אוריינות 4

תוכן המצגת

ניתוח המשימה1שלב •

שאלות לגבי הכותרת2שלב •

קריאת הטקסט וסימון מילות מפתח3שלב •

קריאת השאלות המשימה ורישום פירוט הידע 4שלב •הנחוץ להתמודדות איתן

השלמת הידע החסר5שלב •

חומרי עזר•

פתרון המשימה6שלב •

קישורים לאתרים•

מידע קיים פירוט המידעבמשימה?

שאלה מס.מטרת השאלה סוג שאלה

טמפרטורת רתיחה,התנדפות

פעפועמולקולות

לא

– תכונות חומרים, שינוי מצב צבירה ופעפוע . יכולות – ידע של מדענכון/לא נכוןיישום ידע של המדע במצב נתון, תיאור או פירוש תופעה באופן מדעי

2

– תכונות חומרים, גורמים המשפיעים על שינוי מצב ידע של מדעפתוחהלאצבירה, המבנה החלקיקי של החומר

יכולות – תיאור או פירוש תופעה באופן מדעי

3 -שיקולים מדעייםידע על מדערב ברירהלא

– תגובה כימית בין חומרים, יכולות – יישום ידע של ידע של מדענכון/לא נכוןלאתגובה כימיתהמדע במצב נתון

4

מצבי צבירהשינוי מצב צבירה

טמפ. היתוךטמפ. רתיחה

– תכונות חומרים, שלושת מצבי הצבירה, שינוי מצב ידע של מדעפתוחה לאצבירה. יכולות – קריאת טבלה ויישום ידע של מדע במצב נתון.

5

כוחות משיכה בין מולקולות

– תכונות חומרים, שלושת מצבי הצבירה והמבנה ידע של מדעפתוחהלאהחלקיקי. יכולות – יישום ידע של המדע

6

7 – המבנה החלקיקי של יסודות גזייםידע של מדערב ברירהלא

8עמדות

ניתוח המשימה1שלב

לפניכם כמה נתונים על היסוד ברום:

Br2: נוסחה כימיתהלוגניםמשפחה:

נוזל )בטמפרטורת החדר(: מצב צבירה: חום אדמדםצבע

70oC-: טמפרטורת היתוך59oC: טמפרטורת רתיחה

: לא דליקדליקות: רעיל, פוגע ברקמות הגוף, גורם לכוויות וגירויים באף, סיכון בריאותי

בגרון, בעור ובעיניים )אפילו בריכוז נמוך(. אמוניה או נתרן-פרסולפיט תמיסת: השפעת הברוםניטרולחומרים ל

10%. רבים.תרכובות – מגיב עם יסודות ופעיל מאוד: תגובות אופייניות

בתעשייה לייצור תרכובות ברום: שימוש עיקרי – חומר גלם שימושים שימוש משני – לחיטוי מים ובחקלאות.

קריאת השאלות )לא לענות עליהם( ורישום 4שלב פירוט הידע שנחוץ כדי לענות

    ולהתמודד עם השאלות של המשימה.2שאלה

תארו )במילים( באמצעות המודל החלקיקי של החומר את התפשטות הברום באוויר מרגע שבירת הבקבוקים.

ידע נחוץ: המודל החלקיקי של חומר 

3שאלה אנשי היישובים בסביבה חששו מפגיעה בשיווקם של הפירות והירקות מהאזור שנפגע. הם

קיימו אסיפת חירום שבה עלו דעות שונות. אילו מבין הדעות שעלו באסיפה נובעות משיקולים מדעיים?

על מנת להרגיע את קהל הקונים יש לאסור את שיווק היבולים לפרק זמן נתון.הברום עלול לשקוע על הפירות והירקות, ולכן יש להפסיק את מכירתם.

ברום שבא במגע עם יבולים גורם לפגיעה ברקמות החיצוניות של הפירות והירקות.קונים יחששו לקנות פירות וירקות מאזור האסון.

ידע נחוץ: שיקולים מדעיים 

קיימים שלושה חלקיקים יסודיים : החומריםכלהמרכיבים את

טעונים מטען חשמלי ++חיובי

טעונים מטען חשמלי --שלילי

חסרי מטען חשמלי

השלמת הידע החסר5שלב ) כולל פעילויות והדגמות(

. . בעלי מטען חשמלי חיוביבעלי מטען חשמלי חיובי

..גדולים וכבדים יחסיתגדולים וכבדים יחסית

בעלי מטען חשמלי שליליבעלי מטען חשמלי שלילי

גודלם ומשקלם זניח יחסית גודלם ומשקלם זניח יחסית ..לפרוטוניםלפרוטונים

..חסרי מטען חשמליחסרי מטען חשמלי

משקלם וגודלם דומה משקלם וגודלם דומה לפרוטוניםלפרוטונים

מודל לתיאור מבנה האטום. מה נכון ומה

. במודללא נכון

•http://www.brainpop.co.il/he/category_8/subcategory_98/subjects_549

/

סרטון "מבנה החומר – • האטומים"

•http://www.dayah.com/periodic/?lang=he

האטומים השונים מסומלים ע”י אותיות לטיניות. הסימולים מכילים אות אחת או

האות הראשונה תמיד גדולה והשניה שתיים. .אם יש, תמיד קטנה

H - מימן

He - הליום

O - חמצן

N - חנקן

Ne - ניאון

C - פחמו

Co - קובלט

Cl - כלור

Ca -סידן

B - בור

מספר אטומים הקשורים בקשר מספר אטומים הקשורים בקשר ..חזק יחסיתחזק יחסית

S8HCl

CH4

C2H6O

5CH4 מספר גדוללפני הנוסחה

מציין את מספרהמולקולות

מימיןמספר קטןלסמל אטום מציין

כמה אטומים מסוג זהבתוך המולקולה

דוגמא לרישום חמש מולקולות של :פחמן ארבע מימני

מציינת את סוג האטומים ומספרם בכל . מולקולה. משמשת גם כשם החומר

(H2O, CO2,, NCl3)

מולקולה אחת של פחמן ארבע מולקולה אחת של פחמן ארבע ..11..כלוריכלורי

שלוש מולקולות פחמן דו שלוש מולקולות פחמן דו ..22..חמצניחמצני

CClCCl44

3CO3CO22

4S4S

4H4H22SS

..ארבעה אטומי גופריתארבעה אטומי גופרית . . 33

ארבע מולקולות של דו-מימן ארבע מולקולות של דו-מימן . . 44..גופריגופרי

מולקולות של חומרים שונים מורכבות .מצרופים שונים של אטומים

כל שינוי בצרוף המולקולארי, גם הקטן .ביותר יוצר חומר שונה

H2O - מים

- מי חמצןH2O2

O2 - חמצן

O3 - אוזון

CH3CH2OH - כוהל

CH3OCH3 - אתר

סדר קשור סדר קשור שונהשונה

מספר אטומים מספר אטומים שונהשונה

דוגמאות

פעילות – בניית מולקולות

http://brainpop.co.il

בסיום הפעילות מומלץ לאכול גם את האלקטרונים וגם את הגרעין – פחות ניקיון! )אירנה(

אטום’סמ 10-8

פרוטון’סמ10-13

קווארק

מולקולה’סמ10-7

גרעין’סמ10-12

1/10

1/10,000

1/10

1/1,000

’סמ10-16פחות מ-

יחסי הגודל בין הגרעין לאטום משול ליחסי הגודל בין נמלה לבין

.אצטדיון רמת גן

כל כמות חומר הנראית לעין מכילה . כמות עצומה של מולקולות

גר’ מים מכילים בערך: 1לדוגמא 30,000,000,000,000,000,000,00

מולקולות0

תכונות החומר יבואו לידי ביטוי רק בצבר - בכמות גדולה מאד

.של מולקולות

H2Oמולקולת מים

H2O”-כוס “מים

- יסודיסוד

חומר המורכב מסוג אחד של אטומים

בלבד. )כל המולקולות (זהות

- דוגמאות

H2 - מימן

S8 - גופרית

- תרכובתתרכובת

חומר )טהור( הבנוי מסוגים שונים של

אטומים. )כל המולקולות זהות(

- דוגמאות

H2O - מים

מי מהחומרים הבאים תרכובת ומי יסוד? CH4 - מתאן.חמצן, פחמן דו חמצני, ניאון, ברזל, זהב, סוכר

חומר טהורחומר טהורחומר אחד, נקי, יסוד

.או תרכובת

אם הוא יסוד הוא מורכב מסוג אחד של

,אטומים

אם הוא תרכובת הוא מורכב מסוג אחד של

.מולקולות

תערובתתערובתשני חומרים טהורים או יותר המעורבבים

.יחדמי מהחומרים הבאים

? תערובת ומי חומר טהור

מים, פחמן דו חמצני, חמצן, אויר, יין, עץ, אדמה, סוכר,

.מלח שולחן

http://www.brainpop.co.ilסרטון "תערובות ותרכובות" /category_8/subcategory_98/subjects_551/

חומרים

חומר תערובתטהור

תערובת הטרוגנית

תערובת הומוגנית -

תמיסה

יסודתרכובת

האם ניתן להפרידם ? או לפרקם

מורכבת ממולקולות

בעלות אטומים

שונים

מורכב מאטומים או מולקולות מאותו סוג

אטומים

חומרים

טהוריטהוריםם

תערובותערובותת

יסודויסודותת

תרכובותרכובותת

:יכולים להיותאו

או

:יכולים להיותהומוגניו

ת )תמיסות(

לא הומוגניו

ת

יסודות בלבד, תרכובות בלבד או יסודות עם

.תרכובות

:יכולות להיות

או

של

חומרים

אטומים

קבוצה של מספר אטומים קשורים בקשר כימי

מולקולהונקראים

כאשר האטומים הבונים את המולקולה

הםמאותו סוג

כאשר האטומים הבונים את המולקולה שונים

תרכובתיסוד

ערבוב של שני חומרים או יותר שכל אחד מהחומרים שומר על .תכונותיו

גרעין

אלקטרונים

פרוטונים)+(מטען חיובי

ניוטרוניםללא מטען

מטען חשמלי )-(שלילי

תערובת

מתקבלת מתקבלת - - תערובת אתאנול ומיםתערובת אתאנול ומים)תערובת עם מים()תערובת עם מים( תמיסהתמיסה

אטמוספירה הנמצאים בגזים הלתערובת הוא כינוי אוויר. האוויר מורכב מהגזים הבאים:כדור הארץשל

חנקן 78• חמצן 21%• של גזים שונים הכוללים: 1%•

כמות משתנה של – מים אדי 7% ל- 0%בין

פחמן דו-חמצני 0.03–כמות מזערית של מימן –גזים אצילים למיניהם )בעיקר ארגון, מעט הליום –

וכדומה(.

המרכיבים משתנים בהתאם לאחוז המים באוויר. מרכיבי האוויר משתנים מעט באזורים שונים של העולם בשל

גורמים כמו גובה, לחות וגורמים נוספים.

גז(g)

נוזל(l)

מוצ ק(s)

של חומר מולקולרי דו . אטומי

- ביטוי המתאר את מצבו של חומר, כפי שהוא מתבטא בתכונותיו מצב צבירההפיסיקליות.

. המעבר ממצב צבירה אחד לאחר קיימים שלושה מצבי צבירה: גז, נוזל ומוצקכרוך בגלגולי אנרגיה. חומר יכול להימצא בכל אחד משלושת מצבי הצבירה,

טמפרטורה. מצבי הצבירה של המים הם - בהתאם לתנאים החיצוניים של לחץ וקרח )מוצק(, מים )נוזל( ואדים )גז(.

http://lib.cet.ac.il/Pages/item.asp?item=5180לקוח מ-

מצב גזמרחק גדול מאד בין החלקיקים. ניתנים לדחיסה באופן . 1

.משמעותי

חופש תנועה מלא של החלקיקים: ויברציה, רוטציה, . 2.טרנסלציה

החלקיקים נעים בתנועה אקראית, הגז ממלא את כל . 3.נפח הכלי

מצב נוזל.מרחק קטן בין החלקיקים. 1

.חופש תנועה של ויברציה ורוטציה בלבד. 2

משנה צורתו לפי צורת הכלי, ניתן לשפוך אותו . 3.מכלי לכלי

מצב מוצק”(החלקיקים קרובים זה לזה. )“נוגעים. 1

.חופש תנועה מוגבל ביותר, רק של ויברציה. 2

החלקיקים שומרים על סדר, אינם מקבלים את . 3.צורת הכלי

שינויים במצב צבירה של חומרים מנוסחים שינויים במצב צבירה של חומרים מנוסחים כתגובותכתגובות

התמצקות

עיבוי

רתיחהיתוךה

מוצ ק

גזנוזל

.טמפרתיחה

.טמפהיתוך

. לכל חומר טמפרטורת היתוך ורתיחה אופייניות לו

טמפ. ההיתוך והרתיחה מושפעות מחוזק הקשר בין חלקיקי החומר. ככל שהקשר חזק יותר, טמפ. ההיתוך

.או הרתיחה גבוהים יותר

המראה

?מה בין רתיחה לאידוי

שינוי מצב צבירה מנוזל •לגז

טמפרטורה בכלמתרחש •בה יש נוזל

רק על שטח מתרחש • של הנוזלהפנים

. רואים בועותלא•

שינוי מצב צבירה מנוזל •לגז

רקמתרחשת •.בטמפרטורת הרתיחה

. הנוזלבכל נפחמתרחשת •

. הבועות רואים בועות•.מכילות גז שנוצר מהנוזל

אידוירתיחה

טמפרטורה

אנרגיה(K.J)

’ טמפהיתוך

’ טמפרתיחה

מוצק

נוזל

גזרתיח

ה

היתוך

בחימום מוצק, נוזל או גז הטמפרטורה עולה כי גוברת

התנועה האקראית של .החלקיקים

במהלך ההיתוך או הרתיחה הטמפרטורה

נשארת קבועה. האנרגיה מושקעת

בשבירת הקשרים בין .המולקולות

תהליך שבמהלכו נוצרי/ים חומר/ים .חדשים

בתגובה כימית נשמרים סוג ומספר האטומים. משתנים רק צירופי האטומים. -

.חוק שימור החומר - כאשר מתאן - פחמן ארבע מימני דוגמא.וחמצן מגיבים נוצרים פחמן דו חמצני ומים

CH4 + 2O2 -----> CO2 + 2H2Oמתאן

חמצן פחמן דו-חמצ

ני

מים

מגיבימגיביםם

תוצריתוצריםם

::נסח את התגובה הבאהנסח את התגובה הבאה

גז מימן דו אטומי מגיב עם גז חמצן דו גז מימן דו אטומי מגיב עם גז חמצן דו ..אטומי. מתקבלים מים במצב נוזליאטומי. מתקבלים מים במצב נוזלי

2H2H2)g(2)g( + O + O2)g(2)g( ----> 2H ----> 2H22OO)l()l(

החומרים שהוכנסו לכלי לפני

.התרחשות התהליך

החומרים שהתקבלו בתום

.התהליך

2H2H2 2 ++ OO2 2 ---->----> 22HH22OO

מה ניתן ללמוד מהכותרת?   

תשובות:- משהו עם הברום יוצר בעיה חמורה - "אסון".אסון

מהו האסון ? כיצד נגרם? כיצד מונעים את האסון ?......

שאלות לגבי הכותרת2שלב

תרגילים: נסח את התהליכים הבאים בשפת הכימאים

.קרח הופך למים נוזלים•

.קרח יבש )פחמן דו חמצני מוצק( ממריא•

מימן דו אטומי מגיב עם דו-פחמן ארבע-מימני. •.מתקבל דו-פחמן שש-מימני

מי חמצן )דו-מימן דו-חמצני( מתפרק. נוצרים •.מים וחמצן דו-אטומי

דו-פחמן שש-מימני מגיב עם חמצן דו-אטומי. •. מתקבלים מים ופחמן דו חמצני

)של מנדליב(הטבלה המחזורית

הטבלה המחזורית מורכבת משורות הנקראות מחזורים •וטורים הנקראים קבוצות. כל שורה מתחילה משמאל לימין

ביסוד עם אלקטרון אחד בקליפה החיצונית ומסתימת אלקטרונים בקליפה החיצונית )פרט לשורה 8ביסוד עם

הראשונה(. כלומר: יסוד עם קליפה חיצונית מלאה. ביסוד זה מקבלים משפחות )עמודות( ובהן יסודות בעלי סידור

אלקטרוני ותכונות פיסיקליות-כימיות דומות.

בשורה האחרונה מצד ימין נמצאים הגזים האצילים, שהם •משפחת יציבים מבחינת פעילות כימית. לפניה יש את

ההלוגנים.

את משפחת ההלוגנים מייחד הרצון העז לקבל אלקטרון • 7ובכך להשלים את הקליפה החיצונית שלו כי יש לו

אלקטרונים בקליפתו החיצונית.לכן, הם ישחררו אנרגיה ויכנסו לתהליך לקיחת אלקטרונים

מתוך הנתונים של הברום אנו רואים:

,כלומר: מולקולה של יסוד דו-אטומי. Br2נוסחה כימית-מצב צבירה- נוזל. משפחה- הלוגנים. תגובה- פעיל

מאוד, כלומר: מגיב עם יסודות ותרכובות רבים

Br2: נוסחה כימית•הלוגניםמשפחה: •נוזל )בטמפרטורת החדר(מצב צבירה: •: חום אדמדםצבע•ה(• כ4 ָּת4 70C-: טמפרטורת היתוך )שם עצם ה6590C: טמפרטורת רתיחה•: לא דליקדליקות•: רעיל, פוגע ברקמות הגוף, גורם לכוויות וגירויים באף, בגרון, סיכון בריאותי•

הברום מסוכן לבעלי חים , לאדם ולצומח ,הברום בעור ובעיניים )אפילו בריכוז נמוך(. , מזהם אווירמאכל)שורף( חומרים רבים כמו פלסטיק ומתכת

.10%: תמיסת אמוניה או נתרן-פרסולפיט חומרים לניטרול השפעת הברום•: פעיל מאוד – מגיב עם יסודות ותרכובות רביםתגובות אופייניות• ממלחים המצויים במפעלי ים המלח ע" אידוי בבריכות האידוי של המפעל. המים הברום מופק•

מתאידים תוך שבועות אחדים. תחילה שוקע מלח הבישול )המוכר לנו מהמטבח( אח"כ תמיסת אשלג ומלחי הברום. את מלחי הברום מעבירים למפעל הסמוך ומפיקים מהם נוזל חום רעיל

. אלקטרוליזהביותר ובעל ריח חריף. פירוק של תרכובת נעשה בתהליך שנקרא : שימוש עיקרי – חומר גלם לייצור תרכובות ברום בתעשייה שימושים•

משתמשים בברום ליצור חומרי הדברה וכן לחומרים שונים סתעשית הצילום ועוד.ובחקלאות. ישראל היא יצאנית הברום השניה בגודלה בעולם אחרי ארה"ב. את הברום הנוזלי מובלים

שימוש בבקבוקי זכוכית מיוחדים ובמכלים אטומים עד לנמלים ומשם מעמיסים אותם לאוניות. משני – לחיטוי מים.

: , - מתכתי: מוצק חום אדום גזמבריק

מראה של ברום

1שאלה אילו מהמשפטים הבאים מסביר את התפשטות הברום

באוויר ביום האירוע המתואר בקטע?לברום טמפרטורת היתוך נמוכה יחסית, ולכן •

בטמפרטורת האירוע הוא היה נוזל.לברום טמפרטורת רתיחה נמוכה יחסית, ולכן •

בטמפרטורת האירוע הוא התנדף )התאדה(.לחץ אוויר גבוה, שהיה באותו יום באזור האירוע, גרם •

לברום להתנדף )להתאדות( במהירות.כנראה שהיו רוחות חזקות שגרמו לברום להתפזר •

במהירות באוויר.

פתרון המשימה6שלב

2שאלה תארו )במילים( באמצעות המודל החלקיקי של החומר את

התפשטות הברום באוויר מרגע שבירת הבקבוקים.

תשובה: יש התייחסות לתהליך ההתנדפות וגם לתהליך הפעפוע. לדוגמה: מולקולות הברום אינן נמשכות זו לזו

בחוזקה, ולכן טמפרטורת הרתיחה נמוכה יחסית. מולקולות הברום שעל פני הנוזל מתנתקות בקלות יחסית מפני הנוזל )התנדפות( ומפעפעות באוויר, וכך הברום מתפזר באוויר.

או: טמפרטורת הרתיחה של הברום נמוכה יחסית. גם בטמפרטורה נמוכה מטמפרטורת הרתיחה מולקולות הברום

שעל פני הנוזל מתנתקות מפני הנוזל התנדפות( ומפעפעות באוויר, וכך הברום מתפזר באוויר.

3שאלה אנשי היישובים בסביבה חששו מפגיעה בשיווקם של הפירות

והירקות מהאזור שנפגע. הם קיימו אסיפת חירום שבה עלו דעות שונות.

אילו מבין הדעות שעלו באסיפה נובעות משיקולים מדעיים?

על מנת להרגיע את קהל הקונים יש לאסור את שיווק •היבולים לפרק זמן נתון.

הברום עלול לשקוע על הפירות והירקות, ולכן יש להפסיק •את מכירתם.

ברום שבא במגע עם יבולים גורם לפגיעה ברקמות •החיצוניות של הפירות והירקות.

קונים יחששו לקנות פירות וירקות מאזור האסון.•

4שאלה את הברום מאחסנים בבקבוקי זכוכית גדולים בצבע כהה,

הנתונים בתוך מיכל השומר עליהם משבירה. אולי ניתן היה למנוע את האסון לו היו מאחסנים ברום במיכלי מתכת או

פלאסטיק, שאינם שבירים. האחסון במיכלי זכוכית נעשה כי:

לא נכוןמיכלי מתכת אינם ניתנים למחזור. נכון/•

/לא נכוןנכוןהזכוכית אינה מגיבה עם הברום. •

/לא נכוןנכוןהפלאסטיק עלול להגיב עם הברום. •

נכון לאזכוכית היא זולה, ולכן לא חשוב שהיא שבירה. נכון/•

5שאלה לפניכם טבלה המתארת את טמפרטורות ההיתוך והרתיחה של יסודות

ממשפחת ההלוגניםלפי הנתונים, מהו מצב הצבירה של כל אחד מהיסודות, בארץ בטמפרטורה

?200C-, ובאלסקה בטמפרטורה של 220Cשל רשמו את תשובותיכם בטבלה.

נתונים על יסודות בקבוצת ההלוגנים

מצב צבירה באלסקה

)בטמפרטורה(200C-של

מצב צבירה בישראל)בטמ

פרטורה(220Cשל

טמפרטורת רתיחה

0C

טמפרטורת היתוך

0C

שם היסוד

Cl2כלור – -35-100גזגז

Br2ברום – -597נוזלמוצק

I2יוד – 184113מוצק מוצק

6שאלה באיזה יסוד )כלור, ברום, יוד( כוחות המשיכה בין

המולקולות הם החזקים ביותר? נמקו.

טמפרטורות הרתיחה וההיתוך של היוד הן תשובה:הגבוהות ביותר ומכאן שכוחות המשיכה בין המולקולות הם החזקים ביותר, ולכן נדרשת

רבה יותר להפרדת המולקולות זו מזו אנרגיה כדי לעבור בין מצבי צבירה.