נערך על ידי ענת פלדנקרייז מהמצגות של זיוה לנדא, דורית בר, אילנה זהר מולקולות ומה שביניהן נערך על ידי ענת פלדנקרייז מהמצגות של זיוה לנדא, דורית בר, אילנה זהר
נוסחאות מבנה נוסחת מבנה ייצוג מקוצר - מתארת בצורה כללית את המולקולה הערה: התלמיד לא נדרש לשרטט את נוסחת הייצוג המלאה בהתאם לצורת המולקולה במעבר מנוסחת ייצוג מקוצרת למלאה: א. רושמים פחמן בכל פינה ב. מוסיפים מימנים כך שלכל אטום (C, O, N...) יהיה מספר מתאים של קשרים נוסחת מבנה ייצוג מלא- מתאר את כל הקשרים וכל האטומים המולקולה CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
C6H6O / C6H5OH נוסחה מולקולרית נוסחה מולקולרית- מתארת אילו סוגי אטומים במולקולה וכמה מכל סוג C6H6O / C6H5OH C4H8O2 / C3H7COOH
נוסחת ייצוג אלקטרונית נוסחת ייצוג אלקטרונית – הגלעין מיוצג על ידי סמל היסוד וייצוג האלקטרונים הערכיים (ברמה אחרונה) הוא על ידי שתי נקודות המסמלות שני אלקטרוני קשר או על ידי קו יחיד המציין את זוג האלקטרונים. הערה: התלמיד לא נדרש לשרטט את נוסחת הייצוג האלקטרונית בהתאם לצורת המולקולה
"אותה גברת בשינוי אדרת" נוסחאות ייצוג שונות לאתנול שנוסחתו המולקולרית: C2H6O/C2H5OH נוסחת מבנה ייצוג מקוצר נוסחת מבנה ייצוג מלא נוסחת ייצוג אלקטרונית
איזומרים תרכובות בעלות נוסחה מולקולרית זהה, אך נוסחת מבנה שונה לאיזומרים תכונות שונות
צורות של מולקולות הערה: התלמיד נדרש להכיר את צורת המולקולה להלן דוגמאות למבנים של מולקולות שונות: טטרהדאר משולש מישורי קווי פירמידה משולשת זוויתי הערה: התלמיד נדרש להכיר את צורת המולקולה אך לא נדרש לקבוע את צורתה
מודל דחיית זוגות האלקטרונים (ע"פ לואיס)- העשרה מודל דחיית זוגות האלקטרונים (ע"פ לואיס)- העשרה אלקטרונים נעים בזוגות בין זוגות האלקטרונים פועלים כוחות דחיה. זוגות האלקטרונים יסתדרו במרחב סביב האטום המרכזי, כך שהדחייה בין ענני האלקטרונים תהיה מינימאלית. מבנה המולקולה מתאר מיקום יחסי במרחב של האטומים שלה. זוג לא קושר משפיע, אך אינו "נראה".
צורות מרחביות ( 3 ממדים) טטראדר פירמידה משולשת
טטראדר מבנה תלת ממדי אטום מרכזי אליו קשורים ארבעה אטומים בקשרים קוולנטיים סביב האטום המרכזי כל זוגות אלקטרונים הם קושרים שלושה אטומים באותו מישור שהוא ניצב למישור עם האטומים האחרים. דוגמה: , CH4 CCl4
פירמידה משולשת מבנה תלת ממדי אטום מרכזי אליו קשורים שלושה אטומים בקשרים קוולנטיים לאטום המרכזי יש זוג אלקטרונים בלתי קושר שלושה אטומים באותו מישור (כמתחייב גאומטרית) דוגמה: NH3
צורות מישוריות (2 ממדים) זוויתית משולש מישורי
משולש מישורי מבנה דו ממדי/מישורי אטום מרכזי ושלושה אטומים קשורים אליו בקשרים קוולנטיים אין זוגות אלקטרונים בלתי קושרים סביב האטום המרכזי ארבעה אטומים באותו מישור דוגמה: BF3
זוויתית מבנה דו ממדי/מישורי אטום מרכזי ושני אטומים קשורים אליו בקשרים קוולנטיים יש זוג/ות אלקטרונים בלתי קושרים סביב האטום המרכזי שלושה אטומים באותו מישור (כמתחייב גאומטרית) דוגמאות: H2O
צורה קווית מבנה חד ממדי האטום המרכזי יוצר: קשר קוולנטי יחיד או כפול או משולש. אין זוגות אלקטרונים בלתי קושרים סביב האטום המרכזי דוגמה: HF,CO2 O=C=O H-F
קוטביות של מולקולות האם קיום קשר קוטבי במולקולה פירושו כי גם המולקולה קוטבית? תלוי בסימטריה של המולקולות. במולקולות סימטריות, הדו-קטבים בקשרים מבטלים זה את זה ולכן המולקולות אינן קוטביות במולקולות לא סימטריות, הדו-קטבים בקשרים אינם מבטלים זה את זה לכן המולקולות קוטביות. לברור האם PH3 נחשב קוטבי או לא?
קוטביות של מולקולות H - F + - כאשר פיזור האלקטרונים במולקולה אינו סימטרי, המולקולה קוטבית וקיים סיכוי גבוה יותר למצוא את האלקטרונים ליד האטום לו אלקטרושליליות גבוהה יותר. (חשוב- נכון גם עבור מולקולות שאינן מכילות קשר קוטבי כגון PH3 ) במולקולה קוטבית קיים איזור חיובי + (צפיפות אלקטרונים נמוכה) ואיזור שלילי - (בו צפיפות אלקטרונים גבוהה) לדוגמא בנוסחת המבנה: H - F + -
קוטביות של מולקולות אתאנול CH3CH2OH היא מולקולה קוטבית. קוטב חיובי בו פיזור נמוך של אלקטרונים במולקולה קיימים: קוטב שלילי בו פיזור גבוה של אלקטרונים
טטראדר המולקולה אינה קוטבית סביב האטום המרכזי ארבעה אטומים זהים המולקולה סימטרית קיימת קוטביות בקשרים הדו-קטבים מבטלים זה את זה המולקולה אינה קוטבית
טטראדר המולקולה קוטבית סביב האטום המרכזי שלא כל ארבעת אטומים זהים המולקולה אינה סימטרית קיימת קוטביות בקשרים הדו-קטבים אינם מבטלים זה את זה המולקולה קוטבית
פירמידה משולשת המולקולה קוטבית סביב האטום המרכזי שלושה אטומים זהים וזוג אלקטרונים בלתי קושר המולקולה אינה סימטרית קיימת קוטביות בקשרים הדו-קטבים אינם מבטלים זה את זה המולקולה קוטבית מה לגבי PH3
זוויתית המולקולה קוטבית סביב האטום המרכזי שני אטומים וזוג/שני זוג/ות אלקטרונים בלתי קושרים המולקולה אינה סימטרית קיימת קוטביות בקשרים הדו-קטבים אינם מבטלים זה את זה המולקולה קוטבית מה קורה אם הקשרים אינם קוטבים TeH2
משולש מישורי המולקולה אינה קוטבית סביב האטום המרכזי שלושה אטומים זהים המולקולה סימטרית קיימת קוטביות בקשרים הדו-קטבים מבטלים זה את זה המולקולה אינה קוטבית
משולש מישורי המולקולה קוטבית סביב האטום המרכזי שלושה אטומים אינם זהים המולקולה אינה סימטרית קיימת קוטביות בקשרים הדו-קטבים אינם מבטלים זה את זה המולקולה קוטבית
השלם את הטבלה המולקולה קוטביות בקשרים צורת המולקולה קוטביות המולקולה CHCl 3 טטראדר BH3 משולש מישורי H2S זוויתית HCN קווית CO2 OF2 CBr4 PCl3 פרמידה אחרי התשובה לתת דוגמא עם קשרים שאינם קוטבים ושהמולקולה קוטבית
תשובות לטבלה המולקולה קוטביות בקשרים צורת המולקולה קוטביות המולקולה CHCl 3 יש טטראדר BH3 משולש מישורי אין H2S זוויתית HCN קווית CO2 OF2 CBr4 PCl3 פרמידה
מולקולה פוגשת מולקולה (ליצירת צבר) נוצרים קשרים בין המולקולות לא נוצרים קשרים חדשים בין המולקולות מולקולות שונות מולקולות זהות/ מולקולות שונות תמיסה הומוגנית חומר טהור תערובת הטרוגנית שמן ומים תמיסת מי סוכר
קשרים בין מולקולרים קיימים בין מולקולות במצב צבירה מוצק, נוזל ותמיסה במצב צבירה מוצק, נוזל ותמיסה אינטראקציות ואן-דר-ואלס קשרי מימן
אינטראקציות ואן- דר-ולס אינטראקציות ון-דר-ולס - כוחות משיכה בין מולקולות הנובעים מקיומם של דו קטבים רגעיים בענני האלקטרונים של המולקולות. דו קוטב רגעי על מולקולה אחת משרה דו קוטב רגעי על מולקולה שכנה ונוצרת משיכה חשמלית בין המולקולות.
אינטראקציות ואן – דר- ואלס עקב התנועה האקראית של ענן האלקטרונים נוצר על האטום/מולקולה דו קוטב רגעי. קיטוב רגעי זה עשוי להשרות דו קוטב רגעי על אטומים/מולקולות סמוכים
קשרי ואן-דר-ואלס קשרים חשמליים בין דו-קטבים רגעיים. בכל אטום/ מולקולה נוצרים כל הזמן דו קטבים רגעיים, משתנים. d + d - d + d - d + d - בצבר של אטומים או מולקולות יווצרו כוחות משיכה בין קטבים מנוגדים
אינטראקציות ואן-דר-ואלס חוזק האינטראקציות- מושפע מ: גודל ענן אלקטרונים קוטביות המולקולה שטח הפנים (מידת הסיעוף)
גורמים המשפיעים על חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס גודל ענן האלקטרונים (מספר האלקטרונים במולקולה) ככל שמספר האלקטרונים גדול יותר נוצר דו קוטב רגעי משמעותי יותר, ומספר הדו קטבים הרגעיים גדול יותר. כוחות המשיכה בין הדו קטבים הרגעיים יהיו חזקים יותר בין מולקולות סמוכות.
גורמים המשפיעים על חוזק אינטראקציות ואן-דר-ולס 2. קיומו של דו קוטב קבוע (בנוסף לדו קוטב רגעי) דו קוטב קבוע מגביר את כוח המשיכה הנובע מן הדו קטבים הרגעיים. ככל שקוטביותו של הקשר גדולה יותר כוח המשיכה בין המולקולות יהיה חזק יותר.
גורמים המשפיעים על חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס 3. שטח הפנים של המולקולה כל ששטח הפנים של המולקולה גדול יותר, ככל שמולקולה פרושה יותר, שטח המגע בין הדו קטבים הרגעיים, במולקולות שכנות, יהיה גדול יותר והמשיכה בין המולקולות תהיה חזקה יותר.
שטח פנים שונה באיזומרים איזומרים-תרכובות בעלות נוסחה מולקולרית זהה, אך נוסחת מבנה שונה לאיזומר השמאלי שטח פנים גדול יותר
למי טמפ' רתיחה גבוהה יותר? השלימו את טבלת ההשוואה הבאה: טבלת השוואה CCl4 CH3Cl ענן אלקטרונים קוטביות
למי טמפ' רתיחה גבוהה יותר? טבלת השוואה CCl4 CH4 ענן אלקטרונים 74 10 קוטביות מולקולה לא קוטבית תשובה: לפחמן ארבע כלורי נקודת רתיחה גבוהה יותר. ענן האלקטרונים במולקולה פחמן ארבע כלורי גדול יותר מאשר במולקולה מתאן. ככל שמספר האלקטרונים גדול יותר נוצר דו קוטב רגעי משמעותי יותר, ומספר הדו קטבים הרגעיים גדול יותר. כוחות המשיכה בין הדו קטבים הרגעיים יהיו חזקים יותר כוחות ו.ד. היו חזקים יותר. לכן דרושה יותר אנרגיה על מנת להפריד בין מולקולות פחמן ארבע כלורי. בין מולקולות סמוכות.
טמפרטורות רתיחה של הידרידים של יסודות מטורים 4-7. טמפרטורה במעלות צלזיוס -200 -100 100 H2O H2S H2Se H2Te HF HCl HBr HI PH3 SbH3 AsH3 טור 6 CH4 SiH4 SnH4 NH3 טור 7 (H2O) טור 5 (HF) (NH3) טור 4 מחזור (שורה ) 2 3 4 5 עריכה : ירדן קדמי
התייחסות לגרף תארו באופן מילולי את הגרף המתאים להידרידים של טור 4. תארו באופן מילולי את הגרף המתאים להידרידים של טור 4. תארו באופן מילולי את הגרף המתאים להידרידים של טורים 5-7. מה ניתן ללמוד מהגרף על נקודות רתיחה בכלל ועל טמפרטורות רתיחה של H2O, HF , NH3 ? פרטו
תשובות להתייחסות לגרף הגרף במגמה עולה, ככל שמתקדמים במחזור עולה טמפרטורת הרתיחה. 2. בטורים 5-7 להידריד הראשון בטור טמפרטורת הרתיחה גבוהה מלהידריד השני. בהמשך ככל שמתקדמים במחזור עולה 3. ניתן ללמוד מהגרף : ככול שיורדים בטור ענן האלקטרונים גדל, אינטראקציות ו.ד.ו חזקות יותר ולכן יש להשקיע יותר אנרגיה כדי לשנות את מצב הצבירה של ההידריד מנוזל לגז. נקודות הרתיחה של HF , NH3 H2O, גבוהות יותר כי קיימים כוחות משיכה נוספים ביניהם מלבד כוחות ואן-דר-ואלס
קשרי מימן קשר מימני הוא קשר בין מולקולרי, הנוצר בין אטום מימן, שקשור בקשר קוולנטי לאטום אלקטרושלילי במיוחד עד אשר הוא נותר חשוף מאלקטרונים, לבין זוג אלקטרונים בלתי קושר על אטום אלקטרושלילי אחר המצוי במולקולה סמוכה.
קשר מימני הוא קשר המאופיין בכיווניות קשר מימני הוא קשר המאופיין בכיווניות . כיווניות מתבטאת בכך שלשלושת האטומים המשתתפים בקשר יש מבנה מועדף (מבחינה אנרגתית), הם מצויים על קו ישר אחד.
שלושה גורמים חוברים יחד ליצירת קשר מימני. קיומו של מימן "חשוף מאלקטרונים" הקשור לאטום עם אלקטרושליליות גבוהה . 2. קיומו של אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה וזוג אלקטרונים לא קושר, במולקולה אחת, היכול למשוך אליו את המימן החשוף מאלקטרונים במולקולה שכנה. 3. המשיכה מתקיימת רק כאשר שלושת האטומים נמצאים על קו ישר אחד – כיווניות הקשר
קשרי מימן באמוניה H N N H H N H N N H
קשרי מימן במים
בגרות 2005 שאלה 1 סעיף ד
קרח - גביש מולקולרי כל מולקולת מים מוקפת בארבע מולקולות שכנות במבנה טטראהדר. בין המולקולות קיימים קשרי מימן. במבנה חללים. העשרה-קרח בעל צפיפות נמוכה ממים בין אפס לארבע מעלות. לכן קרח צף על המים. (האנומליה של המים)
בין אילו מולקולות של החומרים הבאים יש/אין קשרי מימן? CH3OCH3 CH3CH2OH CH3CH2CH3 CH3NH2 (CH3)3N
בין אילו מולקולות של החומרים הבאים יש/אין קשרי מימן? CH3-O-CH3 CH3-CH2-OH אין יש CH3-CH2-CH3 CH3-NH2 אין יש (CH3)3-N אין
הסבר מדוע קיימים קשרי מימן בין המולקולות? קשר מימני נוצר בין אטום המימן החשוף מאלקטרונים, שקשור לאטום החמצן בעל האלקטרושליליות הגבוהה במולקולה אחת ובין זוג אלקטרונים בלתי קושר על אטום החמצן במולקולה סמוכה. CH3-CH2-OH קשר מימני נוצר בין אטום המימן החשוף מאלקטרונים שקשור לאטום החנקן בעל האלקטרושליליות גבוהה במולקולה אחת ובין זוג אלקטרונים בלתי קושר על אטום החנקן במולקולה סמוכה. CH3-NH2
הסבר מדוע לא קיימים קשרי מימן בין המולקולות? הסבר מדוע לא קיימים קשרי מימן בין המולקולות? אין אטומי מימן חשופים מאלקטרונים, שקשורים ישירות לאטומים בעלי אלקטרושליליות משמעותית CH3-CH2-CH3 (CH3)3-N CH3-O-CH3
המסה/ערבוב חומרים חומר נמס בחומר אחר אם יש באפשרות המולקולות שלו ליצור ולהשתלב בקשרים הבין מולקולרים הקיימים באחר. מולקולות של חומר עם אינטראקציות ו.ד.ו יכולות להשתלב בין אינטראקציות ו.ד.ו של מולקולות חומר אחר. מולקולות של חומר עם קשרי מימן יכולות להשתלב בין מולקולות אחרות עם קשרי מימן. מולקולות של חומר ללא קשרי מימן היכולות להשתלב בין מולקולות אחרות עם קשרי מימן רק בתנאי שיש להם זוגות אלקטרונים בלתי קושרים על אטומים עם אלקטרושליליות משמעותית. מולקולות קוטביות/לא קוטביות של חומר עם קשרי ו.ד.ו לא יכולות להשתלב בין קשרי המימן של חומרים כמו מים – שבין המולקולות שלהן יש בעיקר קשרי מימן.
מודל מיקרוסקופי של תמיסת אתאנול במים
סמנו לפחות 3 קשרי מימן אפשריים בציור
מודל מיקרוסקופי של תמיסת אתאנול במים
הידרופוביות והידרופיליות- העשרה הידרופוביות היא תכונה פיזיקלית של חומר "לדחות" מים. הידרופיליות היא תכונה פיסיקלית של חומר להיקשר למים, באמצעות קשרי מימן (או קשרי משיכה חשמליים) .
מסיסות אינטראקציות ואן-דר-ולס – אינטראקציות הידרופוביות אינטראקציות מסוג קשרי מימן - אינטראקציות הידרופיליות. מסיסות יכולה להיות תוצאה של אינטראקציה הידרופובית בין חומרים שיש ביניהם כמעט רק אינטראקציות ואן-דר-ולס. מסיסות בין מים לחומר אחר תהיה תוצאה של אינטראקציה הידרופילית.
בתמיסת אוראה - מים אינטראקציות הידרופיליות
אצטון - מים לאצטון אין אפשרות ליצור קשרי מימן בין המולקולות שלו, אבל.... אצטון יכול ליצור קשרי מימן עם מולקולות המים (אינטראקציות הידרופיליות)
מולקולת הקפאין בין מולקולות הקפאין נוצרים קשרי ואן-דר-ואלס 1. אלו קשרים נוצרים בין מולקולות הקפאין? 2. האם מולקולות הקפאין מתמוססות במים? בין מולקולות הקפאין נוצרים קשרי ואן-דר-ואלס בין הקטבים המנוגדים של המולקולות. 2. כן. בין מולקולות הקפאין ובין מולקולות המים יכולים להיווצר קשרי מימן (מימן חשוף מאלקטרונים במים ואטומים במיוחד אלקטרושליליים בקפאין)
מקוות שהמצגת עזרה לכם. אם נותרו דברים לא ברורים ניתן יהיה לשאול בשיעור הסינכרוני הבא, שיתקיים אי"ה ביום רביעי, כ"ד תשרי, 10.10.12 בשעה 20:30. הכיתה הסינכרונית תהיה זמינה כחצי שעה לפני כן...