הקשר הכימי (ברמת מורה) מלכה יאיון

מצגת בנושא: "הקשר הכימי (ברמת מורה) מלכה יאיון"— תמליל מצגת:

1 הקשר הכימי (ברמת מורה) מלכה יאיון
הקשר הכימי (ברמת מורה) שילוב הוראת נושא חומרים (כימיה) בכיתה ט' מלכה יאיון המרכז הרצי למורי הכימיה קורס מורים מובילים לכימיה בכיתה ט'

2 מספר האטומים בכדור הארץ קבוע (99%)
הקשרים בינהם משתנים!

3 מה אומר לכם המושג "קשר כימי"?
איך הייתם מסבירים? אילו מושגים הייתם צריכים כדי להסביר? אילו דוגמאות עולות לכם בראש? על איזו אנלוגיה אתם חושבים?

4 Cl-Cl קשר יוני קשר שיתופי (קוולנטי) קשרי מימן קשרי ואן דר ואלס
e- גם אני מושך.. אני מושך.. קשר שיתופי (קוולנטי) קשרי ואן דר ואלס כימיה בין...אנשים?

5 כולם קשרים כימיים!!! על מנת להבין מהו קשר כימי נתמקד בקשר השיתופי תחילה

6 אטום פוגש אטום: רצף ההרצאה
יהיה קשר? לא יהיה קשר? מאפיינים של כל קשר איזה קשר? ...מי בקשר? רצף: קשר קוולנטי-קשר קוולנטי קוטבי-קשר יוני מתכתי? "על קשר מיוחד" (אם יהיה זמן) F-F

7 יהיה קשר שיתופי או לא יהיה קשר?
אטום פוגש אטום: יהיה קשר שיתופי או לא יהיה קשר? זו השאלה! ירידה באנרגיה איזון כוחות תוף שי

8 למורים בלבד!!

9 כאשר אטום פוגש אטום.. כוחות משיכה: כוחות דחייה:
במרחק גדול מאוד בין האטומים (אינסוף) כוחות המשיכה והדחייה זניחים במרחק גדול מאורך הקשר סך כוחות המשיכה גדול מסך כוחות הדחייה כוחות משיכה: בין אלקטרונים של אטום אחד לגרעין של האטום אחר כוחות דחייה: א. בין אלקטרונים של שני האטומים ב. בין הגרעינים של שני האטומים יש הבדל מאוד משמעותי בכימיה בין אנשים לבין כימיה בין חלקיקים- ברמה החלקיקית תמיד זה הדדי

10 כאשר אטום פוגש אטום.. במרחק גדול מאוד בין האטומים (אינסוף) כוחות המשיכה והדחייה זניחים במרחק גדול מאורך הקשר סך כוחות המשיכה גדול מסך כוחות הדחייה במרחק השווה לאורך הקשר סך כוחות הדחייה משתווה לסך כוחות המשיכה זוהי נקודת האיזון יש הבדל מאוד משמעותי בכימיה בין אנשים לבין כימיה בין חלקיקים- ברמה החלקיקית תמיד זה הדדי

11 כאשר אטום פוגש אטום.. במרחק גדול מאוד בין האטומים (אינסוף) כוחות המשיכה והדחייה זניחים במרחק גדול מאורך הקשר סך כוחות המשיכה גדול מסך כוחות הדחייה במרחק השווה לאורך הקשר סך כוחות הדחייה משתווה לסך כוחות המשיכה זוהי נקודת האיזון במרחק קטן מאורך הקשר גוברים כוחות הדחייה על כוחות המשיכה יש הבדל מאוד משמעותי בכימיה בין אנשים לבין כימיה בין חלקיקים- ברמה החלקיקית תמיד זה הדדי

12 אטום פוגש אטום יהיה קשר או לא יהיה קשר?זו השאלה!
מרחק בין האטומים כוחות משיכה כוחות דחייה גדול מאוד זניחים גדול > שווה לאורך הקשר = קטן מאורך הקשר < יש הבדל מאוד משמעותי בכימיה בין אנשים לבין כימיה בין חלקיקים- ברמה החלקיקית תמיד זה הדדי איזון כוחות = קשר

13 יציבות אנרגיה נבהיר באמצעות אנלוגיה
נוצר קשר אם יש רווח אנרגטי, נוצר קשר אם המולקולה יציבה יותר מאטומים הבודדים יציבות אנרגיה נבהיר באמצעות אנלוגיה

14 אנלוגיה לקשר נתונים שני זוגות מגנטים: בין איזה זוג מגנטים פועלים
כוחות חזקים יותר? צריך להשקיע אנרגיה כדי להפריד אותם משתחררת אנרגיה! אנלוגיה לקשר

15 התאמה בין האנלוגיה לקשר
הפריט באנלוגיה המושג הכימי שני מגנטים שני גרעיני אטומים זוג אלקטרוני קשר משיכה בין מגנטים (צפון דרום) משיכה חשמלית של זוג האלקטרונים על ידי שני הגרעינים אינטראקציה זניחה במרחק גדול בין המגנטים אינטראקציה זניחה במרחק גדול בין האטומים משיכה גדלה ככל שהמרחק בין המגנטים קטן משיכה גדלה ככל שהמרחק בין הגרעינים קטן אין דחיה גדלה ככל שהמרחק בין הגרעינים קטן מאורך הקשר שיתוף המגנטים הצמודים נשארים ביחד ולא זזים יציבות דרושה אנרגיה כדי להרחיק אותם זה מזה ונפלטת אנרגיה כאשר הם נצמדים אנרגיה

16 אטום פוגש אטום יהיה קשר שיתופי או לא יהיה קשר? זו השאלה!
אנרגיה מינימאלית יציבות מרחק בין האטומים אנרגיה של המערכת יציבות המערכת גדול מאוד גבוהה נמוכה שווה לאורך הקשר מינימאלית יש הבדל מאוד משמעותי בכימיה בין אנשים לבין כימיה בין חלקיקים- ברמה החלקיקית תמיד זה הדדי

17 אנלוגית "הקפיץ" לקשר השיתופי
פעולה נדרשת להרחיק השקעת אנרגיה לקרב להניח - אנרגיה מצב יציב אנרגיה

18 יציבות נמוכה =a d אנרגיה גבוהה יציבות גדולה =c מינימום אנרגיה
אפשר למחוק את השקף אם אין התייחסות לבור האנרגיה

19 יהיה קשר שיתופי או לא יהיה קשר?
אטום פוגש אטום: יהיה קשר שיתופי או לא יהיה קשר? זו השאלה! ירידה באנרגיה איזון כוחות תוף שי

20 מהמודל החלקיקי למודל הענן האלקטרוני (אורביטל) פתרון מתמטי של משואת שרדינגר
גרעין הרחבה לגבי צפיפות אלקטרונית- המו אורביטל אורביטל = מייצג את המרחב בו יש סיכוי גבוה למצוא אלקטרונים

21 קשר קוולנטי-ענן אלקטרוני (אורביטל) משותף
גרעין אלקטרון

22 יצירת הקשר הקוולנטי חפיפה של אורביטלים הקשר כיווני
כלומר, יש סיכוי גבוה מאוד למצוא את אלקטרוני הקשר הנמצאים באורביטל המולקולרי בין הגרעינים הקשר כיווני

23 אורביטל ≠ רמת אנרגיה האלקטרונים ערכיים מאכלסים את הרמה בעלת האנרגיה הגבוהה ביותר
מודל כדורי טוב/לא טוב

24 אורביטלים לא כדוריים

25 זוכרים?...למורים בלבד!!

26 כל אורביטל יכול לאכלס 2 אלקטרונים מקסימום
כל אורביטל יכול לאכלס 2 אלקטרונים מקסימום אלקטרון מאכלס קודם אורביטל ריק אורביטל מלא יציב יותר ייצוג על פי לואיס O Cl

27 בכל אורביטל : 2 אלקטרונים מקסימום
בכל אורביטל : 2 אלקטרונים מקסימום אלקטרון מאכלס קודם אורביטל ריק אורביטל מלא יציב יותר O N H Cl Ar

28 ? קשר קוולנטי יחיד Cl2 Cl Cl Cl Ar (אבל לא תמיד) כלור
בדרך כלל יצירת הקשר מובילה לקבלת אורביטלים מלאים יציבים יותר רמת אנרגיה מלאה בדומה לגזים האצילים (אבל לא תמיד)

29 Cl Cl ייצוג אלקטרוני על פי לואיס זוג אלקטרונים קושר (אורביטל מולקולרי)
זוגות אלקטרונים לא קושרים

30 Cl Cl אוקטט

31 Cl Cl אוקטט

32 Cl Cl מה דעתכם על האנימציה?
©

33 (אורביטל מולקולרי אחד)
Cl Cl קשר קוולנטי יחיד (אורביטל מולקולרי אחד)

34 Cl Cl מסמנים קשר יחיד בקו

35 קשרים כפולים ומשולשים O2 חמצן O O O ? N2 חנקן N N N ?

36 איך יודעים מי מושך חזק אלקטרונים?
אטום פוגש אטום .. אני מושך קצת יותר חזק.. אני מושך, אבל חלש יחסית אלייך e- e- אני מושך e גם אני מושך e.. δ- δ+ איך יודעים מי מושך חזק אלקטרונים?

37 אלקטרושליליות: מדד כמותי לנטייה של אטום למשוך אליו אלקטרונים
אלקטרושליליות גדלה אלקטרושליליות גדלה לאורך שורה (משמאל לימין) כי ..... אלקטרושליליות גדלה לאורך טור (מלמטה למעלה) כי ....

38 קשר קוולנטי קוטבי וקשר טהור (לא קוטבי)
אלקטרושליליות קשר שווה וגדולה קוולנטי טהור שונה קוולנטי קוטבי שונה מאוד יוני קשר יוני?

39 הקשר = מצב, לא תהליך! איזון כוחות אנרגיה מינימלית יציבות גדולה
© General Chemistry: Principles, Patterns, and Applications, v. 1.0 by Bruce Averill and Patricia Eldredge הקשר = מצב, לא תהליך! איזון כוחות אנרגיה מינימלית יציבות גדולה שיתוף\אי שיתוף

40 אטום פוגש אטום..שיתוף\מעבר
אלקטרוני הקשר

41 קשר קוולנטי טהור/קוטבי/יוני
אפלט על קוטביות הקשר ומולקולות

42 קבוצה 5: סוגי קשרים-רצף חברו מטלה למורים שמטרתה לבסס את :
את המושג אלקטרושליליות את הקשר בין אלקטרושליליות האטומים הקשורים לבין אופי הקשר (קוולנטי טהור, קוולנטי קוטבי ויוני) את המאפיינים של הקשרים השונים מבחינת המטען החלקי והסיכוי למצוא את אלקטרוני הקשר. היעזרו ביישומון שמוצג בקישורים הבאים: אורביטל: מרחב בו יש סיכוי גדול למצוא אלקטרונים רמת אנרגיה: האנרגיה של האלקטרון

43 NH3 NH4+ כך נוצרות הרבה מאד שותפויות ומקבלים את מיליוני חומרים H N H H
קשר קואורדינטיבי= קשר קוולנטי כשרק אחד מהאטומים תורם את הזוג המשותף H N H H

44 אי ציות לכלל האוקטט SF4 BF3 XeF2

45 אטומי הקשר יקבעו את סוג הקשר
כלל אצבע: אלמתכות? אלמתכת עם מתכת? מתכת? זה לא שחור ולבן אלא רצף אטומים של אלמתכת -א"ש שווה - קשר קוולנטי טהור אטומים של אלמתכת -א"ש שונה - קשר קוולנטי קוטבי אטומים של אלמתכת ומתכת- א"ש שונה מאוד- קשר יוני

46 אטומים של אלמתכת בעלי אלקטרושליליות שונה
כלל אצבע: e- אני מושך חזק.. אני מושך חלש.. אני מושך קצת יותר חזק.. אני מושך, אבל חלש יחסית אלייך e- e- אני מושך.. גם אני מושך.. _ δ- δ+ + אטומים של אלמתכת ומתכת קשר יוני אטומים של אלמתכת קשר קוולנטי אטומים של אלמתכת בעלי אלקטרושליליות שונה קשר קוולנטי קוטבי

47 שני מקרים קיצוניים לרוב מדובר בקשרים שהם קצת קובלנטיים קצת יוניים

48 -Cl -Cl -Cl -Cl -Cl -Cl +Na +Na +Na +Na +Na +Na
יש יונים רבים!! -Cl -Cl +Na הקשר הקוולנטי כיווני הקשר היוני לא +Na -Cl +Na -Cl

49 אטום פוגש אטום: יהיה קשר או לא יהיה קשר? זו השאלה! תוף שי
ירידה באנרגיה איזון כוחות תוף שי

50 מודל מבנה המתכת +Li - יוני מתכת חיוביים המשיכה בין אלקטרוני ערכיות לגרעין נמוכה יחסית – הם עוברים מאטום לאטום לכן מכנים אותם “ים של אלקטרונים”

51

52 ברמה החלקיקית הקשר פשוט יותר- הכל הדדי!
העיקר: שניצור קשר שיתופי בין מורי חט"ב ומורי חט"ע ברמה החלקיקית הקשר פשוט יותר- הכל הדדי! תודה על ההקשבה!