מבוא לכימיה שיעור מס' 8 קרן לייבסון ורפאל פלג, פרוייקט "אורט אקדמיה", אוניברסיטת בן גוריון ©

תרכובות יוניות מסוג I: למתכת יש צורה אחת בלבד של הקטיון: נתרן ייצור רק Na+, סידן יצור רק Ca2+... תרכובות יוניות מסוג II: קיימות מתכות היוצרות יותר מצורה אחת של יון חיובי ולכן יוצרות יותר מסוג אחד של תרכובת. אטומים אלו שייכים למשפחת מתכות מעבר. ליסודות המעבר יש יונים הנושאים מטענים שונים. למשל: ברזל Fe2+ - ברזל דו ערכי FeCl2 Fe3+ - ברזל תלת ערכי FeCl3

יונים של מתכות מעבר יונים שונים...... אבץ- Zn+2 כסף- Ag+ זהב- Au+3 ברזל Fe+2 Fe+3 נחושת Cu+ Cu+2 קובלט Co+2 Co+3 יונים שונים...... אבץ- Zn+2 כסף- Ag+ זהב- Au+3

וולנטיות (ערכיות) של אטומים מונח המתאר מה יעלה בגורלו של אטום לכשיצור קשר. למשל: Cl תמיד ישאף לקבל אלקטרון ולכן הוולנטיות שלו היא 1. נהוג להוסיף מטען (+/-) לערך הוולנטי. אם אטום נוטה למסור e, המטען של הערך הוולנטי יהיה (+). אם אטום נוטה לקבל e, המטען של הערך הוולנטי יהיה (-). מהי הוולנטיות של חמצן? מהי הוולנטיות של Li? -2 +1

קשר קוולנטי- Covalent bond קשר קוולנטי, או קשר משותף, הינו סוג של קשר כימי בין יסודות ותרכובות על בסיס של שיתוף אלקטרונים (אין יצירת יונים בקשר קוולנטי). הבסיס ליצירת קשר קוולנטי הוא הנטייה של האטומים להגיע למצב נייטרלי (של אטום גז אציל) על ידי הוספת אלקטרונים לרמתם האחרונה. קשר קוולנטי נוצר בין אל מתכות!

Cl .. . : Cl + Cl Cl2 Cl + Cl Cl Cl לדוגמא: שני אטומי הכלור יכולים לשתף ביניהם אלקטרונים וליצור מולקולת כלור. Cl + Cl Cl Cl . .. : קשר קוולנטי מציינים בקו: Cl כל קו בין האטומים מציין קשר בין זוג אלקטרונים. ניתן לכתוב את המשוואה גם כך: Cl + Cl Cl2

מה אנו למדים, אם כך, לגבי כל האטומים ההלוגנים? כל אטום של כלור תורם לקשר אלקטרון אחד. שני האלקטרונים שיוצרים את הקשר נעים כל הזמן במרחב סביב 2 האטומים וכך שני אטומי הכלור "מרגישים" יציבים כמו גזים אצילים. מה אנו למדים, אם כך, לגבי כל האטומים ההלוגנים? מעתה, כשנדבר על מולקולה של הלוגן כלשהו, נדע כי היא מורכבת משני אטומים זהים (מולקולה דו אטומית).

צרו את המולקולות הבאות: מולקולת יוד מולקולת ברום

אבל, כבר נפגשנו עם מולקולה דו אטומית של חמצן (O2) 8 כל אחד מאטומי החמצן צריך 2 אלקטרונים נוספים על מנת לקיים את חוק האוקטט. ולכן בקשר בין שתי מולקולות חמצן צריך שיתוף של 4 אלקטרונים. הקשר שנוצר הוא קשר כפול. קשר כפול מצויין על ידי שני קווים בין האטומים: O O

קשר קוולנטי - סיכום קשר שבו יש שיתוף של אלקטרונים. נוצר בין אל מתכות. מצוין על ידי קו בין אטומי הקשר. כל קו מציין קשר של שיתוף בין שני אלקטרונים (כל אלקטרון נתרם מאטום אחר) בין האטומים יכולים להיווצר גם קשרים כפולים וגם משולשים.

קשר קוולנטי פולרי (קוטבי) בקשר זה, הזמן שבו האלקטרונים המשותפים מסתובבים סביב אטומי הקשר אינו שווה. איך זה יתכן? מכיוון שהאלקטרושליליות של היסודות השונים שונה זו מזו (מלבד מקרים בהם המולקולה היא סימטרית לחלוטין), לאחד האטומים יש כוח משיכה גדול יותר, והאלקטרונים של הקשר הקוולנטי יטו להיות בקרבתו.

קשר קוולנטי פולרי (קוטבי) במולקולה מימן כלורי (HCl) הכלור יותר אלקטרונגטיבי ממימן ולכן הכלור מושך אליו את האלקטרונים והם נמצאים סביבו יותר זמן, כך שאטום הכלור טעון במקצת יותר שלילי והמימן טעון במקצת יותר חיובי. טעינה זו מסומנת ע"י חיצים: Cl H או ע"י שימוש באות δ – דלתא H Cl -δ +δ

סיבוב האלקטרונים במרחב מיקום האלקטרונים המשותפים מולקולת HCl סיבוב האלקטרונים במרחב מיקום האלקטרונים המשותפים

סיבוב האלקטרונים במרחב מיקום האלקטרונים המשותפים מולקולת H2 סיבוב האלקטרונים במרחב מיקום האלקטרונים המשותפים

O H כשנוצר קשר קוולנטי בין מספר אטומים שונים, באותה המולקולה יש לחשוב כיצד הם יקשרו זה עם זה כך שכל משתתפי הקשר יקיימו את חוק השמונה. לדוגמא: במולקולת המים, H2O, חמצן זקוק לעוד 2 אלקטרונים ואילו כל מימן זקוק לאלקטרון אחד. לכן חיבורם במרחב יהיה: O H -δ +δ

יון זה נקרא גם פרוטון מימן אטום אל מתכתי שונה. האלקטרושליליות של מימן היא הנמוכה ביותר ביחס לשאר אטומי האל מתכת (יוצא דופן...). לכן, בעתיד, אנחנו נראה שבמקרים בהם המימן יוצר קשר עם אטום אל מתכתי מאוד אלקטרושלילי, יתכן שחרור של מימן כיון חיובי. H+ יון זה נקרא גם פרוטון

תרגיל 8 בכימיה סווג את החומרים הבאים לפי סוג הקשר הכימי (יוני או קוולנטי): NH3, CH4, O2, H2, MgF2, BaSO4, NaOH, C6H6, KCl, H2O,Fe2O3, CaCl2, C6H6O 2. א. רשמו את המולקולות הנוצרות מן הקשרים הבאים: אטום 1 של מימן עם אטום אחד של כלור__________ אטום 1 של פחמן עם שני אטומי חמצן____________ אטום 1 של גפרית עם 4 אטומי כלור_____________ שני אטומי חנקן עם 4 אטומי חמצן ______________ ב. ציירו את המולקולות הללו ואת הקשרים בין האטומים.

3. כתבו את נוסחאות החומרים הבאים לפי מודל Lewis dot: NH3 CH4 F2 HI 4. מהי הוולנטיות של היסודות הבאים: F _______ K _______ Na ______ S _______ Sr ______ Cs ______ P _______ 5. רשמו את הנוסחה של הקטיון מגנזיום עם האניון הידרוקסיד ואת המולקולה שנוצרת מחיבור זה.

6. רשמו את הנוסחאות הנכונות עבור היונים הבאים: K+ + CO3-2 → Na+ + S-2 → Ca+2 + NO-3 → Sr+2 + S-2 → Cr+3 + Cl- → Fe+3 + HPO4-2 → Cu+2 + C2H3O2- → Ba+2 + SO4-2 →

פתרון תרגיל 7 1. כתבו את הנוסחאות של התרכובות הבאות (יש לכתוב גם את המשוואה), שימו לב ליונים הפוליאטומים: א. נתרן כלורידי נתרן Na → Na+ + e כלור Cl +e → Cl- ב. סידן קרבונט סידן Ca → Ca+2 + 2e קרבונט CO3-2 ג. כסף כלוריד כסף Ag → Ag+ + e => Na+ + Cl- → NaCl => Ca2+ + CO3-2 → CaCO3 => Ag+ + Cl- → AgCl

המשך שאלה 1: ד. נתרן קרבונט (סודה לשתיה) נתרן Na → Na+ + e קרבונט CO3-2 ה. אשלגן פוספט אשלגן K → K+ + e פוספט PO4-3 2. כתבו את הנוסחאות של קטיון הסידן עם האניונים הבאים: סידן (קלציום) ניטרט - Ca(NO3)2 סידן פוספט - Ca3(PO4)2 סידן כלוריד - CaCl2 סידן קרבונט - CaCO3 => 2Na+ + CO3-2 → Na2CO3 => 3K+ + PO4-3 → K3PO4

3. כתבו את הנוסחאות של קטיון הנתרן עם האניונים הבאים: נתרן (סודיום) ניטרט - NaNO3 נתרן פוספט - Na3PO4 נתרן כלוריד - NaCl נתרן קרבונט - Na2CO3 נתרן הידרוקסיד - NaOH נתרן ביקרבונט - NaHCO3

4. כתוב מהן המולקולות שנובעות מהקשרים הבאים: אלומיניום Al+3 נתרן אשלגן סידן אמוניה מגנזיום פלואור AlF3 NaF KF CaF2 NH4F MgF2 חמצן Al2O3 Na2O K2O CaO (NH4)2O MgO חנקן AlN Na3N K3N Ca3N2 (NH4)3N Mg3N2 כלור AlCl3 NaCl KCl CaCl2 NH4Cl MgCl2 יוד AlI3 NaI KI CaI2 NH4I MgI2 פוספט AlPO4 Na3PO4 K3PO4 Ca3(PO4)2 (NH4)3PO4 Mg3(PO4)2 גפרית Al2S3 Na2S K2S (NH4)2S Mg2S

5. רשום את שמות התרכובות הבאות: LiF - ליתיום פלואוריד MgF2 - מגנזיום פלואוריד MgCl2 - מגנזיום כלוריד CaCO3 - קלציום (סידן) קרבונט Ca3(PO4)2 - קלציום פוספט CaF2 - קלציום פלואוריד