
‫פרופ' צבי קורן – כימיה כללית ‪ – 1‬סילבוס והוראות ‪-‬‬
‫‪25/10/2011‬‬
‫עמוד ‪ 4‬מתוך ‪4‬‬