קשרים כימיים

1

קשרים כימיים

חשמליים משיכה חשמליים כוחות משיכה כוחות

ליצירת ליצירת האחראיים ים,ים,יונייוניגבישים גבישים האחראיים

ומולקולות .מתכתיים, אטומריימתכתיים, אטומריי ומולקולות .ם ם

2

סוגי הקשרים הכימיים

קשר יוני•

קשר קוולנטי•

3

יוניםיון הינו צורון בעל מספר לא זהה של •

פרוטונים ואלקטרונים.יונים שונים לחלוטין מהאטומים המתאימים.•קיימים שני סוגי יונים:•

אטומים שאיבדו אלקטרון אחד או יותר.אטומים שאיבדו אלקטרון אחד או יותר. קטיונים:קטיונים:–אטומים שקיבלו אלקטרון אחד או יותר.אטומים שקיבלו אלקטרון אחד או יותר. אניונים:אניונים:–

דוגמא:דוגמא:

--ClClיון כלוריד – יון כלוריד –

++NaNaיון נתרן – יון נתרן –

יון הינו צורון בעל מספר לא זהה של •פרוטונים ואלקטרונים.

יונים שונים לחלוטין מהאטומים המתאימים.•קיימים שני סוגי יונים:•

אטומים שאיבדו אלקטרון אחד או יותר.אטומים שאיבדו אלקטרון אחד או יותר. קטיונים:קטיונים:–אטומים שקיבלו אלקטרון אחד או יותר.אטומים שקיבלו אלקטרון אחד או יותר. אניונים:אניונים:–

דוגמא:דוגמא:

--ClClיון כלוריד – יון כלוריד –

++NaNaיון נתרן – יון נתרן –

4

קטיונים

• H H+ 1e +

• Li Li+ 1e +-

• Mg Mg+2 2e +-

• Al Al+3 3e +-

•H H+ + 1e

•Li Li+ + 1e-

•Mg Mg2+ + 2e-

•Al Al3+ + 3e-

5

אניונים

•N + 3e -N3-

•S + 2e - S2-

•Br + 1e - Br -

•Cl + 1e - Cl-

•N + 3e- N3-

•S + 2e- S2-

•Br + 1e- Br -

•Cl + 1e- Cl-

6

קשר יוני

קשר של משיכה חשמלית בין יונים המנוגדים •במטעניהם החשמליים.

קשר יוני מתקיים בין קטיוני מתכת לאניוני •אל-מתכת.

קשר של משיכה חשמלית בין יונים המנוגדים •במטעניהם החשמליים.

קשר יוני מתקיים בין קטיוני מתכת לאניוני •אל-מתכת.

7

בעל מאטום אלקטרון יינון העברת אנרגייתבעל , Na , נמוכה אטום אלקטרונית אל זיקה .Cl , גבוהה

יצירת קשר יוני

8

מבנה יוני

כל אניון )יון שלילי( מוקף ע"י מספר קטיונים וכל •קטיון )יון חיובי( מוקף ע"י מספר אניונים.

כל אניון )יון שלילי( מוקף ע"י מספר קטיונים וכל •קטיון )יון חיובי( מוקף ע"י מספר אניונים.

9

תרכובות יוניות

תרכובות יוניות בנויות מיונים המסודרים בצורה •תלת-מימדית – גביש יוני.

תרכובות יוניות בנויות מיונים המסודרים בצורה •תלת-מימדית – גביש יוני.

10

-Cl ++NaNa -Cl ++NaNa -Cl ++NaNa -Cl ++NaNa

-Cl ++NaNa -Cl ++NaNa -Cl ++NaNa -Cl++NaNa



-Cl++NaNa-Cl++NaNa-Cl++NaNa-Cl++NaNa

-Cl++NaNa-Cl++NaNa-Cl++NaNa-Cl ++NaNa











יוני סריג של מבנה

11

: החומר של הנוסחה כתיבת

בין - • הפשוט היחס את נותנת אמפירית הנוסחההיסודות

. המרכיבים

•. החיובי היון סמל יופיע בנוסחה שמאל מצד

המטען • שסכום כך ייווצר היונים מספר בין היחסהחשמלי

. אפס יהיה החשמלי

תרכובות של אמפיריות נוסחאותיוניות

12

Na Na+ Cl- ClNaCl

Na Na+ O-2 ONa2O

Mg Mg+2 O-2 OMgO

Mg Mg+2 N-3 NMg3N2

Mg Mg+2 PO4-3Mg3)PO4(2

Na Na+ SO4-2Na2SO4

/* 2

/* 3 2 */

/* 2

/* 3 2 */

דוגמאות:

13

תכונות החומרים היוניים :

. מוצקים שבירים בטמפרטורת החדר•

בעלי הולכה חשמלית במצב מומס • .ומותך

בעלי טמפרטורות היתוך ורתיחה גבוהות •

. יחסית בחלקם מסיסים במים•

14

לעתים המסוגלות ממולקולות מורכבים המים. , ולהמיסו לפרקו היוני הסריג יוני בין לחדור

קשי - ואחרים תמס קלי יוניים חומרים קיימיםתמס.

דוגמאות:

• , כלורי - נתרן בישול מלח

. במים נמס

•. נמס לא כלורי כסף

H2O

מים מולקולת

” מים “ כוס

כממס המים

15

במים מומס יוני במים חומר מומס יוני חומר

++

--

16

המסה של חומרים יוניים

NaCl)s( Na+)aq( + Cl-

)aq( H2O)l(

קלי לחומרים דוגמאותתמס:

Al)NO3(3 , NH4OH , K3PO4

KBr , Li2SO4 , Ca)NO3(2

קשי לחומרים דוגמאותתמס:

CaSO4 , Ca3)PO4(2 , PbI2

AgI , AgCl , CaCO3

17

הולכה חשמלית בתמיסה מימית

מימית תמיסהיונים מכילה שאינה

ניידים.

מימית תמיסה. ניידים יונים המכילה

הנורה

דולקת

18 - היונים המוקפים מוליכות חשמלית בתמיסהבמולקולות מים נעים לעבר האלקטרודות בעלות

המטען המנוגד.

קטיונים

-----

-----

זרם + מד ספק

קתודה שלילי

ת

אנודה

חיובית אניונים

---- ++

--

++

++

19

התכה של חומרים יוניים

CuCl2)s(

חימוםCu2+

)l( 2Cl-)l(+

. ניידים יונים מתקבלים ההתכה לאחר

20

ניידים - היונים נוזלי במצב יוני חומר

Cu2+

Cl-

Cu2+Cu2+Cu2+

Cl-Cl-

Cl-

Cl-

Cu2+Cu2+

Cu2+

Cu2+

Cu2+

Cu2+Cu2+

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl- Cl- Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cu2+

Cl-Cl-

Cu2+

מותכת כלורית נחושת

21 - היונים בנתך ינועו לעבר מוליכות חשמלית בנוזלהאלקטרודה עם המטען המנוגד. יופעל מתח נמוך.

-----

-----

Cu2+Cu2+

Cu2+

Cu2+

Cu2+

Cu2+Cu2+

Cu2+Cu2+

Cu2+Cl-

Cl-

Cl-Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-Cl-

Cl- Cl-Cl- Cl-

Cl-

Cl-

Cl-Cu2+

Cl- Cl-Cl-

Cu2+

זרם + מד ספק

קתודה שלילי

ת

אנודה

חיובית

אניונים

Cl-

קטיונים

Cu2+

22

תכונות של מתכות

(Hgמוצקות בטמפרטורת החדר )מלבד כספית – •

מוליכות זרם חשמלי•

מוליכות חום•

ניתנות לריקוע•

מבריקות•

23

נחושת - מתכת של ענק מבנה

24

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

CuCu22++

--

--

-

- - -

- -

-

-----

- - - -

-

--

- - -

-

- -

- - - -

מבנה המתכת

מבנה ענק - מבנה תלת-ממדי של יונים חיוביים בתוך"ים אלקטרונים " שלילי.

- משיכה חשמלית בין היונים החיוביים לבין קשר מתכתי

האלקטרונים השליליים ב"ים האלקטרונים".

25

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+

e- e- e-

e-e-e-e-

e-

e- e- e- e-

e-

e-

e-e-e-e-

e- e-

e-e-

e- e- e-e-

e-e-

e-

e-

המתכת של סריגמגנזיום

26

: כי חשמל מוליכות המתכות

שכבות בין הנעים החופשיים האלקטרונים. חשמל להוליך מסוגלים המתכת

חשמלי של - זרם מכוונת תנועהחלקיקים

או ) יונים טעונים) אלקטרונים

27

: כי ברק :בעלות כי ברק בעלות

האלקטרונים בענן הפוגעות האור קרניאלקטרונים מאד מהרבה מוחזרות הניידים

גרעיני סביב מקומות של ברצף הנמצאיםהאטומים.

. ומטען גודל באותו בשכבה האטומים כל

כל לזווית שווה המוחזרות הקרניים כל זווית. הפוגעות הקרניים

28

+ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + +

+ + + + + ++ + + + + +

כוח כוח

: כי לריקוע ניתנותהמתכת יוני שכבות כוח בהפעלת

. גודל היונים לכל זו מעל זו מחליקות . האלקטרוני הענן זהה חיובי ומטען

לא. האטומים מקום החלפת נייד . התנגדות כמעט יוצרת

29

: כי חום מוליכות

הנעים החופשיים האלקטרוניםהחום את מוליכים היונים בין

. המתכת שכבות דרך במהירות

30

כוח

, גדלים, בעלי הינם קטנה בכמות המוכנסים האטומיםמאפשרים. אינם אשר זיזים כמו פועלים הם שונים

גבי על זו השכבות החלקתניידות – את ומקטינים המכני החוזק את מגבירים זו

האלקטרונים.

+ + + + ++ + + + + +

+ + + + ++ + + + + +

+

+

סגסוגת

מתכת של תערובת או מתכות מספר של תערובת . חזקות סגסוגות פחמן כמו מתכת אל עם נתונה

חזקה ) פלדה טהורות מתכות מאשר יותר וקשותהם(. ממתכת העשויים הכלים רוב מברזל

סגסוגות.

31

קשר קוולנטי

אלקטרונים שליליים המשותפים לשני משיכה חשמלית - אטומים נמשכים לשני גרעיני האטומים

החיוביים.מתקיים בין אטומי אל-מתכת.מתקיים בין אטומי אל-מתכת.•

אלקטרונים שליליים המשותפים לשני משיכה חשמלית - אטומים נמשכים לשני גרעיני האטומים

החיוביים.מתקיים בין אטומי אל-מתכת.מתקיים בין אטומי אל-מתכת.•

HB+ HAHBHA

של אלקטרונית להערכות שיגיעו כך יתקשרו במולקולה אטומים. האוקטט – השלמת אליהם הקרוב האציל הגז

32

קשר קוולנטי במולקולת מימן: מכל רמה אלקטרונית שהיאsאורביטלים אטומיים מסוג

. קשר - יוצרים אורביטל מולקולרי

H-H H2

33

נוסחאות כימיותסוגי נוסחאות:•

נוסחה המתארת את כל האטומים במולקולה נוסחת מבנה :ואת הקשרים המקשרים ביניהם.

נוסחה המייצגת את מספר האטומים נוסחה מולקולרית :השונים במולקולה.

סוגי נוסחאות:•נוסחה המתארת את כל האטומים במולקולה נוסחת מבנה :

ואת הקשרים המקשרים ביניהם.

נוסחה המייצגת את מספר האטומים נוסחה מולקולרית :השונים במולקולה.

H C C O

H O

H

H

C2H4O2

34

מבנה מרחבי של מולקולות

35

רוב החומרים המולקולריים בעלי נקודות רתיחה •והיתוך נמוכות יחסית. )קשרים בין מולקולרים

חלשים יחסית לקשרים אחרים(.

מצב צבירה בטמפרטורת החדר - גז או נוזל או •מוצק.

אינם מוליכים במוצק, בנוזל ובגז.•

רק חלקם מסיסים במים.•

תכונות חומרים מולקולריים

36

HH22OO

מולקולרית- תרכובת מים

37

מים כנוזל וכמוצק

מוצקנוזל

38

חומרים אטומריים

SiSiצורן צורן CCפחמן-פחמן-גרפיט גרפיט יהלוםיהלום

39


גרפיט

יהלום

הנוסחה אמפירית - C

: כל אטום פחמן קשור ל- מבנה היהלום אטומי פחמן שכנים בקשר קוולנטי 4

יחיד. כל פחמן במרכז טטראהדר. המבנה ענק, תלת ממדי.

: כל אטום פחמן קשור מבנה הגרפיט אטומי פחמן שכנים בקשר 3ל-

קוולנטי. נוצרות טבעות משושות מישוריות. לכל פחמן נותר אלקטרון

2pz)לא קושר נייד במשטח . בין (1

המשטחים קיימים קשרים חלשים- בין מולקולרים.

Bucky Ballפולרן –

40

41


מוצקים בטמפרטורת החדר.•

בעלי נקודות היתוך גבוהות במיוחד. •

אינם מסיסים במים.•

מוליכות חשמלית: חומרים דמויי יהלום לא מוליכים.• גרפיט מוליכה.

: דוגמאות•יהלום, גרפיט,

Technology

קשרים כימיים