‫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