כיתה ח
סיכומים ומצגות
לחלק מהנושאים יהיו כאן סיכומים ומצגות וכן את דפי העבודה שאנחנו משתמשים בהם בכיתה בכדי שתוכלו להדפיס לעצמכם במקרה של היעדרות או אם אבדתם את הדפים.
השפה הכימית
אטום - אבן הבניין של כל החומרים. זהו חלקיק קטן מאוד בגודל מליונית של מליונית המטר (גודלו נמדד בפיקומטר).
כיום מוכרים בעולם כ- 118 סוגי אטומים (יסודות) בלבד.
מולקולה - מספר מוגדר של אטומים (שניים לפחות) הקשורים ביניהם בקשר כימי במבנה מוגדר.
כל מולקולה מוגדרת ע"י סוג האטומים שממנה היא בנויה, מספר האטומים מכל סוג והמבנה המרחבי (הגיאומטרי) שלה.
כל החומרים בעולם בנויים מאטומים, אך לא כל החומרים בעולם בנויים ממולקולות (הגזים האצילים למשל, הם חומרים המורכבים מאטומים בודדים ולא כמולוקולות).
יסוד - חומר הבנוי מאטומים מסוג אחד בלבד. לא ניתן לפרק יסוד ולקבל חומר אחר.
תרכובת - חומר הבנוי ממספר סוגים שונים של אטומים (לפחות שניים) הקשורים ביניהם בקשר כימי. מכאן, שתרכובות הן חומרים שניתן לפרקם ליסודות המרכיבים אותם וכן לבנות אותן מאותם היסודות.
יסודות ותרכובות הם חומרים טהורים.
חומר טהור - חומר בעל הרכב כימי קבוע ותכונות פיזיקליות וכימיות המגדירות אותו, כגון: צבע, ריח, מצב צבירה בטמפרטורת החדר, נקודות היתוך ורתיחה ועוד.
תערובת - אוסף של מספר חומרים טהורים. (חומר טהור = יסוד או תרכובת).
ההבדל בין תערובת לתרכובת - סרטון בריינפופ.
סימול כימי - לכל יסוד שם משלו. כדי להקל על כתיבת שמות היסודות, הוחלט לתת להם סמלים. בדרך כלל מסמלים יסוד באמצעות האות הראשונה של שמו בלועזית כשהיא מסומנת באות גדולה. יש מספר יסודות ששמם מתחיל באותה האות לדוגמא: חנקן ונאון מתחילים באות N. במקרים אלו הוחלט לסמל יסוד אחד באות הראשונה של שמו ואת היסודות האחרים בשתיים או בשלוש האותיות הראשונות של שם היסוד, כאשר האות הראשונה היא אות גדולה והשנייה אות קטנה. לדוגמה : חנקן – N , נאון - Ne .
הטבלה המחזורית -
בשנת 1869 לאחר נסיונות רבים של מדענים שונים למיין את היסודות לקבוצות, הצליח החוקר הרוסי דימיטרי
מנדלייב לסדר את היסודות במבנה שאנו מכירים היום בשם "הטבלה המחזורית". בתקופתו של דימיטרי התגלו רק כ-60 יסודות. כידוע לכם, נכון להיום ידועים כבר כ-118 יסודות. מנדלייב רשם את שמות היסודות ואת התכונות שלהם על כרטיסיות ולבסוף הגיע לסידור שלהם בשורות לפי מספר אטומי עולה (מספר הפרוטונים בגרעין האטום). הסידור של דימיטרי מנדלייב מתאים עד היום ואפילו היה בו מקום ליסודות נוספים שיתגלו בעתיד.
כל שורה בטבלה המחזורית מייצגת מחזור.
כל טור בטבלה המחזורית מייצג משפחה.
לטבלה מחזורית אינטראקטיבית לחצו כאן. בקישור זה תוכלו לבחור אטום (יסוד) ולראות סרטונים אודותיו, לקרוא עליו ולקבל עליו מידע רב.
מבנה האטום
כל האטומים בעולם בנויים מגרעין (המכיל פרוטונים=חלקיקים בעלי מטען חיובי ונוייטרונים=חלקיקים חסרי מטען חשמלי). סביב הגרעין נעים האלקטרונים=חלקיקים בעלי מטען חשמלי שלילי.
האלקטרונים נעים במהירות של כמיליון קמ"ש ובמסלולים שונים ולכן לא ניתן לאתר אותם. זו הסיבה שמתארים "ענן אלקטרונים", ממש כמו שלא ניתן לראות את שלושת חלקי הפרופלו של המאוורר כשהוא מסתובב.
תגובות כימיות
תגובה כימית - תהליך שבו חומר אחד או יותר הופכים לחומר או חומרים אחרים. החומרים המקוריים נקראים "מגיבים" והם נכתבים בצד שמאל של התגובה. החומרים שמתקבלים כתוצאה מהתגובה הם בעלי תכונות חדשות והם נקראים "תוצרים" אותם נכתוב בצד ימין של התגובה.
כתיבה של תגובה כימית דומה לכתיבה של תרגיל מתמטי במספר אופנים:
-
כיוון הכתיבה (משמאל לימין).
-
הסימן שווה במתמטיקה וסימן החץ הכימיה.
-
גם בכימיה קיים שיוויון בין שני צידי התגובה (מספר האטומים מכל סוג בצד המגיבים שווה למספר האטומים מכל סוג בכיוון התוצרים. זהו "חוק שימור המסה" - כזכור לכם משנה שעברה, לכל חומר יש מסה ונפח. כאשר אנו מבצעים תגובה בין חומרים שונים, שלהם יש מסה, אנו מקבלים תוצרים, שגם להם יש מסה. אם מתקבל תוצר אחד, כלומר תרכובת, המסה שלה גדולה מהמסה של כל אחד מהמגיבים בנפרד בדומה לתרגיל המתמטי).
כיצד נדע שהתרחשה תגובה כימית?
-
שינויים אנרגטיים - קליטה או פליטה של חום או אור.
-
שינוי צבע.
-
פליטת גז.
-
הופעת משקע.
-
יצירת זרם חשמלי.
- תגובה שבמהלכה נפלטת אנרגיה לסביבה נקראת "תגובה אקסותרמית".
- תגובה שקולטת אנרגיה מהסביבה נקראת "תגובה אנדותרמית".
דוגמא לכתיבת תגובה כימית נכונה תוכלו לראות בתמונה למטה:
המספרים האדומים מייצגים את מספר המולקולות המשתתפות בתגובה.
המספרים השחורים המוקטנים מייצגים את מספר האטומים מאותו הסוג אליהם הם סמוכים במולקולה אחת של החומר.
תיאור התגובה הרשומה במילים: מולקולה אחת של גופרית (מכילה 8 אטומי גופרית) מגיבה עם 8 מולקולות של חמצן (כל מולקולת חמצן מכילה 2 אטומי חמצן) והתוצר המתקבל הוא 8 מולקולות של גופרית דו-חמצנית (כל מולקולה מכילה אטום גופרית אחד ושני אטומי חמצן).
המסה של התוצר גדולה מהמסה של כל אחד מהמגיבים בנפרד.
חשמל
קצת הסטוריה וחשיבות החשמל בחיינו:
תורת החשמל התפתחה מניסויים פשוטים שבוצעו בסוף המאה ה-18. בעקבות התכווצויות שרירים ברגלי צפרדע שניתח הפרופסור האיטלקי גלווני, התגלה המתח החשמלי שנוצר ממגע של שתי מתכות שונות במשטח לח. בהמשך הצליח הפיזיקאי אלכסנדר וולטה להרכיב את הסוללה החשמלית הראשונה (1780).
היום ידוע שהכוח החשמלי הוא האחראי ליציבות האטום ושחיבור בין אטומים ליצירת מולקולות של יסודות ושל תרכובות מתאפשר בזכות הכוחות החשמליים. מכאן שלהבנת תורת החשמל חשיבות רבה בהבנת הכימיה והביולוגיה.
מיותר לציין שהיום לאן שלא נפנה ניתקל בתופעות חשמליות ושבהפסקות חשמל אנו חשים קצת אבודים.
נסו לרגע לדמיין את חייכם ללא הסלולרי שלכם, ללא הטלוויזיה, המזגן, המחשב וללא האתר הזה... כעת אתם מבינים את חשיבות החשמל.
(מתוך יסודות הפיזיקה א' - האוניברסיטה הפתוחה)
המעגל החשמלי - הגדרות וסימנים מוסכמים:
מעגל פתוח - מתקבל כאשר אין רצף של מוליכים או מקור זרם במעגל החשמלי.
מעגל סגור - קיים רצף בין מוליכים למקור זרם המאפשר מעבר של זרם חשמלי.
מוליכים - חומרים הסוגרים מעגל חשמלי (מאפשרים העברת זרם דרכם מכיוון שהם מכילים מטענים ניידים/אלקטרונים חופשיים).
מבדדים - חומרים שאינם סוגרים מעגל חשמלי (חומרים המתנגדים במידה רבה להעברת זרם דרכם, אינם מכילים אלקטרונים חופשיים).
הגורמים המשפיעים על עוצמת הזרם:
1. סוג המוליך - תכונה פנימית המאפיינת את המוליך. לחומרים שונים מוליכות שונה. (צפו באנימצית המכוניות בדרכים שונות).
2. עובי המוליך - ככל שהמוליך עבה יותר כך יוכלו לעבור דרכו יותר מטענים בכל שנייה ולכן עוצמת הזרם תהיה גדולה יותר. (צפו באנימצית המכוניות בכביש רחב ובכביש צר).
3. אורך המוליך - ככל שהמוליך קצר יותר כך עוצמת הזרם תהיה גדולה יותר.
4. עוצמת מקור המתח (חשבו על סוללת אצבע בעלת מתח של 1.5V לעומת סוללה מרובעת בעלת מתח של 9V).
חיבור בטור ובמקביל
כאשר אנו מחברים מספר מכשירים חשמליים למקור מתח, נוכל לעשות זאת בדרכים שונות (חיבור בטור או חיבור במקביל).
חשמל סטטי
חשמל סטטי (בניגוד לזרם חשמלי) הוא שם כללי למטענים חשמליים הקבועים במקום ואינם זורמים (הם סטטיים).
חשמל סטטי יכול להיווצר כאשר משפשפים שני גופים מבדדים אחד בשני. כתוצאה מהשפשוף מאחד הגופים מתנתקים אלקטרונים ומועברים לגוף השני. הגוף שממנו התנתקו האלקטרונים הופך לגוף טעון חיובי ואילו הגוף שקיבל את האלקטרונים העודפים הופך לגוף טעון שלילי.
טעינה - הפיכה של גוף נייטרלי לגוף טעון (ע"י הוספה או החסרה של אלקטרונים).
פריקה - הפיכה של גוף טעון לגוף נייטרלי (ע"י הוספה או החסרה של אלקטרונים).
גוף טעון הבא במגע עם גוף מוליך (כדוגמת מתכת, גוף האדם או האדמה), יפרוק את עודף המטען.
ביום בו הלחות באוויר גבוהה נתקשה לחוש בתופעות הקשורות בחשמל הסטטי, שכן עודפי המטען יועברו אל מולקולות המים שבאוויר.
אלקטרוסקופ - מד מטען. עלי המתכת באלקטרוסקופ נטענים במטענים זהים ולכן מתרחקים זה מזה. ככל שהגוף הסמוך לאלקטרוסקופ טעון יותר , כך עלי המתכת מתרחקים יותר זה מזה.
כוחות ואינטראקציות
אינטראקציה - פעולה הדדית בין שני גופים.
כיצד נזהה אינטראקציות?
1. שינוי כיוון
2. שינוי מהירות
3. שינוי צורה
סוגי אינטראקציות:
1. במגע
2. ללא מגע (כוח חשמלי, כוח מגנטי, כוח הכבידה)
חוקי ניוטון
החוק הראשון - חוק ההתמדה
גוף יתמיד במצבו כל זמן שלא פועלים עליו כוחות או שהכוחות שפועלים עליו מנוגדים בכיוונם ושווים בגודלם (כלומר שקול הכוחות (סה״כ הכוחות הפועלים עליו) שווה לאפס.
החוק השני - חוק התאוצה
תאוצה של גוף נקבעת מהכוחות הפועלים עליו וממסתו.
F=ma
F מייצגת את הכח (force) המופעל על הגוף
m המסה של הגוף
a תאוצת הגוף כתגובה לכח שהופעל עליו (acceleration).
בפשטות ניתן לומר שחוק התאוצה מתאר מצב הפוך לחוק ההתמדה, כאן שקול הכוחות לא שווה לאפס, כלומר, פועלים על הגוף כוחות שלא מבטלים לגמרי זה את זה ולכן הגוף ישנה את מהירותו בכיוון אליו פועל הכוח.
החוק השלישי - חוק הפעולה והתגובה
בכל אינטראקציה מעורבים 2 גופים המפעילים זה על זה כוחות שווים בגודלם ומנוגדים בכיוונם.
צפו בסרטון על הברגת בורג בחלל
עוצמת האינטראקציה נמדדת ע״י גודל הכוח
לכוח יש גודל וכיוון
כוח החיכוך
נוצר כתוצאה מתנועת שני גופים הנעים בכיוונים מנוגדים ואשר יש ביניהם מגע, כתוצאה מחיכוך נוצר חום, ככל שהחיכוך עולה, מתגבר גם החום הנוצר.
כוח הכבידה
כוח הכבידה, או "גרוויטציה" הוא אחד הכוחות הבסיסיים שיש בטבע. הכבידה הוא כוח משיכה שפועל בין גופים ומושפע מהמסה שלהם. כוח זה פועל מרחוק (ללא מגע).
לקריאה נוספת >>>
כוח נורמלי
על כל גוף שמונח על משטח מופעל כוח נורמלי ע״י המשטח. הכוח תמיד יהיה מאונך למשטח עליו מופעל הכוח.
לדוגמא, אם ספר מונח על שולחן השולחן מפעיל כוח נורמלי על הספר כלפי מעלה ששווה בגודלו לכוח הכבידה שמופעל על הספר כלפי מטה. אם אדם נשען על קיר הקיר יפעיל כוח נורמלי בחזרה.
כוח המתיחות
כוח שמפעיל חוט מתוח על גוף שקשור אליו. במטוטלת למשל, תלוי כדור על חוט מתוח המפעיל כוח לאורך החוט כלפי מעלה.
רבייה
כפי שלמדנו, יצור חי מקיים את כל מאפייני החיים והם דרושים להישרדותו. לעומתם, רבייה היא מאפיין חיים שחשוב להמשך הקיום של המין.
דרכי רבייה
רבייה א-מינית/א-זוויגית
רבייה שבה הצאצאים לא נוצרים מתאי מין, אלא מתא גוף אחד שמכפיל את עצמו שוב ושוב. רבייה כזו נוכל למצוא ביצורים חד תאיים כמו חיידקים ושמרים וכן בצמחים. (חשוב לזכור שצמחים גם מסוגלים להתרבות ברבייה מינית). הצאצאים שמתקבלים זהים לחלוטין בכל תכונותיהם לתא הבודד ממנו הם נוצרו.
רבייה מינית/זוויגית
תהליך שבו נוצרים הצאצאים כתוצאה ממפגש בין שני תאי זוויג/מין, תא המין הזכרי - תא זרע ותא המין הנקבי - תא ביצה. כתוצאה מכך, לצאצאים המתקבלים יש צירוף תכונות משני ההורים.
לפניכם מפת מושגים של דרכי הרבייה
(את המפה יצרתי באתר www.mindomo.com. הסרטונים לא נפתחים בטלפון, במחשב בכדי לצפות במסך מלא לחצו עליהם פעמיים מהר. אם אינכם רואים תמונה בטלפון תעשו תנועת צביטה להקטנה על ריבוע התכלת ותראו את המפה)
חיזור
בביולוגיה, חיזור הוא ניסיון של בעל חיים מזוויג אחד (בדרך כלל הזכר) למשוך פרט מאותו מין ביולוגי מהזוויג השונה (הנקבה) במטרה להצליח להזדווג ולהעמיד צאצאים. (לקוח מויקיפדיה).
צורות הפרייה (קיימת התאמה בין צורת ההפרייה לסביבת החיים)
1. הפרייה חיצונית – הפרייה מחוץ לגוף הנקבה. המפגש של תא הזרע עם תא הביצה מתרחש בסביבה חיצונית (לחה).
לדוגמא בדגים ובדו-חיים (צפרדעים). ההפרייה מתרחשת במים.
2. הפרייה פנימית – הפרייה בתוך גוף הנקבה. המפגש של תא הזרע עם תא הביצה מתרחש במערכת הרבייה הנקבית.
לדוגמא בעופות ויונקים.
תאי המין
סרטון timelapse זה של הבמאי ההולנדי ג'אן ואן אייקן עוקב אחר התפתחות זיגוטה חד-תאית לזחל הבוקע של ניוט אלפי. הצילומים, שנלכדו בפירוט מדהים בקנה מידה מיקרוסקופי, הם מבט יוצא דופן על תהליך חלוקת התא והתמיינותו, וממנה מגיעים כל בעלי החיים - החל מחיידקים ועד בני אדם.
