חומר למחשבה - דוד רכגולד ושות` חברה בע"מ
אורית מולווידזון וידידה גוטליב חומר למחשבה לכיתה י"א ייעוץ מדעי :ד"ר דבורה קצביץ' מדריך למורה -ספר תרגול בכימיה 3יח"ל מוציאים לאור: דוד רכגולד ושות' חברה בע"מ א"ת חולון טלפון03-5597060 : ייעוץ מדעי לספר :אוטיליה רוזנברג וד"ר דבורה קצביץ' עריכה ,עיצוב ואיור :מרב גוטליב עריכה לשונית :דפנה גול כל הזכויות שמורות © תשע"ג 2013 www.rachgold.co.il www.books4u.co.il חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 3 הקדמה לספר חומר למחשבה לכיתה י"א נוסף מדריך למורה. הספר נכתב במטרה לעזור לתלמידים בתרגול במהלך שנת הלימודים ולקראת בחינת הבגרות ברמה של בררה וניתוח קטע ממאמר מדעי ,מתכונות 3יח"ל בכימיה בתכנית החדשה .בספר שאלות פתוחות ,שאלות ֵ לדוגמה ובחינות בגרות .לכל השאלות פתרונות מלאים. המדריך נכתב כדי לעזור למורים במיפוי השאלות וברעיונות לדרכי פתרון במסגרת "חושבים תשובה". בכתיבת השאלות והתשובות ובכתיבת המדריך למורה התבססנו על הניסיון הרב שצברנו במשך שנות עבודה רבות בהוראת הכימיה ובהכנת התלמידים לבחינת הבגרות. את תכנית הלימודים ,פורום מורים ,חוזרי מפמ"ר ומידע נוסף אפשר למצוא באתר מפמ"ר כימיה: http://cms.education.gov.il/EducationCMS/Units/Mazkirut_Pedagogit/chimya למדריך מצורף נספח ובו טבלאות הנדרשות במהלך הלימודים. אנחנו מקוות שהמדריך למורה יעזור למורים שמלמדים את תכנית הלימודים 3יח"ל כימיה. ברצוננו להודות ליועצת המדעית ד"ר דבורה קצביץ' שקראה ,פתרה והעירה ,תיקנה ,הציעה רעיונות חדשים ותרמה מניסיונה העשיר להצלחת המדריך. תודה לרבקה אוסטרבך על הרשות להשתמש בחומרים שהכינה. תודה מקרב לב למשפחותינו על העידוד ועל הסבלנות. תודה מיוחדת למרב על ההשקעה הרבה. המדריך עבר הגהות רבות ,ובכל זאת אם נפלה טעות ,נודה לכם אם תעירו ותאירו. אורית מולווידזון וידידה גוטליב מורות לכימיה ומדריכות 4חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה צידה לדרך לתלמיד הנבחן: מבנה הבחינה בחינת הבגרות מורכבת משמונה שאלות: בררה )לכל שאלה 2.5נקודות(; שאלה - 1חובה -הבנויה משמונה שאלות ֵ שאלה - 2חובה -ניתוח קטע ממאמר מדעי ) 20נקודות(; שאלות - 8-3שאלות בחירה -מתוכן יש לבחור שלוש שאלות )לכל שאלה 20נקודות(. לבחינה מצורפים דף של המערכה המחזורית וטבלת אלקטרושליליות. משך הבחינה 3שעות. כדאי להקדיש... * לשאלה - 1כ 30 -דקות; * לניתוח קטע ממאמר מדעי כ 30 -דקות; * לקריאת שאלות 8 - 3ובחירת 3השאלות שעליהן עונים כ 15 -דקות; * לכל שאלת בחירה כ 30 -דקות; * לבדיקת הבחינה 15דקות. שימו לב: * בשל ניסוחים לא-מאוזנים ,טעויות חישוב ואי-רישום יחידות עלולות להיגרע נקודות. * לטעות נגררת אין השפעה על הניקוד בסעיפים הבאים ,בתנאי שהם מבוססים בצורה הגיונית על השגיאה. הפתרון או לכתוב נוסחאות ְ * כאשר מַ ציגים חישובים בטבלה ,יש לסמן חצים המראים את כיוון השגת הפתרון. ְ ולפרט את החישובים המבהירים כיצד הושג חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 5 פרק א' -מבנה וקישור עמ' שאלה 10 10 11 11 11 12 12 12 13 13 13 14 14 14 15 15 16 מבנה האטום -א ב ג ד ה ו ז ח קישור -א ב ג ד ה ו ז ח 1 17 2 18 19 20 3 4 5 21 6 22 7 מיפוי השאלות שבספר מבנה וקישור חלקיקים באטום ,איזוטופים אנרגיית יינון נוסחה אמפירית נוסחת ייצוג אלקטרונים טבלה מחזורית רמה מיקרוסקופית חלקיקים באטום רדיואקטיביות דו-קוטב רגעי וקבוע תכונות צברים צבר מולקולרי צברים צבר מולקולרי צבר מולקולרי צבר מולקולרי צבר מולקולרי נוסחאות ,קוטביות ,מסיסות, טמפ' רתיחה קישור בין-מולקולרי, חומרים אטומריים טבלה מחזורית ,קישור תוך ובין מולקולרי אורך ואנרגית קשר ,קישור בין-מולקולרי ,מיון חומרים תכונות חומרים ,אלקטרושליליות, קישור בין-מולקולרי נוסחאות ,אנרגיית קשר, מסיסות מיון חומרים ,תכונות חומרים כללי סדרי גודל ,רמה מאקרוסקופית, רמה מיקרוסקופית ,איזומרים רמה מיקרוסקופית 6חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה פרק ב' -חישובים בכימיה חמצון-חיזור עמ' שאלה חישובים בכימיה 46 46 47 47 47 48 48 49 50 51 52 53 54 55 א ב ג ד ה ו ז 1 2 3 4 5 6 7 מול מול ומספר חלקיקים ריכוז המצב הגזי ריכוז )מיהול( חישובים בגזים מול ריכוז מולרי ,מסה /מסה מולרית מסה /מסה מולרית ,גזים -קשר בין לחץ נפח מס' מולים ריכוז ,גזים ריכוז ,נתונים קבועים וספציפיים מסה /מסה מולרית ,ריכוז מסה /מסה מולרית מסה /מסה מולרית ,גזים )טמפ'-נפח( ,מס' אבוגדרו זיהוי תגובת חמצון-חיזור מחמצן-מחזר ,קורוזיה כללי חומצה-בסיס ניסוחי תגובות ניסוחי תגובות ניסוחי תגובות זיהוי תגובת חומצה-בסיס קראט פרק ג' -חמצון-חיזור עמ' שאלה מבנה וקישור 74 74 74 75 75 75 76 77 א ב ג ד ה ו ז 1 קישור כימי 78 2 79 3 80 4 81 5 תכונות מתכות 82 6 83 7 קבוצות פונקציונליות, קישור בין-מולקולרי קבוצות פונקציונליות חישובים בכימיה מסה /מסה מולרית, גזים מסה /מסה מולרית, ריכוז מסה /מסה מולרית חמצון-חיזור חמצון-חיזור דרגת חמצון מזערית ומרבית פעילות מתכות מול אלקטרונים קביעת תוצר חמצון קביעת דרגות חמצון זיהוי תגובת חמצון-חיזור דרגות חמצון ,מחמצן/מחזר, שורה אלקטרוכימית דרגות חמצון ,מחמצן/מחזר, מול אלקטרונים דרגות חמצון ,מחמצן/מחזר, מול אלקטרונים דרגות חמצון ,מחמצן/מחזר, שורה אלקטרוכימית ,קורוזיה שורה אלקטרוכימית, מחמצן/מחזר מחמצן-מחזר )תרכובות פחמן(, מול אלקטרונים זיהוי חמצון-חיזור ,מחמצן- מחזר ,דרגת חמצון )תרכובות פחמן( חומצה-בסיס כללי רמה מיקרוסקופית זיהוי חומצה-בסיס חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 7 פרק ד' -חומצות ובסיסים מבנה וקישור עמ' שאלה 103 א שינוי pH 103 ב קביעת תחום pH 103 ג חישובים בתגובת סתירה 104 ד זיהוי חומצה/בסיס על-פי תגובה 104 ה חישובים בתגובת סתירה 104 ו זיהוי חומצה/בסיס על-פי תגובה 105 ז pH 106 1 ניסוח תגובות ,קביעת תחום ,pHחישובים 107 2 תכונות חומרים 108 3 אידוי 109 4 ניסוחי תגובות ,pH ,חישובים בתגובת סתירה 110 5 זיהוי חומצה ובסיס בניסוח תגובה ,pH ,חישובים בתגובת סתירה 111 6 112 7 תכונות חומרים חישובים בכימיה חומצה-בסיס ניסוחי תגובות ,חישובים בתגובת סתירהpH , מסה/מסה מולרית ריכוז ,מסה/מסה מולרית ניסוחי תגובה ,תגובת סתירה ניסוחי תגובה ,pH ,חישובים בתגובת סתירה ניסוחי תגובה ,pH ,חישובים בתגובת סתירה 8חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה פרק ה' -טעם של כימיה מבנה וקישור חישובים בכימיה חומצה- בסיס שומנים עמ' שאלה השוואה בין טמפרטורות התכה של חומצות שומן 138 א 138 ב 139 ג חומצות שומן רוויות ולא-רוויות 139 140 141 142 143 ד ה ו ז 1 טריגליצריד איזומרים נוסחאות 144 2 מסיסות 145 3 נוסחאות, מסיסות מסה /מסה מולרית 147 4 מסיסות, נוסחאות ריכוז, יחסי מולים 148 5 150 6 קבוצות פונקציונליות, חומר מחליב נוסחאות, קבוצות פונקציונליות מול /מסה מולרית 151 7 קבוצות פונקציונליות, מסיסות, נוסחאות סוכרים חלבונים כללי זיהוי חומצות אמיניות ערך קלורי נוסחת הייוורת טריגליצרידים, חומצות שומן, טמפרטורת התכה, ציס/טרנס תכונות של חומצות אמיניות ואפיונן ,נוסחת מבנה של פפטיד, הידרוליזה של פפטיד איזומרים ,אנומרים, קשר גליקוזידי -עמדות, תבנית קשר ,מוטרוטציה, מסיסות ,רב-סוכר חישובים בתגובת סתירה תגובת איסטור, טמפרטורת התכה, הידרוגנציה ציס/טרנס, רווי/בלתי-רווי הידרוליזה של חלבון אבות מזון, ערך קלורי נוסחת פישר ,מצב צבירה ומסיסות של חד-סוכרים, איזומרים של גלוקוז ,דו- סוכר ,קשר גליקוזידי - עמדות ,תבנית קשר סתירה חומצות שומן, טריגליצרידים, טמפרטורת התכה, איסטור, הידרוגנציה רמה מיקרוסקופית חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 9 פרק ו' -ניתוח קטע ממאמר מדעי עמ' שאלה מבנה וקישור 172 1 174 2 176 3 תכונות ומבנה מתכות ,תכונות גזים אצילים, ניסוח תגובות, תהליך המראה איזוטופים רדיואקטיביים, תהליכים רדיואקטיביים מתכות/סגסוגות 178 4 180 5 ניסוחי תגובה, נוסחת מבנה / ייצוג אלקטרוני, קוטביות מולקולה, מסיסות ,ניסוח תהליכי המסה ניסוח תהליכים, התכה 182 6 184 7 מסיסות חד/דו/רב-סוכרים חישובים בכימיה חמצון-חיזור חומצה- בסיס שומנים סוכרים חמצון-חיזור כללי מעגל חשמלי זמן מחצית חיים ,ניתוח גרף מסה /מסה מולרית מסה /מסה מולרית, נפח גזים מסה /מסה מולרית, גזים מסה /מסה מולרית ,נפח גזים, תכונות גזים קורוזיה - יצירה/מניעה, מחמצן-מחזר, מול אלקטרונים זיהוי תגובת חמצון-חיזור ניסוחי תגובות תהליכי שרפה דרגות חמצון ,מול אלקטרונים ניתוח גרף הידרוליזה של טריגליצרידים קשר גליקוזידי, הידרוליזה, נוסחת הייוורת, רב-סוכרים ניתוח גרף 10חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה פרק ז' -מתכונת 1 עמ' שאלה מבנה וקישור 202 203 1א ב חלקיקים באטום טבלה מחזורית, תכונות צברים 203 ג 204 204 205 205 ד ה ו ז חישובים בכימיה חמצון-חיזור חומצה- בסיס שומנים חלבונים כללי נתונים קבועים וספציפיים ריכוזים פעילות מתכות קביעת מחמצן-מחזר שינויים ב- pHבתגובות 206 207 2 קישור בין-מולקולרי, נוסחאות תגובת סתירה ח 210 3 תכונות צברים זיהוי חומצה או בסיס 210 4 211 5 המסת חומר יוני 212 6 תכונות חומרים והסבר ברמה המיקרוסקופית. קישור בין-מולקולרי – מסיסות וטמפרטורת רתיחה 213 7 215 8 מסה /מסה מולרית, ריכוזים מסה /מסה מולרית, ריכוזים חומצות שומן הידרוליזה של טריגליצרידים, נוסחאות זיהוי חמצון -חיזור, ניבוי תוצר אפשרי, מול אלקטרונים רמות הבנה אינדיקטורים, זיהוי חומצה/בסיס, סתירהpH , מסיסות פפטיד ,זיהוי חומצות אמיניות, מסיסות חומצות אמיניות,נוסחת מבנה בpH = 7 - ניתוח גרף זיהוי חמצון -חיזור, אנטיאוקסידנטים הידרוגנציה חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 11 מתכונת 2 עמ' שאלה מבנה וקישור 236 1א אנרגיית יינון, טבלה מחזורית 236 ב 237 238 238 ג ד ה 239 239 ו ז חישובים בכימיה חמצון-חיזור חומצה- בסיס שומנים חלבונים כללי מסה /מסה מולרית מסיסות במים חלקיקים הרכב חומצות שומן אנטיאוקסידנטים חומצה חד- פרוטית / דו-פרוטית ניתוח גרף ח 240 241 2 243 3 244 4 245 5 נוסחאות, מסיסות 246 6 ניסוחי תגובות מסה /מסה מולרית ,ריכוזים 248 7 מסיסות מסה /מסה מולרית ,ריכוזים 249 8 נוסחאות, מסיסות קישור בין- מולקולרי, מסיסות, נוסחאות נוסחאות ,חוזק קשר ,קבוצות פונקציונליות, ייצוג של קשרי מימן מסה /מסה מולרית ,נפח גזים ,מספר חלקיקים ניסוחי תגובה, pH מסה /מסה מולרית ,ריכוזים תגובת איסטור זיהוי תגובת חומצה -בסיס נוסחאות, יצירת טריגליצריד, טמפרטורת התכה של טריגליצריד אנטיאוקסידנטים ניתוח גרף ניסוחי תגובות, חישובים בתגובת סתירה ,מיהול, pH זיהוי תגובת חמצון-חיזור, מול אלקטרונים השוואת pH חומצות אמיניות, מטען של חומצה אמינית ,דו-פפטיד 12חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה מתכונת 3 עמ' שאלה מבנה וקישור 270 1א 271 ב תיאור תגובה ברמה מיקרוסקופית תכונות צברים 271 271 ג ד 272 272 ה ו 273 ז חישובים בכימיה חמצון- חיזור חומצה- בסיס שומנים חלבונים כללי תגובת חומצה-בסיס ריכוזים קישור בין-מולקולרי - השוואה בין טמפרטורות רתיחה תחושת טעם חמצון-חיזור, דרגות חמצון pHשל חומצות אמיניות ריכוזים 273 274 2 276 3 נוסחאות ,חוזק קשר, קוטביות קשר ,קישור בין-מולקולרי ,ניסוחי תגובות קישור-בין מולקולרי, טמפרטורת רתיחה ח 277 4 278 5 נוסחאות ,קוטביות קשר ,חוזק קשר, אורך קשר ,רדיוס אטומי ,קישור בין- מולקולרי ,טמפרטורת רתיחה ,ייצוג של קשרי מימן ניסוחי תגובות ,רדיוס יוני 279 6 280 7 נוסחאות ,מבנה מרחבי של מולקולות - קוטביות ניסוחי תגובות, נוסחאות 282 8 ניסוחי תגובות ניסוחי תגובות,pH , קשר בין pH למוליכות מסה /מסה מולרית, ריכוזים מסה /מסה מולרית ,נפח גזים מסה /מסה מולרית, ריכוזים זיהוי תגובת חמצון-חיזור, מול אלקטרונים סרטוט גרף ניסוחי תגובותpH , שומן רווי/לא-רווי ערך קלורי של מזון חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 13 פרק ח' -בחינת בגרות תשס"ז2007 , עמ' שאלה מבנה וקישור 304 304 304 1א ב ג איזומרים 305 ד 305 306 ה ו 307 2 310 3 311 4 312 5 313 6 חישובים בכימיה חמצון-חיזור חומצה שומנים -בסיס חלבונים כללי ריכוזים דרגת חמצון של אטום פחמן תגובת חומצה- בסיס קריאת טבלה מבנה חומצה אמינית בpH = 7 - קישור בין- מולקולרי, נוסחאות ,מסיסות קוטביות קשר, נוסחאות ,מסיסות, ניסוחי תגובות, ייצוג של קשרי מימן ,חוזק קשר ניסוחי תגובות ניתוח גרף מסה /מסה מולרית נתונים ספציפיים וקבועים בתגובה מסה /מסה מולרית, ריכוזים מסה /מסה מולרית, ריכוזים זיהוי תגובת חמצון-חיזור, דרגות חמצון, אנטיאוקסידנטים, ניבוי תוצר אפשרי זיהוי תגובת חומצה- בסיס נוסחאות, טריגליצריד, טמפרטורת התכה ,חומצת שומן חיונית, חומצות שומן, מסיסות 14חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה בחינת בגרות תשס"ח2008 , עמ' שאלה מבנה וקישור 328 328 329 329 1א ב ג ד טבלה מחזורית קשרים 330 ה חישובים בכימיה חומצה-בסיס שומנים כללי ריכוזים ניסוח תגובה של בסיס עם מים השוואה בין בסיסים על-פי תכונות 330 331 2 קישור בין-מולקולרי 333 3 334 4 מיון צברים -תכונות, קישור בין-מולקולרי, אנרגיית קשר ,רדיוס אטומי ניסוח תגובות המסה 335 5 336 6 נוסחאות רוויות/לא-רוויות, טמפרטורת התכה ו מסה /מסה מולרית ניסוח תגובה קריאת טבלה מודלים מסה /מסה מולרית, ריכוז ניסוחי תגובות, ,pHמוליכות, סתירה מסיסות רוויות/לא-רוויות, חומצות שומן טרנס, טריגליצרידים, טמפ' התכה קריאת טבלה חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 15 בחינת בגרות תשס"ט2009 , עמ' שאלה מבנה וקישור 351 352 1א ב 353 ג טבלה מחזורית מסיסות חומר יוני - רמה מיקרוסקופית דו-קוטב קבוע, קישור בין-מולקולרי 353 ד 354 ה 354 ו חישובים בכימיה חמצון-חיזור שומנים כללי דרגת חמצון מספר מולים, מספר חלקיקים מחמצן/מחזר, חמצון/חיזור חוזק אינטראקציות בחומצות שומן 355 2 קישור בין-מולקולרי )טמפרטורת רתיחה( 357 3 קישור בין-מולקולרי, מסיסות ,נוסחאות, ניסוח תגובות המסה, אנרגיית קשר, זיהוי חומר יוני 358 4 360 5 תגובות המסה 361 6 ייצוג אלקטרוני ,אורך קשר ,קישור בין-מולקולרי 362 7 נוסחאות ריכוז ,מסה / מסה מולרית מסה /מסה מולרית, ריכוז מסה /מסה מולרית ,ריכוז, גזים :תלות נפח- טמפ' ניתוח גרף חמצון/חיזור, מחמצן/מחזר, דרגות חמצון שורה אלקטרוכימית, מחמצן/מחזר, מול אלקטרונים חמצון/חיזור, דרגות חמצון, מול אלקטרונים אנטיאוקסידנטים חומצות שומן רוויות/לא- רוויות ,טריגליצרידים, הידרוגנציה ,טמפרטורת התכה ,נוסחאות קריאת טבלה 16חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה בחינת בגרות תש"ע2010 , עמ' שאלה מבנה וקישור 380 1א 381 381 ב ג איזוטופים ,אנרגיית יינון ,רדיוס אטומי דו-קוטב קבוע 382 383 ד ה 383 ו 383 ז חישובים בכימיה חמצון- חיזור חומצה- בסיס סוכרים חלבונים כללי מסה /מסה מולרית מחמצן/מחזר מחמצן/מחזר, דרגת חמצון מרבית/ מזערית מוטרוטציה, הידרוליזה, קשר גליקוזידי קישור בין-מולקולרי )מסיסות במים( תגובות המסה, מסיסות ,ייצוג אלקטרוני ,קוטביות מולקולה 384 2 385 3 387 4 איזון תגובה 388 5 קישור בין-מולקולרי )טמפרטורת התכה(, נוסחאות 389 6 קבוצות פונקציונליות 390 7 קישור בין-מולקולרי )מסיסות( אנטיאוקסידנט רמה מיקרוסקופית/ מאקרוסקופית ריכוז ,גזים, מיהולים ,מספר מול אטומים מסה /מסה מולרית ,גזים מחמצן/מחזר, מול אלקטרונים חומצות אמיניות, דו-יון ,קשר פפטידי ,חומצה אמינית חיונית מיהולים ניסוח תגובות, pH קשר גליקוזידי )עמדות, תבנית קשר(, מסיסות חד/דו/רב- סוכרים חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 17 בחינת בגרות תשע"א2011 , עמ' שאלה מבנה וקישור 406 407 407 1א ב ג טבלה מחזורית אורך קשר 408 ד 408 409 ה ו 410 ז 410 ח 411 2 414 3 415 4 416 5 417 6 418 7 420 8 חישובים בכימיה חמצון-חיזור חומצה- בסיס שומנים חלבונים מספר חלקיקים מסה /מסה מולרית כללי ניתוח גרף שורה אלקטרוכימית תגובת חומצה במים -רמה מיקרוסקופית השוואה בין חומצות על-פי תכונות נוסחת מבנה בpH = 7 - הידרוליזה של קשר פפטידי, פפטידים מסה /מסה מולרית, ריכוזים תכונות צברים, נוסחאות ,חוזק קשר, ניסוחי תגובות נוסחאות ,קוטביות מולקולה ,קישור בין- מולקולרי ,קוטביות קשר ,אורך קשר, איזומרים ,מסיסות, ניסוח תגובת המסה מתכות ,יוני מתכות ניתוח גרף ניסוחי תגובות רמה מיקרוסקופית מסה /מסה מולרית, ריכוזים דרגות חמצון, חמצון/חיזור דרגות חמצון, קורוזיה )יצירה, מניעה ,הגנה(, פעילות מתכות ,מול אלקטרונים מסה /מסה מולרית, ריכוזים נוסחאות ,קישור בין- מולקולרי ,מסיסות ניסוחי תגובות, ,pHחד/דו- פרוטי נוסחאות, השוואה בין חומצות שומן שונות ,יצירת טריגליצריד סבון 18חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה בחינת בגרות תשע"ב2012 , עמ' שאלה מבנה וקישור 439 1א 439 440 ב ג 440 440 441 442 ד ה ו ז טבלה מחזורית, נוסחאות מולקולריות ואמפיריות אנרגיית יינון נוסחת ייצוג אלקטרונים זיהוי צברים ,מוליכות חישובים בכימיה חמצון- חיזור חומצה-בסיס שומנים סוכרים כללי דרגות חמצון ניתוח גרף ריכוזים ,pH ריכוז יוני OH–- מוטרוטציה 442 443 2 נוסחאות ,קישור בין- מולקולרי ח 445 3 446 4 447 5 נוסחאות, קישור בין-מולקולרי )טמפרטורת רתיחה, מצב צבירה ,מסיסות( נוסחאות ,מבנה מרחבי ,קוטביות, ניסוחי תגובות ניסוחי תגובות 448 6 449 7 450 8 נוסחאות, קישור בין-מולקולרי מסה /מסה מולרית, ריכוזים ניתוח גרף pH רמה מיקרוסקופית דרגות חמצון, מחזר/מחמצן גזים )לחץ, נפח, טמפרטורה(, מסה /מסה מולרית /נפח מולרי, ריכוזים, מיהולים מסה /מסה מולרית, ריכוזים מסה /מסה מולרית / נפח מולרי מודלים ,רמה מיקרוסקופית ניתוח גרף רמה מאקרוסקופית ניסוחי תגובות, חד/דו -פרוטי, סתירה ניסוחי תגובות, ,pHסתירה, מוליכות רמה מיקרוסקופית נוסחאות, טמפרטורת התכה, הידרוגנציה איזומרים ,קשר גליקוזידי -עמדות ותבנית קשר, מוטרוטציה, נוסחת פישר חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 19 בחינת בגרות תשע"ג2013 , עמ' שאלה מבנה וקישור 467 1א 468 ב טבלה מחזורית, רדיוס אטומי כוחות בין- מולקולריים 468 ג 469 ד 469 ה 470 470 ו ז 471 ח 472 2 474 3 475 4 476 5 477 6 478 7 479 8 חישובים בכימיה חמצון-חיזור חומצה-בסיס חלבונים כללי ניתוח גרף גזים )לחץ /נפח(, מסה /מסה מולרית מסיסות מסה /מסה מולרית, מול ,מספר חלקיקים דרגות חמצון, מחמצן/מחזר אנטיאוקסידנטים ,pHאינדיקטורים חישובים בתגובת סתירה זיהוי חומצה אמינית ,תכונות חומצה אמינית נוסחאות מבנה ,מצב צבירה, חלקיקי הגרעין, איזוטופים ,היערכות אלקטרונים ,נוסחת ייצוג אלקטרונית, מטען חלקי ,חוזק קשר ,אורך קשר, השוואת טמפ' רתיחה תכונות מתכת ,תכונות חומר יוני ,סגסוגת נוסחאות ,איזומרים, השוואת טמפ' רתיחה, מסיסות מסה /מסה מולרית, מספר חלקיקים נפח גז ,מסה /מסה מולרית דרגת חמצון ,חמצון/חיזור ,pHתגובת חומצה- בסיס ניסוח תגובות זיהוי תגובות זיהוי תגובות ניתוח גרף רמה מאקרוסקופית דרגת חמצון של אטום פחמן לחץ /נפח /מספר חלקיקים ,ריכוזים דרגות חמצון ,דרגת חמצון מזערית /מרבית, מחמצן/מחזר ,מול אלקטרונים השוואת טמפ' התכה רמה מיקרוסקופית רמה מיקרוסקופית ,pHניסוח תגובה הידרוליזה של קשר פפטידי ,נוסחאות של חומצות אמינית, חד-סוכרים ,היוורת, פישר ,מאפייני רב- סוכרים 20חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה מבנה וקישור תכנים מבנה האטום יש להיעזר בתכנית הלימודים המפורטת באתר המפמ"ר. חלקיקים באטום מספר אטומי מספר מסה איזוטופים רדיואקטיביות סוגי קרינה קרינת אלפא ,קרינת ביתא ,קרינת גאמא זמן מחצית חיים חוק קולון אנרגיית יינון ראשונה רדיוס אטומי אלקטרושליליות קשר קוולנטי קשר קוטבי /קשר טהור חוזק קשר /אנרגיית קשר אורך קשר נוסחה מולקולרית צורות ייצוג נוסחת מבנה מקוצרת המולקולה מבנה מרחבי קישור נוסחת מבנה מלאה נוסחת ייצוג אלקטרונים קווי ,זוויתי ,משולש מישורי ,פירמידה משולשת ,טטראדר קוטביות מולקולרי צברים אטומרי מתכתי יוני קשרים בין- מולקולריים אינטראקציות ון-דר-ולס קשרי מימן השוואת חוזק אינטראקציות תכונות הצבר ניסוח תהליכי המסה והתכה מבנה הצבר תכונות הצבר מבנה הצבר תכונות הצבר מבנה הצבר תכונות הצבר נוסחה אמפירית ניסוח תהליכי המסה והתכה חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 21 דגשים .1אורך הקשר הקוולנטי ) (rהוא המרחק בין הגרעינים של האטומים הקשורים, r והוא תלוי בחוזק כוחות המשיכה שפועלים בין האטומים .כוחות אלה נובעים ממשיכה חשמלית בין אלקטרוני הקשר לבין הגרעינים ובין דו-קטבים מנוגדים הנוצרים בקשר קוולנטי קוטבי. .2בנוסחת ייצוג אלקטרונים יש להקפיד ולרשום את כל האלקטרונים במולקולה ,כולל אלקטרונים לא קושרים. בסרטוט נוסחאות מבנה אפשר לרשום אלקטרונים לא-קושרים ,אבל אין חובה לעשות זאת. .3התלמידים צריכים להכיר את המבנים המרחביים של המולקולות ,אך לא לקבּוע אותם בעצמם. המבנה המרחבי של המולקולה יהיה נתון בשאלה. .4השוואה בין טמפרטורות התכה או רתיחה תיעשה רק בין חומרים מולקולריים. .5כאשר בשאלה יש התייחסות לגורמים המשפיעים בכיוונים מנוגדים ,יש לבקש מהתלמידים להסביר עובדה נתונה ,ולא לקבּוע בעצמם לאיזה גורם השפעה מכרעת. .6כאשר התלמידים מתבקשים לתאר קשרי מימן ברמה המיקרוסקופית ,עליהם להתייחס לנקודות הבאות: .1 במולקולה אחת יש אטום )או אטומי( מימן הקשור לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה ,לכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים; .2 במולקולה אחרת )מאותו סוג או מסוג שונה( יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה עם זוג או עם זוגות של אלקטרונים לא-קושרים. .3שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר. .7כאשר התלמידים מתבקשים לתאר ברמה המיקרוסקופית ,עליהם להתייחס לנקודות הבאות: סוג החלקיקים ,אינטראקציות בין החלקיקים ,אופני התנועה של החלקיקים. באתר המפמ"ר יש מסמך הבהרה העוסק בנושא זה. 22חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חושבים תשובה כיצד כותבים תשובה מלאה לשאלה שעוסקת בהשוואה של חוזק קשר? בשאלות העוסקות בחוזק קשר ,התלמידים מתבקשים לערוך השוואה. את התשובה לשאלה נכתוב בשלושה שלבים. .1נרשום את שלושת הגורמים המשפיעים על חוזק קשר )רדיוס האטומים ,סדר הקשר ומידת קוטביות הקשר( .נזהה את הגורמים המשפיעים על ההבדל בחוזק הקשרים שנשאלנו עליהם ,ונערוך השוואה. מומלץ לעשות זאת בעזרת טבלה )ראו דוגמאות(. .2נסביר כיצד הגורמים שזיהינו משפיעים על חוזק הקשר .בשלב זה יש להתייחס למידת המשיכה החשמלית בין החלקיקים המשתתפים בקשר. .3נסיק מסקנה ,ונכתוב תשובה סופית. בספר "חומר למחשבה" יש הסבר מלא לשאלות העוסקות בחוזק קשר .על-פי הסילבוס לשנת תשע"ד, התלמיד נדרש לציין מהם הגורמים המשפיעים במקרה הנתון בשאלה ,ולא להסביר. הקדמה כללית דוגמה א' אנרגיית הקשר H Brגבוהה מאנרגיית הקשר . Br Br הסבירו את עובדה זו. על-פי חוק קולון ,עוצמת המשיכה החשמלית בין מטענים מנוגדים תלויה בגודל המטענים ובמרחק ביניהם. חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין אלקטרוני הקשר לבין גרעיני האטומים הקשורים ,ובחוזק כוחות המשיכה החשמליים הפועלים בין המטענים החלקיים המנוגדים שנוצרים על האטומים הקשורים בקשר קוולנטי קוטבי. בטבלה שלהלן מפורטים הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקשר הקוולנטי ,ומצוין כיצד הם באים לידי ביטוי בשאלה שנשאלה. .1טבלת השוואה הגורם רדיוס האטומים )המרחק בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר( סדר הקשר )מספר זוגות האלקטרונים המשתתפים בקשר( מידת קוטביות הקשר )הפער באלקטרושליליות בין האטומים המשתתפים בקשר( השוואה בין הקשר Br Brלקשר H Br רדיוס אטום Brגדול מרדיוס אטום H Br Brקשר יחיד H Brקשר יחיד Br Brקשר קוולנטי טהור H Brקשר קוולנטי קוטבי )בטבלה מסומנים באפור הגורמים המשפיעים על חוזק הקשר במקרה זה(. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 23 .2הסבר מדעי כאשר משווים בין חוזק הקשר Br Brלבין חוזק הקשר , H Brהגורמים הרלוונטיים המשפיעים במקרה זה הם רדיוס האטומים וקוטביות הקשר .לאטום Brרדיוס גדול מלאטום ,H ולכן המשיכה החשמלית בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר בקשר Br Brחלשה יותר .נוסף על כך, הקשר H Brהוא קשר קוטבי ,ולכן קיימת משיכה חשמלית נוספת בין המטענים החלקיים של האטומים המשתתפים בקשר .בקשר H Brיפעלו כוחות משיכה רבים וחזקים יותר. .3מסקנה שני הגורמים האלה ,רדיוס האטומים ומידת הקוטביות ,תורמים לכך שהקשר H Brחזק מן הקשר . Br Br .1טבלת השוואה הקדמה כללית דוגמה ב' איזה קשר חזק יותר C C :או ? C C על-פי חוק קולון ,עוצמת המשיכה החשמלית בין מטענים מנוגדים תלויה בגודל המטענים ובמרחק ביניהם. חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין אלקטרוני הקשר לבין גרעיני האטומים הקשורים ,ובחוזק כוחות המשיכה החשמליים הפועלים בין המטענים החלקיים המנוגדים שנוצרים על האטומים הקשורים בקשר קוולנטי קוטבי. בטבלה שלהלן מפורטים הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקשר הקוולנטי ,ומצוין כיצד הם באים לידי ביטוי בשאלה שנשאלה. הגורם השוואה בין הקשר C Cלקשר C C )המרחק בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר( גודל האטומים זהה )מספר זוגות האלקטרונים המשתתפים בקשר( C Cקשר יחיד C Cקשר כפול רדיוס האטומים סדר הקשר מידת קוטביות הקשר )הפער באלקטרושליליות בין האטומים המשתתפים בקשר( קשרים קוולנטיים טהורים .2הסבר מדעי )בטבלה מסומנים באפור הגורמים המשפיעים על חוזק הקשר במקרה זה(. .3מסקנה כאשר משווים בין חוזק הקשר C Cלבין חוזק הקשר , C Cהגורם הרלוונטי המשפיע במקרה זה הוא סדר הקשר .בקשר C Cיש שני זוגות אלקטרוני קשר הנמשכים לגרעינים של האטומים הקשורים )קשר כפול( .בקשר C Cיש רק זוג אחד של אלקטרוני קשר אשר נמשך לגרעינים של האטומים הקשורים )קשר יחיד( .בקשר C Cיפעלו כוחות משיכה רבים יותר. הקשר C Cחזק מן הקשר . C C 24חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חושבים תשובה כיצד כותבים תשובה מלאה לשאלה שעוסקת בקביעת סוג הדו-קוטב במולקולה )רגעי או קבוע(? בשאלות העוסקות בקביעת סוג הדו-קוטב במולקולה ,התלמידים מתבקשים לסרטט נוסחת מבנה למולקולה בתוך כדי שימוש במבנה המרחבי הנתון בשאלה. את התשובה לשאלה נכתוב בארבעה שלבים. .1ניעזר במבנה המרחבי הנתון של המולקולות ,ונסרטט נוסחת מבנה מתאימה לכל מולקולה. יש להקפיד לכלול את זוגות האלקטרונים הבלתי-קושרים. .2נקבע מטען חלקי על האטומים בקשרים הקוטביים בעזרת טבלת אלקטרושליליות ,ונסרטט חץ מ - ל -בכל קשר קוטבי. .3נבדוק אם פיזור המטען החשמלי במולקולות אחיד )סימטרי( ,ונקבע את סוג הדו-קוטב :אם פיזור המטען החשמלי אחיד ,למולקולה דו קוטב רגעי בלבד; אם פיזור המטען החשמלי אינו אחיד, למולקולה דו-קוטב קבוע )המולקולה קוטבית(. .4נסיק מסקנה ,ונכתוב תשובה סופית. דוגמה בטבלה שלפניכם מוצג מידע על ארבע מולקולות. המולקולה C2F2 CF4 NF3 BF3 המבנה המרחבי של המולקולה קווית טטראהדר פירמידה משולשת מישורית משולשת לאיזו/לאילו מבין המולקולות הנתונות יש דו-קוטב קבוע? .1סרטוט נוסחת מבנה N F F CºC F F F F F C B F F F F F חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 25 .3קביעת סוג הדו-קוטב .2סימון מטען חלקי וחצים מתאימים הערה :התלמידים לא נדרשים לסרטט מבנה מרחבי נכון למולקולות. .4מסקנה N F F F CºC F F F F C F F F B F F נוסחת המולקולה מבנה מרחבי פיזור מטען על-פני המולקולה מסקנה NF3 פירמידה משולשת פיזור המטען על-פני המולקולה אינו סימטרי דו-קוטב קבוע C2F2 קווי פיזור המטען על-פני המולקולה סימטרי דו-קוטב רגעי בלבד CF4 טטראדר פיזור המטען על-פני המולקולה סימטרי דו-קוטב רגעי בלבד BF3 מישורי משולש פיזור המטען על-פני המולקולה סימטרי דו-קוטב רגעי בלבד למולקולות NF3יש דו-קוטב קבוע ,כי פיזור המטען החשמלי במולקולה אינו אחיד. 26חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חושבים תשובה כיצד נדע לאיזה משני חומרים מולקולריים טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר? כיצד נדע אם שני חומרים מולקולריים מתמוססים זה בזה? נבדוק את סוג האינטראקציות בין המולקולות בכל אחד מן החומרים. נבדוק את סוג האינטראקציות הקיימות בין מולקולות המומס לבין מולקולות הממס. נבחן את הגורמים המשפיעים על חוזק האינטראקציות בין המולקולות של כל אחד מן החומרים ,ונקבע מהם הגורמים הרלוונטיים. נסביר כיצד משפיעים גורמים אלו על חוזק האינטראקציות בין המולקולות. נבחן אילו אינטראקציות יכולות להיווצר בין מולקולות המומס לבין מולקולות הממס. נסביר כיצד עשויות מולקולות המומס להתקשר למולקולות הממס, או נקבע למי מהחומרים אינטראקציות בין-מולקולריות חזקות יותר. מדוע אין אפשרות להיווצרות אינטראקציות בין מולקולות המומס לבין מולקולות הממס. נסיק כי האנרגיה הדרושה לניתוק האינטראקציות בין המולקולות באחד החומרים גדולה יותר מאשר בחומר האחר. נסכם :לחומר שהאינטראקציות הבין-מולקולריות שלו חזקות יותר, תהיה טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר. נסיק :החומרים מתמוססים / אינם מתמוססים זה בזה. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 27 חושבים תשובה כיצד כותבים תשובה מלאה לשאלה העוסקת בהבדל בטמפרטורת הרתיחה של חומרים מולקולריים? בשאלות העוסקות בהשוואה בין טמפרטורות התכה או רתיחה התלמידים מתבקשים לערוך השוואה. את התשובה לשאלה נכתוב בשלושה שלבים. .1נזהה את סוג האינטראקציות בין המולקולות ,ובהתאם לכך נקבע אילו גורמים משפיעים על חוזק האינטראקציות .מומלץ לסדר את המידע בטבלה. .2נסביר כיצד גורמים אלה משפיעים על חוזק האינטראקציות בין המולקולות ,בתוך כדי ציון החלקיקים הנמשכים זה לזה באינטראקציות אלו .נקשר בין חוזק האינטראקציות לבין האנרגיה הדרושה למעבר מצב צבירה ולטמפרטורת ההתכה או לטמפרטורת הרתיחה. .3נסיק מסקנה ,ונכתוב תשובה סופית. .1טבלת השוואה דוגמה א' למי טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר :ל CHCF2() -או ל? CC2F2() - סוג האינטראקציות בין המולקולות גודל ענן אלקטרונים קוטביות )דו-קוטב קבוע( .2הסבר מדעי מוקדים ליצירת קשרי מימן במולקולה .3מסקנה )CHCF2( )CC2F2( אינטראקציות ון-דר-ולס אינטראקציות ון-דר-ולס 42 58 מולקולה קוטבית מולקולה קוטבית אין אין ככל שמספר האלקטרונים גדול יותר ,נוצרים דו-קטבים רגעיים רבים יותר ,כוחות המשיכה החשמליים בין הדו-קטבים הרגעיים חזקים יותר ,ואינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר. כאשר המשיכה החשמלית בין המולקולות חזקה יותר ,דרושה יותר אנרגיה כדי להפריד בין המולקולות ,מה שמתבטא בטמפרטורת רתיחה גבוהה יותר. ל CC2F2() -טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר מאשר ל. CHCF2() - 28חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה .1טבלת השוואה דוגמה ב' למי טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר :ל CH3OCH3() -או ל? CH3CH2OH() - סוג האינטראקציות בין המולקולות גודל ענן אלקטרונים קוטביות )דו-קוטב קבוע( מוקדים ליצירת קשרי מימן במולקולה )CH3OCH3( )CH3CH2OH( אינטראקציות ון-דר-ולס אינטראקציות ון-דר-ולס וקשרי מימן 24 24 מולקולה קוטבית מולקולה קוטבית 2זוגות אלקטרונים לא-קושרים על אטום O אין אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים 2זוגות אלקטרונים לא-קושרים על אטום O אטום מימן אחד "חשוף" מאלקטרונים בין המולקולות של ) CH3CH2OH(פועלים קשרי מימן כתוצאה ממשיכה חשמלית בין אטום .2הסבר מדעי מימן "חשוף" מאלקטרונים במולקולה אחת לבין זוג אלקטרונים לא-קושר על אטום חמצן במולקולה אחרת .בין מולקולות ) CH3OCH3(לא קיימים קשרי מימן .אינטראקציות ון-דר- ולס בין המולקולות של שני החומרים דומות ,מפני שענן האלקטרונים זהה בגודלו. כוחות המשיכה שפועלים בין מולקולות ) CH3CH2OH(חזקים יותר מאשר כוחות המשיכה שפועלים בין מולקולות ) . CH3OCH3(כאשר המשיכה החשמלית חזקה יותר ,דרושה יותר אנרגיה כדי להפריד בין המולקולות .ברמה המאקרוסקופית הדבר מתבטא בטמפרטורת רתיחה גבוהה יותר. .3מסקנה ל CH3CH2OH() -טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר מאשר ל. CH3OCH3() - חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 29 הערה :כאשר כותבים שאלה שיש בה גורמים המשפיעים בכיוונים מנוגדים על חוזק הכוחות שפועלים בין המולקולות ,יש לבקש מהתלמידים להסביר עובדה נתונה ,ולא לקבוע בעצמם למי טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר. דוגמה ג' טמפרטורת הרתיחה של ) H2O(היא . 100 C טמפרטורת הרתיחה של ) CH3CH2OH(היא . 78C .1טבלת השוואה הסבירו מדוע טמפרטורת הרתיחה של ) H2O(גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של ). CH3CH2OH( סוג האינטראקציות בין המולקולות גודל ענן אלקטרונים קוטביות )דו-קוטב קבוע( מוקדים ליצירת קשרי מימן במולקולה )H2O( )CH3CH2OH( אינטראקציות ון-דר-ולס וקשרי מימן אינטראקציות ון-דר-ולס וקשרי מימן 10 24 מולקולה קוטבית מולקולה קוטבית 2זוגות אלקטרונים לא-קושרים 2זוגות אלקטרונים לא-קושרים אטום מימן אחד חשוף מאלקטרונים .2הסבר מדעי 2אטומי מימן חשופים מאלקטרונים .3מסקנה בשאלה זו יש שני גורמים המשפיעים בכיוונים מנוגדים. א .גודל ענן האלקטרונים :ככל שמספר האלקטרונים גדול יותר ,נוצר דו קוטב רגעי משמעותי יותר ,מספר הדו-קטבים הרגעיים גדול יותר ,וכוחות המשיכה בין הדו-קטבים הרגעיים חזקים יותר ,ואינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר. ב .מספר המוקדים ליצירת קשרי מימן :ככל שמספר המוקדים ליצירת קשרי מימן גדול יותר, הסיכוי להיווצרות קשרי מימן בין אטומי מימן חשופים מאלקטרונים לבין אלקטרונים על אטומים עם אלקטרושליליות גבוהה גדול יותר. על-פי הנתון ,טמפרטורת הרתיחה של מים גבוהה יותר ,ולכן ההשפעה של מספר המוקדים ליצירת קשרי מימן גדולה יותר מההשפעה של חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס. כאשר המשיכה החשמלית בין המולקולות חזקה יותר ,דרושה יותר אנרגיה כדי להפריד בין המולקולות ,מה שמתבטא בטמפרטורת רתיחה גבוהה יותר. טמפרטורת הרתיחה של ) H2O(גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של ) , CH3CH2OH(מפני שקשרי המימן בין מולקולות ) H2O(רבים יותר. 30חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה סיכום נושא :צברים נוח לסכם את נושא הצברים בתרשימי זרימה ולהראות בהם את סוגי החלקיקים ,את סוגי הקשרים ואת התכונות. צברים -מבני ענק צברים מולקולריים צברים אטומרים צברים יוניים צברים מתכתיים סוג החלקיקים מולקולות יונים חיוביים, ביניהם נעים אלקטרונים חופשיים אטומים יונים חיוביים ויונים שליליים סוג האינטראקציות בין החלקיקים אינטראקציות ון-דר-ולס / קשרי מימן קשרים קוולנטיים קשרים מתכתיים קשרים יוניים דוגמאות )H 2S(g )C(s )A (s )NaC (s ) H 2 O( יהלום ,גרפיט )Na (s )Mg(NO3 )2(s )S8(s )SiO2(s ) Hg ( )NH 4C (s חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 31 צברים -תכונות צברים מולקולריים צברים אטומרים צברים מתכתיים צברים יוניים מצב צבירה בטמפרטורת החדר מוצק ,נוזל וגז מוצק בדרך כלל מוצק מוצק מוליכות חשמלית אין מוליכות חשמלית. אין מוליכות חשמלית )מלבד גרפיט, שמוליכה במוצק(. יש מוליכות חשמלית במוצק ובנוזל. אין מוליכות חשמלית במוצק, יש מוליכות חשמלית בנוזל. מסיסות במים חלק מסיסים במים ,כאשר יש מוקדים ליצירת קשרי מימן לא מסיסים לא-מסיסים, אך חלק מן המתכות מגיבות עם מים חלק מסיסים )קלי תמס( וחלק לא מסיסים )קשי תמס( )המידע בטבלת מסיסות( בממסים הידרופוביים ִ מסיסות חלק מסיסים לא-מסיסים לא-מסיסים לא-מסיסים 32חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חישובים בכימיה תכנים המצב הגזי המול יש להיעזר בתכנית הלימודים המפורטת באתר המפמ"ר. מסה מולרית מסה מספר אבוגדרו מספר חלקיקים נפח מולרי נפח גז ריכוז נפח תמיסה חישובים בתגובות יחס מולים בתגובה הקשר בין נפח ,לחץ ,טמפרטורה ומספר המולים בגז השערת אבוגדרו דגשים .1בנושא חישובים מומלץ להתחיל בתרגול בסיסי ורק מאוחר יותר לעבור לתרגילים מהספר ,שהם תרגילים ברמה של בחינת בגרות. .2כדי להעמיק את הבנת התלמידים בנושא החישובים ,כדאי לעבוד תחילה בשיטת הערך המשולש )ראו דוגמאות( ,ורק אחרי תרגול אפשר ליישם את הערך המשולש בעזרת הנוסחאות המקובלות. .3מומלץ להראות שיטות שונות לפתרון התרגילים כדי לאפשר לתלמידים לפתח מיומנויות חשיבה שונות ובהמשך לבחור את השיטה הנוחה להם ,למשל :טבלה עם חיצים ,חישובים בנוסחאות ,חישובים בעזרת ערך משולש. .4בחישובים בתגובות יש להדגיש שקיים יחס קבוע בתגובה רק בין מספר המולים של המגיבים ומספר המולים של התוצרים ,ולא ,לדוגמה ,בין המסות של המגיבים והתוצרים. .5התלמידים לא נדרשים לחישובים שבהן קיים גורם מגביל )כלומר עודף של אחד המגיבים(. .6כדאי לתרגל חישובים מתמטיים שכוללים חזקות. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 33 המול -עד כמה הוא גדול? מחשב מודרני המסוגל לבצע 10מיליון מניות בשנייה ,היה זקוק לכמעט 2מיליון שנה כדי למנות עד 6.02x1023 אילו היו לכם 6.02x1023 דולרים ,הייתם יכולים לבזבז מיליארד דולר בכל שנייה, ועדיין היו נותרים לכם יותר מ 99.9% -מכספכם להעביר ליורשים שלכם אחרי 120 חבילה של 6.02x1023דפים הייתה גבוהה כל-כך... היא הייתה מגיעה מכאן ועד לשמש מיליון פעמים! 23 6.02x10 6.02x1023כדורי טניס היו מכסים את פני כדור הארץ בעובי של יותר מ 160 -ק"מ. זרימת 6.02x1023טיפות מים במפלי הניאגרה הייתה נמשכת יותר מ100,000 - שנים. 6.02x1023שניות הן זמן הארוך פי ארבעה מיליון מגיל כדור הארץ בשנים )על-פי חלק מהתיאוריות(. 34חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה הגדרות מול – כמות חומר המכילה 6.02 x 1023חלקיקים )אטומים ,מולקולות ,יונים ,אלקטרונים ,מחברות וכדומה( 6.02 x 1023 .נקרא מספר אבוגדרו. מסה מולרית ) – (MWהמסה של מול חלקיקים .יחידותיה :גרם למול. מסה מולרית אטומית – המסה של מול אחד של אטומים של יסוד מסוים )נקבעת על-פי הממוצע המשוקלל של האיזוטופים השונים של האטום( .נתונה במערכה המחזורית. מסה מולרית של חומר מולקולרי – המסה של מול אחד של מולקולות. אפשר לחשב את המסה המולרית של חומר מולקולרי על-ידי חיבור המסות המולריות של האטומים במולקולה. חישובים בעזרת המסה המולרית ומספר אבוגדרו נסמן: - mמסה בגרמים; - nמספר מולים; – MWמסה מולרית; – Nמספר חלקיקים. N n 6.02 1023 m MW n חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 35 המצב הגזי גז הוא אוסף של הרבה מאוד מולקולות שרחוקות זו מזו ונמצאות בתנועה מתמדת .המולקולות נעות בתנועה אקראית בקווים ישרים ובמהירות גבוהה בגבולות נפח הכלי שהן נמצאות בו .בתוך כדי תנועה המולקולות מתנגשות זו בזו ובדופנות הכלי .ההתנגשויות בדופנות הכלי מפעילות כוח על דופנות הכלי. לחץ הוא הכוח המופעל על יחידת שטח של דופנות הכלי. לחץ ) – (Pמוגדר כמספר התנגשויות של מולקולות הגז בדופנות הכלי ביחידת זמן. הלחץ שגז מפעיל ,אינו תלוי בסוג המולקולות של הגז. הלחץ שמפעיל הגז תלוי בגורמים האלה: מספר המולים של הגז ) - (nבין המולים ללחץ קיים יחס ישר; P n : טמפרטורה ) - (Tבין הטמפרטורה ללחץ קיים יחס ישר; P T : נפח הכלי שהגז מצוי בו ) - (Vבין הנפח ללחץ קיים יחס הפוך1 : .P V יחידות :נפח ) – (Vליטר לחץ ) – (Pאטמוספרה ) 1אטמוספרה = 760מ"מ כספית( מספר מולים )(n טמפרטורה ) – (Tמעלות קלווין 0 T(K) = T( C) + 273 נפח מולרי ) – (VMהנפח בליטרים שתופס מול מולקולות של כל גז בתנאי לחץ וטמפרטורה מסוימים. בתנאי (1Atm , 00C) (Standard Temperature and Pressure) S.T.Pכל מול גז תופס נפח קבוע ששווה ל. VM 22.4liter / mol - בתנאי חדר ) (1Atm , 250Cכל מול גז תופס נפח קבוע ששווה ל. VM 25liter / mol - השערת אבוגדרו – נפחים שווים של גזים שונים הנמצאים באותם תנאים של טמפרטורה ולחץ ,מכילים מספר שווה של מולים )או מספר שווה של חלקיקים(. או אם מספר המולים של גזים מסוגים שונים הנמצאים באותם תנאי לחץ וטמפרטורה שווה ,הנפח שלהם שווה. לכן יחס המולים של גזים שווה ליחס הנפחים ,כאשר הגזים נמצאים באותם תנאי לחץ וטמפרטורה. חישובים בעזרת הנפח המולרי של גז נסמן: – Vנפח הגז )ליטר(; - nמספר המולים; – VMנפח מולרי )ליטר/מול(. V n VM 36חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה תמיסות ריכוז מבטא את היחס בין כמות המומס לבין הכמות הכוללת של התמיסה )מומס+ממס(. אפשר למדוד ריכוז בגדלים שונים :אחוזים ,גרם מומס ב 100 -מ"ל תמיסה ,מולים של מומס בנפח נתון של תמיסה ועוד. ריכוז מולרי – מספר המולים של המומס בליטר אחד של תמיסה. נסמן: - nמספר המולים של המומס; - Vנפח התמיסה )ליטרים(; n VC - Cהריכוז המולרי של המומס בתמיסה. )יחידת הריכוז היא ) Mמולר( ,שפירושה מספר מולי המומס בתוך 1ליטר תמיסה(. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 37 חושבים תשובה שימוש בערך משולש או בנוסחה כדרך לפתרון בחישובים בסיסיים את התשובה לשאלה נכתוב בארבעה שלבים. .1נרשום את הנתונים. .2נציב ערך משולש )שלושה נתונים ונעלם( באמצעות שני משפטים פשוטים. או: ניעזר בנוסחה מתאימה. .3נחשב את הנעלם על-ידי כפל באלכסון והצבה במשוואה. .4נסכם על-ידי כתיבת תשובה מלאה לשאלה. דוגמה א' כמה מול מולקולות H2Oיש ב 0.9 -גרם )? H2O( נראה כיצד לפתור דוגמה זו בשתי שיטות :חישוב בעזרת ערך משולש וחישוב בעזרת נוסחאות. מומלץ לחשוף את התלמידים לשיטות השונות כדי לאפשר לכל תלמיד לבחור את הדרך הנוחה לו. .3חישוב .2הצבה .1רישום נתונים שיטה :1חישוב בעזרת ערך משולש .4סיכום נתוניםm 0.9 gr : (H2O() ) MW 18gr / mol ב 18 -גרם )H2O( יש 1מול מולקולות . H2O ב 0.9 -גרם )H2O( יש nמול מולקולות . H2O נכפול באלכסון: 1 0.9 n 18 0.9 0.05 mol 18 n ב 0.9 -גרם ) H2O(יש 0.05מול מולקולות . H2O 38חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה דוגמה א' כמה מול מולקולות H2Oיש ב 0.9 -גרם )? H2O( נתוניםm 0.9 gr : (H2O() ) MW 18gr / mol .2הצבה בנוסחה .1רישום נתונים שיטה :2חישוב בעזרת נוסחה m 0.9 0.05mol M W 18 .4סיכום ב 0.9 -גרם ) H2O(יש 0.05מול מולקולות . H2O n דוגמה ב' בשימוש בשקית אבקת אפייה אחת נפלטים 0.013מולים של ). CO2(g בהכנת עוגה נפלטו 0.039מולים של ). CO2(g .3חישוב .2הצבה .1רישום נתונים בכמה שקיות אבקת אפייה השתמשו להכנת העוגה? .4סיכום נתון :בשימוש בשקית אבקת אפייה אחת נפלטים 0.013מולים של ). CO2(g בשימוש ב 1 -שקית אבקת אפייה נפלטים 0.013מולים של ). CO2(g בשימוש ב x -שקיות אבקת אפייה נפלטים 0.039מולים של ). CO2(g נכפול באלכסון: 1 0.039 x 0.013 0.039 3 0.013 x להכנת העוגה השתמשו בשלוש שקיות אבקת אפייה. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 39 חושבים תשובה כיצד כותבים תשובה מלאה לשאלה העוסקת בחישובים בתגובות כימיות? דוגמה הוסיפו 50מ"ל מים ל 100 -מ"ל תמיסת אשלגן פחמתי , K2CO3(aq) ,בריכוז .0.3M מהו ריכוז יוני ) K (aqבתמיסה לאחר הוספת המים? נראה כיצד לפתור דוגמה זו בשלוש שיטות :טבלה עם חיצים ,חישוב בעזרת נוסחאות וחישוב בעזרת ערך משולש. מומלץ לחשוף את התלמידים לשיטות השונות כדי לאפשר לכל תלמיד לבחור את הדרך הנוחה לו. שיטה :1טבלה עם חיצים נארגן בטבלה את נתוני השאלה ואת תהליך החישוב עד לתשובה הסופית. .1נרשום ניסוח מאוזן לתגובה בטבלה .מתחת למגיבים ולתוצרים נרשום את יחס המולים. HO )2 ( K 2CO3(s) ) 2K (aq) CO32(aq יחס מולים 1 2 : 1 : .2נרשום את הנתונים המספריים מתחת לחומר המתאים בטבלה. HO )2 ( K 2CO3(s) ) 2K (aq) CO32(aq יחס מולים 1 : 2 : 1 0.1liter נפח התחלתי ) (V1 0.3M ריכוז התחלתי ) (C1 .3נחשב את מספר המולים של ) , K2CO3(sונוסיף אותו מתחת לנתונים. בעזרת חץ נראה את כיוון החישוב. HO )2 ( K 2CO3(s) ) 2K (aq) CO32(aq יחס מולים נפח התחלתי ) (V1 ריכוז התחלתי ) (C1 מספר מולים )(n 1 : 2 : 1 0.1liter 0.3M 0.03mol 40חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה .4נמצא על-פי יחס המולים את מספר המולים של היון המבוקש. נסמן חץ הקושר בין ערכי המולים על-פי יחס המולים. HO )2 ( K 2CO3(s) ) 2K (aq) CO32(aq יחס מולים 1 : : 2 0.1liter נפח התחלתי ) (V1 0.3M ריכוז התחלתי ) (C1 מספר מולים )(n 1 0.06mol .5נחשב את ריכוז יוני ) K (aqלאחר הוספת המים בעזרת נוסחה. n 0.06 0.4M V 0.15 .6נסכם על-ידי כתיבת תשובה מילולית. הריכוז של יוני ) K (aqלאחר הוספת המים הוא . 0.4M C 0.03mol חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 41 דוגמה הוסיפו 50מ"ל מים ל 100 -מ"ל תמיסת אשלגן פחמתי , K2CO3(aq) ,בריכוז .0.3M מהו ריכוז יוני ) K (aqבתמיסה לאחר הוספת המים? שיטה :2חישובים בעזרת נוסחאות .1נרשום את הנתונים בשאלה. נפח התמיסה המקורית: V1 0.1liter ריכוז התמיסה המקורית: C1 0.3M נפח המים שהוספו: V2 0.05liter .2נרשום ניסוח מאוזן לתגובה. HO )2 ( K 2CO3(s) ) 2K (aq) CO32(aq .3נחשב את מספר המולים של ) K2CO3(aqבתמיסה המקורית. n C1 V1 0.3 0.1 0.03mol .4נבדוק מהו יחס המולים בין ) K2CO3(aqלבין ) K (aqבתגובה. יחס המולים הוא: 1: 2 ) ( aq n K 2CO3(s ) : n K .5נחשב את מספר המולים של ) K (aqבתמיסה המקורית: 2 0.03 0.06 mol ) (aq n K .6נחשב את נפח התמיסה לאחר הוספת המים: V V1 V2 0.1 0.05 0.15liter .7נחשב את ריכוז יוני ) K (aqבתמיסה החדשה: 0.06 0.4M 0.15 ) (aq n K V C 42חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה דוגמה הוסיפו 50מ"ל מים ל 100 -מ"ל תמיסת אשלגן פחמתי , K2CO3(aq) ,בריכוז .0.3M מהו ריכוז יוני ) K (aqבתמיסה לאחר הוספת המים? שיטה :3חישובים בעזרת ערך משולש .1נרשום את הנתונים בשאלה. נפח התמיסה המקורית: V1 0.1liter ריכוז התמיסה המקורית: C1 0.3M נפח המים שהוספו: V2 0.05liter .2נרשום ניסוח מאוזן לתגובה. HO )2 ( K 2CO3(s) ) 2K (aq) CO32(aq .3נחשב את מספר המולים של ) K2CO3(aqבתמיסה המקורית. ב 1 -ליטר תמיסה מקורית יש 0.3מול ). K2CO3(aq ב 0.1 -ליטר תמיסה מקורית יש nמול ). K2CO3(aq n 0.3 0.1 0.03 mol .4נבדוק מהו יחס המולים בין ) K2CO3(aqלבין ) K (aqבתגובה. יחס המולים הוא: 1: 2 ) ( aq n K 2CO3(s ) : n K .5נחשב את מספר המולים של ) K (aqבתמיסה המקורית: 2 0.03 0.06 mol ) (aq n K .6נחשב את נפח התמיסה לאחר הוספת המים: V V1 V2 0.1 0.05 0.15liter חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 43 .7נחשב את מספר המולים של יוני ) K (aqבליטר תמיסה: ב 0.15 -ליטר תמיסה יש 0.06מול יוני ). K (aq ב 1 -ליטר תמיסה יש nמול יוני ). K (aq 0.06 1 0.4 mol 0.15 n .8נקבע את ריכוז יוני ) K (aqבתמיסה: ב 1 -ליטר תמיסה יש 0.4מול יוני ) , K (aqלכן ריכוז יוני ) K (aqבתמיסה החדשה הוא .0.4M 44חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חמצון-חיזור תכנים חמצון- חיזור יש להיעזר בתכנית הלימודים המפורטת באתר המפמ"ר. תגובה של יוני מתכת עם מתכת שורה אלקטרוכימית קורוזיה קביעת דרגת חמצון דרגת חמצון מרבית ומזערית איזון תגובות חמצון-חיזור מספר מולי אלקטרונים אנטיאוקסידנטים דגשים .1יש להסביר ברמה המיקרוסקופית את התגובה בין מתכת לבין יוני מתכת אחרת. .2יש לקשור בין המושג "דרגת חמצון" לבין המושג "אלקטרושליליות". .3יש להסביר את הקשר בין דרגת חמצון של אטום בחומר מולקולרי לבין המטען החלקי של אותו אטום. הגדרות תגובת חמצון-חיזור – תגובה בה יש מעבר אלקטרונים בין חלקיקים; תגובה בה יש שינוי בדרגת החמצון. מחמצן – האטום המושך אלקטרון )או אלקטרונים(. מחזר – האטום שנלקח ממנו אלקטרון )או נלקחים אלקטרונים(. חיזור – קבלת אלקטרונים על-ידי המחמצן. חמצון – לקיחת אלקטרונים של מהמחזר. המחזר עובר חמצון ,ודרגת החמצון שלו עולה. המחמצן עובר חיזור ,ודרגת החמצון שלו יורדת. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 45 דרגת חמצון – דרגת חמצון היא מספר שנקבע על-פי כללי הקישור וערכי אלקטרושליליות. בחומרים יוניים דרגת החמצון שווה למטען היונים. בחומרים מולקולריים דרגת החמצון שווה למטען החלקי שנוצר על האטום כתוצאה מקשרים קוולנטיים קוטביים. דרגת חמצון מרבית נקבעת לפי מספר הטור בו נמצא האטום )חוץ מאטום Fומאטום .(O אטום בדרגת חמצון מרבית יכול לתפקד רק כמחמצן ,דרגת החמצון שלו יכולה רק לרדת. דרגת חמצון מזערית באל מתכות דרגת החמצון המזערית נקבעת לפי מספר האלקטרונים הלא-מזווגים. אפשר להקל על התלמידים בעזרת חישוב פשוט :דרגת החמצון המזערית שווה למספר הטור פחות .8 במתכות דרגת חמצון מזערית שווה לאפס. אטום בדרגת חמצון מזערית יכול לתפקד רק כמחזר ,דרגת החמצון שלו יכולה רק לעלות. כללים לאיזון תגובות חמצון-חיזור פשוטות בעזרת דרגת חמצון .1רושמים את דרגת החמצון של כל אטום בחומרים שמשתתפים בתגובה. .2מזהים את האטומים שעברו שינוי בדרגת החמצון. האטום שדרגת החמצון שלו ירדה ,הוא מחמצן. האטום שדרגת החמצון שלו עלתה ,הוא מחזר. .3קובעים כמה אלקטרונים נלקחו מהאטום שדרגת החמצון שלו עלתה ,וכמה אלקטרונים נוספו לאטום שדרגת החמצון שלו ירדה. .4מאזנים כך שמספר האלקטרונים שנמסרו יהיה שווה למספר האלקטרונים שהתקבלו ,על-ידי מציאת מכנה משותף. .5מאזנים את יתר מרכיבי התגובה על-פי חוק שימור החומר. 46חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חושבים תשובה קביעת דרגת חמצון בשאלות העוסקות בחמצון-חיזור התלמידים מתבקשים לקבוע דרגת חמצון: א .לפי כללים; ב .לפי מטען חלקי. דוגמה רשמו את דרגות חמצון של האטומים במולקולה . HCN את התשובה לשאלה נכתוב בשלושה שלבים. .1נרשום נוסחת ייצוג אלקטרונים למולקולה . HCN HC N .2נסמן מטען חלקי בכל קשר ,בהתאם לערכי האלקטרושליליות ) .( N 3.0 , C 2.5 , H 2.1 3+ 3- HC N + - .3נסכם את המטענים החלקיים ,ונרשום את דרגת החמצון המתאימה לכל אטום. HCN -3 +1 +2 חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 47 חושבים תשובה איזון תהליך חמצון-חיזור דוגמה היעזרו בדרגות חמצון ,ואזנו את התגובה שלפניכם. N 2 H 4(g) N 2 O (g) ) N 2(g) H 2 O ( את התשובה לשאלה נכתוב במספר שלבים. .1נרשום את דרגת החמצון של כל אטום בחומרים שמשתתפים בתגובה. NH 3(g) O 2(g) ) NO (g) H 2 O ( -2 +2 -2 +1 -3 +1 0 .2נזהה את האטומים שעברו שינוי בדרגת החמצון. החומר שמכיל את האטומים שדרגת החמצון שלהם ירדה ,הוא מחמצן. החומר שמכיל את האטומים שדרגת החמצון שלהם עלתה ,הוא מחזר. חמצון מחזר NH 3(g) O 2(g) ) NO (g) H 2 O ( -2 +1 0 +2 -2 -3 +1 מחמצן חיזור .3נקבע כמה אלקטרונים נלקחו מהאטום שדרגת החמצון שלו עלתה ,וכמה אלקטרונים נוספו לאטום שדרגת החמצון שלו ירדה. 5e NH 3(g) O 2(g) ) NO (g) H 2 O ( -2 +1 +2 -2 2e / 2 0 -3 +1 48חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה .4נאזן ,כך שמספר האלקטרונים שנמסרו יהיה שווה למספר האלקטרונים שהתקבלו ,על-ידי מציאת מכנה משותף. 5e / 4 4NH 3(g) 5O 2(g) ) 4NO (g) H 2 O ( -2 +1 +2 -2 0 -3 +1 4e / 5 נשים לב שאטומי החמצן נמצאים בשני התוצרים. .5נאזן את מרכיבי התגובה שאינם משתתפים בתהליך חמצון-חיזור. 4NH 3(g) 5O 2(g) ) 4NO (g) 6H 2 O ( חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 49 חושבים תשובה כמה מול אלקטרונים עברו בתגובה? דוגמה נתונה התגובה . 4NH 3(g) 5O 2(g) ) 4NO (g) 6H 2 O ( כמה מול אלקטרונים עברו בתגובה בה הגיבו 0.6מולים של )? NH3(g את התשובה לשאלה נכתוב במספר שלבים. .1נקבע כמה מול אלקטרונים נלקחו מהמחזר או נוספו למחמצן. 5e / 4 4NH 3(g) 5O 2(g) ) 4NO (g) H 2 O ( -2 +1 +2 -2 -3 +1 0 4e / 5 .2נרשום את תגובת החמצון או את תגובת החיזור. במקרה זה בחרנו בתגובת החמצון ,כי היא פשוטה יותר. 5e NH3 NO -3 +2 .3נקבע כמה מול אלקטרונים עברו על-פי יחס המולים. NH3 NO 5e -3 +2 יחס מולים מספר מולים )(n 1 : 5 3mol : 1 0.6mol .4נסכם על-ידי כתיבת תשובה מילולית. בתגובה בה הגיבו 0.6מולים של ) , NH3(gעברו 3מולים של אלקטרונים. 50חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חומצות ובסיסים תכנים חומצות ובסיסים יש להיעזר בתכנית הלימודים המפורטת באתר המפמ"ר. הגדרות הגדרת חומצה ובסיס בתמיסה מימית לפי ארהניוס הגדרת חומצה-בסיס לפי ברנסטד-לאורי תגובות חומצה-בסיס מים כבסיס וכחומצה תגובת סתירה pH מוליכות חשמלית שימוש באינדיקטורים דגשים .1יש להיצמד לדף התגובות שנמצא בנספח. .2התלמידים יידרשו לנסח תגובות חומצה ובסיס רק לתגובות הדומות לאלו המוזכרות בדף. .3התלמידים יידרשו לקבוע על-פי ניסוח תגובה נתון ,מיהו החומר המתפקד כחומצה ,ומיהו החומר המתפקד כבסיס. .4התלמידים יידרשו לקבוע את השינוי ב pH -של התמיסה על-פי שינויים בריכוז יוני )H 3O (aq או ). OH (aq .5התלמידים יידרשו לקבוע את תחום ה) pH -גדול מ ,7 -קטן מ 7 -או שווה ל (7 -בתמיסה באמצעות חישובים מתאימים. .6מומלץ לקשור את הפרק לנושאים מחיי היום-יום. .7בניסוח תגובה של חומצת חומץ עם מים ושל אמוניה או אמינים עם מים ,יש לרשום חץ כפול )על-פי דף התגובות(. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 51 הגדרות חומצה I לפי ארהניוס ,חומצה היא חומר שבתמיסתו המימית יש יוני הידרוניום. H 3O (aq) , IIלפי ברנסטד ולאורי ,חומצה היא חומר שחלקיקיו מסוגלים לתרום פרוטון, H , לחלקיקי חומר אחר. IIIלפי לואיס ,חומצה היא חומר שכל חלקיק שלו יכול לקבל זוג אלקטרונים לא-קושר. )למורה בלבד( בסיס I לפי ארהניוס ,בסיס הוא חומר שבתמיסתו המימית יש יוני הידרוקסיד. OH (aq) , IIלפי ברנסטד ולאורי ,בסיס הוא חומר שחלקיקיו מסוגלים לקלוט פרוטון, H , מחלקיקי חומר אחר. IIIלפי לואיס ,בסיס הוא חומר שכל חלקיק שלו יכול לתרום זוג אלקטרונים לא-קושר. )למורה בלבד( דוגמאות לאינדיקטורים נפוצים לחומצות ובסיסים אינדיקטור בתמיסה חומצית בתמיסה בסיסית בתמיסה ניטרלית נייר לקמוס כחול הופך לוורוד ורוד הופך לכחול אין שינוי בצבע פנולפתלאין חסר צבע הופך לוורוד סגול חסר צבע מי כרוב אדום כחול-ירוק סגול חומצות חזקות -חומצות התורמות בקלות יחסית פרוטונים למים ,ולכן תגובתן עם המים מתרחשת עד תום .בתמיסה של חומצה חזקה יש רק יונים. התלמידים יידרשו לזכור חמש חומצות חזקות. HC , HBr , HI , HNO3 , H2SO4 : חומצות חלשות -אינן מגיבות עם המים עד תום ומַ גיעות למצב של שיווי-משקל בתמיסה מימית. בתמיסתן קיימים גם יונים ניידים וגם מולקולות ממוימות. בתמיסה של חומצה חלשה רוב החלקיקים הממוימים הם מולקולות ,ולא יונים. )הנושא חומצות ובסיסים חלשים אינו בתכנית הלימודים(. 52חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה pH pHהוא מדד לריכוז יוני הידרוניום בתמיסה .לכן הוא מבטא את מידת החומציות )ריכוז ) ( H 3O (aqאו את מידת הבסיסיות )ריכוז ) ( OH (aqשל תמיסה. סקלת ה pH -המקובלת היא בין 0ל.14 - ככל שריכוז יוני ) H 3O (aqגבוה יותר ,ה pH -של התמיסה נמוך יותר. ככל שריכוז יוני ) OH (aqגבוה יותר ה pH -של התמיסה גבוה יותר. כאשר התמיסה ניטרלית ,כלומר ] ) , [H 3O (aq) ] [OH (aqמתקיים בה . pH 7 כאשר התמיסה חומצית ,כלומר ] ) , [H 3O (aq) ] [OH (aqמתקיים בה . pH 7 ) ([OH (aq) ] 10 7 כאשר התמיסה בסיסית ,כלומר ] ) , [H 3O (aq) ] [OH (aqמתקיים בה . pH 7 ) ([H 3O (aq) ] 10 7 כשמוהלים תמיסה מימית על-ידי הוספת מים או תמיסה מימית ניטרלית אחרת... ה pH -של תמיסה חומצית גדל ,כי ריכוז ) H 3O (aqקטן ,אך הוא ממשיך להיות קטן מ.7 - ה pH -של תמיסה בסיסית קטן ,כי ריכוז ) OH(aqקטן ,אך הוא ממשיך להיות גדול מ.7 - סקלת pH pH 14 pH 7 pH 0 pH 7 pH 7 pH 7 בסיסיות עולה תמיסה בסיסית חומציות עולה תמיסה ניטרלית תמיסה חומצית חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 53 ערכי pHשל חומרים שכיחים החומר pH מיצי קיבה 2.0 מיץ לימון 2.3 חומץ 2.8 משקאות קלים 3.0 מיץ תפוחים 3.1 מיץ אשכוליות 3.5 מיץ עגבניות 4.2 מיץ בננות 4.6 מי ברז 6.5 חלב 6.5 מים טהורים 7.0 מי ים 8.5 אקונומיקה 12 54חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חושבים תשובה כיצד כותבים תשובה מלאה לשאלה שעוסקת בקביעת תחום ה pH -של תמיסה? דוגמה הכינו 250מ"ל תמיסה על-ידי המסת 0.02מול ) HC(gבמים .הוסיפו לתמיסה 40מ"ל תמיסת ) Ba(OH)2(aqבריכוז .0.25Mהתרחשה תגובה. האם בתום התגובה ה pH -של התמיסה היה גדול מ ,7 -קטן מ 7 -או שווה ל ?7 -נמקו את תשובתכם. את התשובה לשאלה נכתוב בארבעה שלבים. .1נחשב את מספר המולים של ) H 3O (aqבתמיסת ) HC(aqשהוכנה. HC (g) H 2 O ( ) ) H 3O (aq) C (aq יחס מולים 1 : 1 מספר מולים )(n 1 : 1 : 0.02mol 0.02mol .2נחשב את מספר המולים של יוני ) OH (aqב 40 -מ"ל תמיסת ) Ba(OH)2(aqבריכוז .0.25M HO )2 ( Ba(OH)2(s) ) Ba 2 (aq) 2OH(aq יחס מולים 2 : 1 : 0.04liter נפח התמיסה )(V 0.25M ריכוז )(C מספר מולים )(n 1 0.02mol 0.01mol חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 55 .3ננסח תגובת סתירה ,ונבדוק בעזרת יחס המולים ,אם לאחר התגובה נותר עודף של יוני ) H 3O (aqאו עודף של יוני ). OH (aq OH (aq) H 3O (aq) ) 2H 2 O ( יחס מולים 2 : 1 : 1 מספר מולים שהוכנסו 0.02 0.02 מספר מולים שהגיבו 0.02 0.02 0 0 מספר מולים שלא הגיבו )עודף( .4נסכם על-ידי כתיבת תשובה מילולית. בתום התגובה לא נותר עודף של יוני ) H 3O (aqאו עודף של יוני ) OH (aqבתמיסה. ה pH -של התמיסה שווה ל. 7 - 56חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חושבים תשובה כיצד כותבים תשובה מלאה לשאלה שעוסקת בשינוי ה pH -של תמיסה? דוגמה קבעו אם ההיגד שלפניכם נכון או לא-נכון .נמקו את קביעתכם. הזרמת ) NH3(gלתמיסת ) KOH(aqתגרום לעלייה ב pH -של התמיסה. את התשובה לשאלה נכתוב בשלושה שלבים. .1ננסח את תגובת ההמסה של ) KOH(sבמים ,ונקבע את תחום ה.pH - HO )2 ( KOH(s) ) K (aq) OH (aq pH 7 .2ננסח את התגובה של ) NH3(gעם המים שבתמיסת ) , KOH(aqונקבע את תחום ה.pH - ) NH 4 (aq) OH (aq NH3(g) H 2O() pH 7 .3נבדוק אם חל שינוי בריכוז יוני ) , OH (aqונסכם על-ידי כתיבת תשובה מילולית. ההיגד נכון .מספר המולים של ) OH (aqבתמיסה יגדל .נפח התמיסה לא ישתנה ,כי הוסיפו אמוניה במצב צבירה גז .לכן הוספת ) NH3(gלתמיסת ) KOH(aqתגרום לעלייה בריכוז יוני ) OH (aqבתמיסה ולעלייה ב pH -של התמיסה. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 57 טעם של כימיה תכנים טעם של כימיה יש להיעזר בתכנית הלימודים המפורטת באתר המפמ"ר. ויטמינים ומינרלים ויטמינים מסיסים במים ויטמינים שאינם מסיסים במים ערך קלורי של מזון שומנים סוכרים חלבונים נוסחת מבנה מלאה שומנים צורות ייצוג חומצות שומן נוסחת מבנה מקוצרת רישום מקוצר )חומצות שומן ,טריגליצרידים( חומצות שומן חיוניות חומצת שומן רוויה חומצות שומן ציס חומצת שומן לא-רוויה חומצות שומן טרנס הידרוגנציה השוואה בין טמפרטורות התכה של חומצות שומן תגובת איסטור והידרוליזה של אסטר טריגליצרידים השוואה בין שמן לבין שומן השוואה בין טמפרטורות התכה של טריגליצרידים סוכרים נוסחת הייוורת של גלוקוז חד-סוכרים דו-סוכרים נוסחת פישר של גלוקוז אנומרים αו β -ומוטרוטציה איזומרים של גלוקוז תגובת דחיסה ליצירת דו-סוכר ותגובת הידרוליזה לפירוק דו-סוכר תבנית הקשר בדו-סוכר עמילן וגליקוגן רב-סוכרים תאית קשר בין מבנה לבין תכונות של רב-סוכר 58חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חלבונים מבנה αחומצה אמינית חומצות אמיניות דו-פפטיד ההבדלים בין αחומצות אמיניות חומצה אמינית כמונומר של חלבון קביעת מטען על חומצה אמינית בתמיסה ב - pH = 7 -דו-יון חומצות אמיניות חיוניות יצירת קשר אמידי/פפטידי ,הידרוליזה של קשר אמידי/פפטידי רישום נוסחת מבנה של דו-פפטיד נוסחת מבנה מקוצרת של דו-פפטיד נוסחת מבנה של דו-פפטיד בתמיסה בpH = 7 - דגשים .1מספור אטומי הפחמן לקביעת מיקום הקשרים הכפולים בחומצות שומן ייעשה מאטום הפחמן הרחוק מהקצה הקרבוקסילי. .2התלמיד ידע למספר את אטומי הפחמן במבנה הייוורת כדי לקבוע את תבנית הקשר. כדי למספר יש לסמן את אטום הפחמן אליו קשורה קבוצת המתילול , CH2OH ,כמספר ;5 את אטום הפחמן האחר שקשור לאטום החמצן לסמן כמספר ;1ממספרים את יתר אטומי הפחמן בטבעת בהתאם. .3כשנתון איור של מולקולות סוכר ,יש לבדוק אם הטבעת ישרה או הפוכה. * אם מספור אטומי הפחמן הוא עם כיוון השעון ,הטבעת ישרה. * אם מספור אטומי הפחמן הוא נגד כיוון השעון ,הטבעת הפוכה. .4סוג האנומר α -או - βייקבע על-ידי מיקום קבוצת OHעל אטום פחמן מספר 1בלבד. אם הטבעת ישרה: * האנומר הוא βכאשר קבוצת ה OH -נמצאת מעל למישור הטבעת; * האנומר הוא αכאשר קבוצת ה OH -נמצאת מתחת למישור הטבעת. אם הטבעת הפוכה: * האנומר הוא βכאשר קבוצת ה OH -נמצאת מתחת למישור הטבעת; * האנומר הוא αכאשר קבוצת ה OH -נמצאת מעל למישור הטבעת. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 59 צורות ייצוג של חומצות שומן דוגמה :חומצה אולאית C18 :19, cis רישום מקוצר: נוסחה מולקולרית C17H33COOH :או C18H34O2 נוסחת מבנה מקוצרת: O OH נוסחת מבנה מלאה: H C O C OH H H H H H H C C H H C C C C H H H H H H H H C C H C H H H C H H C H C H C C C C H H H H H H H H 60חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה חושבים תשובה כיצד כותבים תשובה מלאה לשאלה שעוסקת בהשוואה בין טמפרטורות התכה של חומצות שומן שונות? בין מולקולות של חומצות שומן מתקיימות בעיקר אינטראקציות ון-דר-ולס ,ומעט קשרי מימן. אין הבדל בחוזק קשרי המימן )בחומצות שומן בעלות מספר קבוצות קרבוקסיליות זהה( ,לכן אינטראקציות ון-דר-ולס הן אלה המשפיעות על ערך טמפרטורות ההתכה. הגורמים המשפיעים על חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומצות שומן: א .מספר אטומי הפחמן בשרשרת של חומצת השומן -גודל הענן האלקטרוני; ב .צפיפות האריזה של המולקולות ,הנובעת מיכולת או מאי-יכולת של המולקולות להתארגן זו ליד זו. התלמידים נדרשים להשוות: .1צפיפות אריזה של חומצת שומן רוויה לעומת חומצת שומן בלתי-רוויה )ציס או טרנס(; .2צפיפות אריזה של חומצת שומן חד לא-רוויה לעומת חומצת שומן רב לא-רוויה; .3צפיפות אריזה של חומצת שומן ציס לעומת חומצת שומן טרנס. בשאלות העוסקות בחוזק האינטראקציות בין מולקולות של חומצות שומן התלמידים מתבקשים לערוך השוואה. את התשובה לשאלה נכתוב בשלושה שלבים. .1נבנה טבלה ,ונרשום בה את הגורמים הרלוונטיים לחומצות השומן הנתונות. חומצת השומן מספר אטומי הפחמן בשרשרת רוויה/לא-רוויה ציס/טרנס מספר קשרים כפולים .2נסביר כיצד הגורמים שזיהינו משפיעים על חוזק האינטראקציות .בשלב זה יש להתייחס למידת המשיכה החשמלית בין המולקולות. .3נסיק מסקנה ,ונכתוב תשובה סופית. חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 61 דוגמה א' בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים על חומצות שומן. חומצת השומן רישום מקוצר לנוסחה של חומצת השומן טמפרטורת ההתכה ) ( C פלמיטית C16 : 0 63 אולאית C18 :19, cis 13 .2הסבר מדעי .1טבלת השוואה הסבירו את ההבדל בין טמפרטורת ההתכה של חומצה פלמיטית לבין טמפרטורת ההתכה של חומצה אולאית. .3מסקנה חומצת השומן מספר אטומי הפחמן בשרשרת רוויה/ לא -רוויה ציס/טרנס מספר קשרים כפולים במולקולה פלמיטית 16 רוויה — — אולאית 18 לא רוויה ציס 1 לחומצה פלמיטית יש ענן אלקטרונים קטן מאשר לחומצה אולאית ,ובכל זאת טמפרטורת ההתכה של חומצה פלמיטית גבוהה יותר. חומצה פלמיטית היא חומצת שומן רוויה .המולקולות של חומצה פלמיטית פרושות עקב סיבוב חופשי סביב כל הקשרים הקוולנטיים היחידים .לכן המולקולות נארזות באריזה צפופה והמרחק ביניהן קטן יחסית .בשל האריזה הצפופה אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות חזקות. חומצה אולאית היא חומצת שומן לא-רוויה .הקשר הכפול בכל מולקולה הוא במבנה ציס. המולקולות של חומצה אולאית כפופות משום שאין סיבוב חופשי סביב הקשר הכפול .לכן האריזה של המולקולות אינה צפופה ,והמרחק ביניהן גדול יחסית ,ואינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות חלשות יותר. ככל שאינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר ,יש להשקיע יותר אנרגיה כדי להחליש ולנתק אותן, וטמפרטורת ההתכה תהיה גבוהה יותר. טמפרטורת ההתכה של חומצה פלמיטית גבוהה מזו של חומצה אולאית בגלל ההבדל בצפיפות האריזה. 62חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה דוגמה ב' בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים על חומצות שומן. חומצת השומן רישום מקוצר לנוסחה של חומצת השומן טמפרטורת ההתכה ) ( C אולאית C18 :19, cis 13 אלאידית C18 :19, trans ? .2הסבר מדעי .1טבלת השוואה קבעו אם טמפרטורת ההתכה של חומצה אלאידית גבוהה מ 13C -או נמוכה מ. 13C - נמקו את תשובתכם. .3מסקנה חומצת השומן מספר אטומי הפחמן בשרשרת רוויה/ לא -רוויה ציס/טרנס מספר קשרים כפולים במולקולה אולאית 18 לא רוויה ציס 1 אלאידית 18 לא רוויה טרנס 1 שתי המולקולות של חומצות השומן הן איזומרים גאומטריים זו לזו ,ולכן ענן האלקטרונים זהה. חומצה אלאידית היא חומצת שומן לא-רוויה עם קשרים כפולים במבנה טרנס ,ואילו חומצה אולאית היא חומצת שומן לא-רוויה עם קשרים כפולים במבנה ציס .בשני האיזומרים אין סיבוב חופשי סביב הקשר הכפול ,אך המולקולות במבנה טרנס כפופות פחות ,ולכן נארזות בצפיפות גדולה יותר .נוצרות יותר אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומצה אלאידית. המולקולות של חומצה אולאית )ציס( כפופות יותר ,ולכן הן נארזות בצפיפות פחותה ,המרחק ביניהן גדול יחסית ,ואינטראקציות ון-דר-ולס שנוצרות בין המולקולות חלשות יותר. לפיכך האנרגיה הדרושה להחלשתן ולניתוקן של אינטראקציות ון-דר-ולס בחומצה אלאידית תהיה גבוהה יותר ,וטמפרטורת ההתכה תהיה גבוהה מזו של חומצה אולאית. לחומצה אלאידית טמפרטורת התכה גבוהה מ. 13C - 63 חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה איזומרים של גלוקוז נוסחת הייוורת CHO CH2OH | H C OH O H HO OH H | HO C H | OH נוסחת פישר H H C OH H (Glc) גלוקוז | H C OH | H C H 2OH OH CHO CH2OH | H C OH O HO OH H | HO C H | H OH H H HO C H (Gal) גאלאקטוז איזומר של גלוקוז 4 בפחמן מספר | H C OH | H C H 2OH OH CHO CH2OH | HO C H O H HO OH H OH | HO C H | HO H C OH H (Man) מאנוז איזומר של גלוקוז 2 בפחמן מספר | H C OH | H C H 2OH H CHO CH2OH | H C OH O H OH H | H C OH | HO H OH H OH H H C OH | H C OH | C H 2OH (Alo) אלוז איזומר של גלוקוז 3 בפחמן מספר חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 64 נוסחת הייוורת CHO CH2OH | H C OH O HO H OH H | H C OH | H נוסחת פישר H HO C H H (Gul) גולוז איזומר של גלוקוז 4- ו3 בפחמנים מספר | H C OH | OH C H 2OH OH CHO CH2OH | HO C H O HO H OH H H | H C OH | HO HO C H H (Ido) אידוז איזומר של גלוקוז 4- ו3 ,2 בפחמנים מספר | H C OH | C H 2OH H OH CHO CH2OH | HO C H O H HO OH H H HO | H C OH | H C OH H (Alt) אלטרוז איזומר של גלוקוז 3- ו2 בפחמנים מספר | H C OH | C H 2OH H OH CHO CH2OH | HO C H O HO H OH H OH | HO C H | HO HO C H H | H C OH | H H C H 2OH (Tal) טאלוז איזומר של גלוקוז 4- ו2 בפחמנים מספר חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 65 חושבים תשובה כיצד קובעים תבנית קשר של דו-סוכר? דוגמה ציינו את תבנית הקשר הגליקוזידי בדו-סוכר לקטוז ואת אטומי הפחמן שקשר זה נוצר ביניהם )עמדות הקישור(. לקטוז OH H H OH H CH2OH O OH H O H OH H H O OH H H CH2OH OH H גלקטוז גלוקוז את התשובה לשאלה נכתוב בחמישה שלבים. .1נסמן את אטום פחמן מספר 5ולאחר מכן את אטום פחמן מספר 1בשתי הטבעות. OH H H OH H CH2OH O OH 1 אטום פחמן מספר 1 הוא אטום הפחמן הקשור מצדו האחר של אטום החמצן בטבעת. H 5 O O 1 H 5 CH2OH גלוקוז H OH H OH H H OH H גלקטוז אטום פחמן מספר 5הוא אטום הפחמן הקשור לקבוצת המתילול ולאטום החמצן שבטבעת. 66חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה .2נמספר את יתר אטומי הפחמן בשתי הטבעות ונקבע לגבי כל אחת מהטבעות אם היא ישרה או הפוכה. מספור אטומי הפחמן נגד כיוון השעון -הטבעת הפוכה. OH H 2 3 OH H 1 H 6 CH OH 2 O OH H O 4 5 CH2OH 5 O 1 H H 6 H H OH 2 OH 3 H OH 4 מספור אטומי הפחמן עם כיוון השעון -הטבעת ישרה. H גלקטוז גלוקוז .3נקבע בין אילו אטומי פחמן נוצר הקשר הגליקוזידי. הקשר הגליקוזידי בלקטוז נוצר בין אטום פחמן C1בטבעת הגלקטוז לבין אטום פחמן C4בטבעת הגלוקוז. OH H 2 3 OH 1 H 6 CH OH 2 H O OH H O 4 5 5 O 1 H H 6 CH2OH H H OH 2 OH 3 H OH 4 H גלקטוז גלוקוז .4נקבע את תבנית הקשר הגליקוזידי. תבנית הקשר הגליקוזידי היא ,βכי קבוצת OHשהייתה על פחמן C1לפני היווצרות הקשר ,הייתה מעל למישור הטבעת הישרה. H OH 2 3 OH 1 H H CH2OH OH H O 4 5 6 CH2OH גלוקוז .5נסכם: הקשר הגליקוזידי בלקטוז הוא ). (1 4 5 O H O 1 H H 2 OH 6 H OH OH 4 H 3 H גלקטוז חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 67 ניתוח קטע ממאמר מדעי תכנים ודגשים שאלה מס' 2בבחינת הבגרות היא שאלה על קטע מדעי לא-מוכר .שאלה זו עוסקת באוריינות כימית ,והיא מקדמת אוריינות מדעית ,מתמטית ולשונית וכן מיומנויות חשיבה ברמה גבוהה .התלמידים נדרשים להבין טקסט העוסק בנושאים מדעיים ,ליישם ידע קודם ומיומנויות חשיבה כדי לפתור את הבעיות שמוצגות בקטע. השאלה אינה מתמקדת בפרק לימוד אחד בלבד ,לכן דרוש לתלמידים ידע מדעי בכל הנושאים מתכנית הלימודים. שאלות על מאמר מאפשרות לתלמידים לקשר בין המושגים והתאוריות שלמדו בשיעורי הכימיה לבין תופעות ,אירועים ובעיות מחיי היום-יום. תהליך הקריאה של קטע מדעי הוא תהליך פעיל הדורש הבנה מעמיקה ,הבניית ידע חדש וקישורו לידע קודם על-ידי יצירת משמעויות חדשות. לצורך משימה מורכבת זו נדרשים הדרכה ואימון מתאימים .לכן במהלך הוראת הכימיה ,החל מכיתה י' ועד בחינת הבגרות ,חשוב לפתור שאלות כאלה רבות ככל האפשר. כללים לקריאת שאלת מאמר .1יש לקרוא בעיון את הקטע הנתון ולרשום מהו המשפט המרכזי או הרעיון המרכזי של כל פסקה. .2יש לקרוא בעיון את השאלות .בעזרת המשפטים המרכזיים או הרעיונות המרכזיים יש למצוא בקטע את המידע שעוזר לפתרון הבעיה ולסמנו בעזרת עט סימון. .3יש לנסח את התשובה בהתאם למבנה השאלה .יש לשים לב למבנה השאלה :מהי מילת השאלה או ההוראה ,ומהי השאלה בעצמה. .4יש לבדוק את התשובה :האם יש בה מה שביקשו בשאלה? האם אין בה מידע מיותר? על-פי מודל שהוצע ע"י מקסים פלדמן אוסיצקי – דוקטוראנט ללשון – האוניברסיטה העברית. 68חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה גרפים במאמר שאלות מאמר כוללות בדרך כלל גרפים ,לכן כדאי להקדיש זמן ללימוד שיטתי של נושא זה בכיתה. כדי להסיק מסקנות מייצוג גרפי התלמידים נדרשים... .1להכיר סוגי גרפים שונים :עמודות ,עוגה ,גרף רציף; .2להבין בעזרת כותרת מה מוצג בגרף; .3לקבוע מה מייצג כל ציר בגרף; .4לקבוע מהם המשתנה התלוי והמשתנה הבלתי-תלוי; .5לקבוע מהי המגמה המוצגת בגרף; .6ליישם ידע מדעי; .7להסיק מסקנות בעזרת הגרף. דוגמה מתוך בחינת הבגרות 2012 במהלך ניסוי להסרת האבנית באמצעות חומץ ביתי ,נמדד הנפח של ) CO 2(gשנפלט. קבעו איזה מהגרפים III - Iשלפניכם ,יכול לתאר נכון את הנפח של ) CO 2(gכתלות בזמן. נמקו את קביעתכם. זמן )דקות( נפח )CO 2(g נפח )CO 2(g נפח )CO 2(g )מ"ל( )מ"ל( )מ"ל( 60 0 זמן )דקות( I 60 II 0 זמן )דקות( 60 III סוג הגרף :הגרפים רציפים. המשתנים :המשתנה הבלתי-תלוי הוא הזמן )ציר (xוהמשתנה התלוי הוא נפח )) CO 2(gציר .(y מגמת הגרף :בגרף Iנפח הגז קבוע לאורך הזמן. בגרף IIנפח הגז עולה במשך 60דקות מתחילת הניסוי ולאחר מכן הנפח נשאר קבוע. בגרף IIIנפח הגז עולה בקצב קבוע. 0 חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 69 יישום ידע מדעי :ניעזר במאמר. כתוצאה מהתגובה בין האבנית , CaCO 3(s) ,לבין יוני הידרוניום , H 3O +(aq) ,נפלט ). CO 2(g לכן הנפח של פחמן דו-חמצני עולה במשך 60הדקות הראשונות .בדקה ה 60 -נפח הפחמן הדו-חמצני מפסיק לעלות ונותר קבוע ,כי הכלי סגור ,והתגובה הסתיימה )בהסתמך על הכתוב בקטע" :כעבור שעה כל האבנית מגיבה"(. הסקת מסקנות :גרף IIיכול לתאר נכון את הנפח של פחמן דו-חמצני , CO 2(g) ,כתלות בזמן. הנחיות לכתיבת מאמר ההנחיות לכתיבת המאמרים ,והמאמרים המכילים שאלות ,תשובות וניתוח ,מתפרסמים באתר המפמ"ר: .http://www.education.gov.il/mivzak/chemistry/index.html 70חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה נספח ערכי אלקטרושליליות של יסודות על-פי פאולינג H He 2.1 Ne F N C 2.5 B Be 2.0 1.5 Li 1.0 Si 1.8 A 1.5 Mg Na 1.2 0.9 Ga 1.6 Ca 1.0 K 0.8 In Sr 1.0 Rb 0.8 4.0 O 3.5 Ar C 3.0 S 2.5 2.1 Kr Br 2.8 Se 2.4 As 2.0 Ge 1.8 I Te 2.5 2.1 Sb 1.9 Sn 1.8 Xe 3.0 P 1.7 71 חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה רשימת תגובות בחומצות ובסיסים תגובות שהתלמידים צריכים להכיר ולנסח תגובות לקבלת תמיסה מימית חומצית.א 1. H 2 O ( ) HX (g) H 3O (aq) X (aq) (X : C, Br, I) 2. H 2 O ( ) HNO3( ) H 3O (aq) NO3 (aq) 3. 2H 2 O ( ) H 2SO 4( ) 2H 3O (aq) SO 4 2 (aq) H3O (aq) R COO(aq) 4. H 2O( ) R COOH() (R : H, CH3 , CH3CH 2 ...) תגובות לקבלת תמיסה מימית בסיסית.ב NH 4 (aq) OH (aq) 1. NH3(g) H 2O() R NH3 (aq) OH (aq) 2. R NH 2(g) H 2O( ) (R : CH3 , CH3CH 2 ) 3. NaOH (s) Na (aq) OH (aq) 4. HCO3 (aq) CO 2(g) OH (aq) ( תגובת סתירה )ניסוח נטו.ג H 3O (aq) OH (aq) 2H 2 O ( ) HX(g) לביןNH3(g) התגובה בין.ד NH 3(g) HX (g) NH 4 X (s) תגובה של היון מימן פחמתי עם חומצה.ה HCO3 (aq) H 3O (aq) CO 2(g) 2H 2 O ( ) חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 72 ( ולא לדעת לנסח אותן )הניסוח יינתן בתוך השאלה,תגובות שהתלמידים צריכים להכיר תגובות עם מים.א Na 2 CO3(s) H 2 O ( ) 2Na (aq) HCO3 (aq) OH (aq) NaH (s) H 2 O ( ) Na (aq) H 2(g) OH (aq) Na 2 O (s) H 2 O ( ) 2Na (aq) 2OH (aq) מלח פחמתי.1 הידריד מתכתי.2 תחמוצת מתכתית.3 מתכתית- תחמוצת אל.4 SO 2(g) H 2 O ( ) H 2SO 3(aq) H 2 O ( ) H 2SO 3(aq) H 3O (aq) HSO3 (aq) Na (s) H 2 O ( ) Na (aq) 12 H 2(g) OH (aq) מתכת אלקלית.5 תגובות של תמיסה חומצית.ב Zn (s) 2H 3O (aq) Zn 2 (aq) H 2(g) 2H 2 O ( ) CO 32 (aq) 2H 3O (aq) CO 2(g) 3H 2 O ( ) CaCO3(s) 2H 3O (aq) Ca 2 (aq) CO 2(g) 3H 2 O ( ) Na 2 O (s) 2H 3O (aq) 2Na (aq) 3H 2 O ( ) עם מתכת.1 עם מלח פחמתי מסיס.2 (CaCO3(s) ) עם גיר.3 עם תחמוצת מתכתית.4 תגובות של תמיסה בסיסית.ג CO2(g) עם.1 CO 2(g) 2OH (aq) CO 32 (aq) H 2 O ( ) CO 2(g) Ca 2 (aq) 2OH (aq) CaCO3(s) H 2 O ( ) - CO2(g) מי סיד צלולים עם.2 חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 73 רשימת חומצות אמיניות הקבוצה הצדדית R שם החומצה הקבוצה הצדדית R שם החומצה גליצין G y H תראונין Thr אלאנין Aa CH3 אספרגין Asn CH 2 CONH 2 ואלין Va CH(CH3 ) 2 גלוטמין Gn CH 2 CH 2 CONH 2 לויצין Leu C HOH | CH3 איזולויצין I e פרולין* Pro CH 2 CH(CH3 )2 חומצה אספרטית Asp CH 2 COOH CH(CH3 )CH 2 CH3 חומצה גלוטמית Gu CH 2 CH 2 COOH CH 2 CH 2 ליזין Lys CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 CH CH 2 פניל-אלאנין Phe NH ארגינין Arg CH 2 טירוזין Tyr OH טריפטופן Trp CH 2 CH 2 NH || CH 2 CH 2 CH 2 NH C NH 2 H N היסטידין His CH 2 ציסטאין Cys N CH 2SH NH סרין Ser CH 2 OH מתיונין Met * הקבוצה הצדדית Rקשורה לפחמן αולקבוצה האמינית במבנה טבעתי. CH 2 CH 2SCH3 72 Hf 57-71 56 Zr Rf Ra 226.03 Fr (223) 104 89-103 88 87 Ce 140.12 90 Th 232.04 La 89 Ac (227) 58 57 138.91 (262) Db 105 180.95 Ta 73 92.91 Nb 41 (261) 178.49 Ba 137.34 Cs 132.91 91.22 55 Y 88.91 Sr 87.62 85.47 40 Rb 39 50.94 V 231.04 Pa 91 140.91 Pr 59 (266) Sg 106 183.85 W 74 95.94 Mo 42 52.00 Cr 238.03 U 92 144.24 Nd 60 (264) Bh 107 186.2 Re 75 (99) Tc 43 54.94 Mn 237.05 Np 93 (145) Pm 61 (269) Hs 108 190.20 Os 76 101.07 Ru 44 55.85 Fe Rh (242) Pu 94 150.35 Sm 62 (268) Mt 109 192.2 Ir 77 102.91 (243) 112 200.59 Hg 80 112.40 Cd 48 65.37 Zn Al 113 204.37 Tl 81 114.82 In 49 69.72 Ga 31 26.98 Si 114 207.19 Pb 82 118.69 Sn 50 72.59 Ge 32 28.09 P 115 208.98 Bi 83 121.75 Sb 51 74.92 As 33 30.97 116 (210) Po 84 127.60 Te 52 78.96 Se 34 32.06 S 16 117 (210) At 85 126.90 I 53 79.90 Br 35 35.45 Cl 17 118 (222) Rn 86 131.30 Xe 54 83.80 Kr 36 39.95 Ar 18 20.18 96 157.25 Gd 64 (272) (247) (247) Bk 97 158.92 Tb 65 (285) (251) Cf 98 162.50 Dy 66 (284) (254) Es 99 164.93 Ho 67 (289) 101 168.93 Tm 69 (292) (253) (256) Fm Md 100 167.26 Er 68 (288) (254) No 102 173.04 Yb 70 (257) Lr 103 174.97 Lu 71 *** *** *** לא קיים עדיין Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo 111 196.97 Au 79 107.87 Ag 47 63.54 Cu Am Cm 95 151.96 Eu 63 (271) Ds 110 195.09 Pt 78 106.4 Pd 46 58.93 45 Ni 58.71 Co 38 30 37 Ti 47.90 29 Sc 44.96 28 40.08 27 Ca 26 K 25 39.10 24 20 19 23 24.31 22 21 Mg 15 19.00 Ne 22.99 14 16.00 F Na 13 14.01 O 12 12.01 N 11 10.81 C 9.01 B Be 6.94 9 Li 8 10 7 4 3 6 4.00 5 He 2 H מערכה מחזורית 1.01 1 חומר למחשבה לכיתה י"א | מדריך למורה 74
© Copyright 2024