כימיה לבגרות/מספר אטומי, מסה אטומית ויון: הבדלים בין גרסאות בדף

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
תמצות - כפילות של נושאים - איחוד יחד
שורה 1:
{{עריכה}}
=נושא I : מסה אטומית ומספר אטומי=
===חלקיקי האטום===
כידוע, באטום ישנם:
השם "אטום" (יוונית:ἄτομος) מהמילה: "א"(לא) "טום" (ניתן לחלוקה). כשהתגלה החלקיק במאה ה-18, רווחה הדעה שלפיה האטום הוא חלקיק יסודי שאינו ניתן לחלוקה לחלקיקים קטנים יותר. מאוחר יותר התגלה כי האטום מורכב מחלקיקים קטנים יותר: גרעין קטן וכבד שבו פרוטונים ונייטרונים, וסביבו ענן של אלקטרונים.
*''' פרוטונים(p)-''' החלקיקים החיובים בגרעין האטום. הם מסומנים ב-p ולידם פלוס.
* '''אלקטרונים פרוטונים (ep)-''' החלקיקים שמקיפיםהחיובים את גרעיןבגרעין האטום. הם מסומנים eב-p ולידם מינוספלוס.
* '''נויטרוניםאלקטרונים (ne)-''' החלקיקים הניטרליים, נמצאים בתוך הגרעין ומונעיםשמקיפים את דחיתגרעין הפרוטוניםהאטום. הם מסומנים באותe ולידם nמינוס.
*'''נויטרונים (n)–''' החלקיקים הניטרליים, נמצאים בתוך הגרעין ומונעים את דחית הפרוטונים. מסומנים באות n.
 
אטום מסומן בכתב כך:
שורה 10 ⟵ 11:
 
== מספר אטומי ==
[[תמונה:Astatine.svg|ימין|thumb|60px|מספר אטומי בראש האטום]]
מספר הפרוטונים באטום. באטום נטרלי כמות הפרוטונים (<sup>+</sup>p) זהה למספר האלקטרונים (<sup>-</sup>e). אולם, כאשר האטום קיבל/נתן אלקטרון הוא בעל אלקטרונים שונים (הסבר בהמשך; בנושא יון). <br />
המספר האטומי מייצג את האטום, ולכן, בעזרתו נוכל למצוא את האטום ב[[כימיה לבגרות/כימיה - 3 יחידות/המערכה המחזורית|מערכה המחזורית]] במהירות רבה ונוחה יותר. במערכה המחזורית, מספר האטומי מופיע מעל היסוד.<br />
בכתב, מספר אטומי מופיע מצד שמאל של האטום למטה.
 
'''מספר אטומי =''' מספר הפרוטונים באטום. באטום נטרלי כמות הפרוטונים (<sup>+</sup>p) זהה למספר האלקטרונים (<sup>-</sup>e). אולם, כאשר האטום קיבל/נתן אלקטרון הוא בעל אלקטרונים שונים (הסבר בהמשך; בנושא יון). <br />
===מספר אטומי והיסודות===
עם זאת, אטום יכול לקבל או למסור אלקטרון וכך מטענו משתנה (הסבר בהמשך; בנושא יון). <br />
השם "אטום" בא מהמילים: א (בלטינית: בלתי) ו-טום (בלטינית: ניתן לחלוקה). למעשה ראינו שהאטום מורכב מחלקים קטנים, אך בכל זאת יש משהו נכון בשם. האטום הוא החלקיק הקטן של חומר, ומרכיביו אינם עונים כבר להגדרה חומר שהרי האלקטרונים, הפרוטונים והנייטרונים הינם חלקיקי אנרגיה.
המספר האטומי מייצג את האטום, ולכןיסוד ומבדיל אותו מאטומים אחרים, בעזרתומיסודות אחרים. במערכה המחזורית, מספר האטומי מופיע מעל היסוד ובעזרתו נוכל למצוא את האטום ב[[כימיה לבגרות/כימיה - 3 יחידות/המערכה המחזורית|מערכה המחזורית]] במהירות רבה ונוחה יותר. במערכהכיוון המחזורית,שהמערכה מספרממוספרת האטומיבסדר מופיעעולה מעלשל היסודהמספר האטומי. <br />
אתבכתב, המספר האטומי מסמניםמזומן בקטן בצד שמאל של היסוד (על שמות היסודות וסמליהן נרחיב בהמשך),. למשל היסוד הליום (He) הוא בעל מספר אטומי 2 ומסומן על ידי האותיות He,. אם נרצה לסמן את המספר האטומי של אטום הליום נכתוב <math>_{2}He</math>
 
כבר אמרנו שכמות הפרוטונים מבדילה את התכונות בין אטום לאטום. לכמות הפרוטונים של האטום קוראים '''מספר אטומי'''. לכל האטומים שיש להם מספר אטומי משותף יש את אותן התכונות. לאטום כזה אנחנו קוראים '''יסוד'''. ההפרדה העקרונית בין היסודות הוא המספר האטומי וממנו משתנות גם התכונות.
 
את המספר האטומי מסמנים בקטן בצד שמאל של היסוד (על שמות היסודות וסמליהן נרחיב בהמשך), למשל היסוד הליום הוא בעל מספר אטומי 2 ומסומן על ידי האותיות He, אם נרצה לסמן את המספר האטומי של אטום הליום נכתוב <math>_{2}He</math>
 
 
==מסה אטומית==
 
 
 
==מסה אטומית/משקל אטומי==
[[תמונה:Helium.gif|ימין|thumb|250px|]]
עיקר המסה של האטום מצוי ב'''גרעין''' שכן השפעת המסה של האלקטרונים היא מזערית.
 
מסה אטומית היא מספר הפרוטונים + הנויטרונים. היא אינה משתנה.
מסה אטומית נתונה בטבלה המחזורית מתחת לאטום (אנו רק מעגלים אותה). בהמשך (בנושא: [[כימיה לבגרות/כימיה - 3 יחידות/סטויכיומטריה/מסה מולרית, ריכוז מולרי של נוזל ושל גזים|סטויכיומטריה]]) אנו נפרט עליה יותר.<br />
בכתב, מסה אטומית מופיע בצד השמאלי של היסוד למעלה.
 
מסה אטומית נתונה בטבלה המחזורית מתחת לאטום (אנו רק מעגלים אותה). באמצעות המסה האטומית '''אנו יכולים לדעת את מספר הניוטרונים'''. למשל אם ניקח את יסוד האטום הליום (He) ונביט בטבלה המחזורית נראה כי המשקל שווה לארבע. על פי '''מספר אטומי''' אנו יודעים שיש שני פרוטונים להליום ומכאן שמספר הניוטרונים שווה לשנים (4-2=2).
===מספר מסה===
 
בגלל שעיקר המסה השל האטום מצוי בגרעין, שכן השפעת המסה של האלקטרונים היא מזערית, אנו מחשבים את המסה של האטום על פי סכום הפרוטונים ונויטרונים שבגרעינו. לסכום אנו קוראים '''מספר מסה'''. לדוגמה, אם ניקח אטום הליום, מספר המסה שלו יהיה 4 (שני פרוטונים ושני נויטרונים). נזכור שככל שמספר פרוטונים העולה כך מספר הנויטרונים עולה, בהתחלה בקצב של אחד לאחד.
 
[[תמונה:Scandium.gif|שמאל|thumb|250px|]]
דוגמא נוספת: אם נקח את היסוד סקנדיום, נראה כי משקל האטומי שלו שווה ל-44.96. מספר האטומי שלו הוא 21 ומכאן שמספר הניוטרונים שלו שווה ל-5 (45-21)
 
מסה אטומית נתונה בטבלה המחזורית מתחת לאטום (אנו רק מעגלים אותה). בהמשך (בנושא: [[כימיה לבגרות/כימיה - 3 יחידות/סטויכיומטריה/מסה מולרית, ריכוז מולרי של נוזל ושל גזים|סטויכיומטריה]]) אנו נפרט עליה יותר.<br />
 
בכתב, מסה אטומית מופיע בצד השמאלי של היסוד למעלה., פירוט מלאה: <math>^{4}_{2}He</math> או ככה:<math>^{4}He</math>
 
 
'''כיצד קבעו את המסה של פרוטון?''' נעזרו במשקל של פחמן שיחסית בקלות אפשר לשקול את מסת הפרוטונים שלו. בניגוד לזאת, חישוב המשקל האטומי של פרוטון באמצעות מימן אינה פשוטה על אף שיש לו פרוטון אחד וניוטרון אחד (לפעמים אף אין לו ניוטרון כלל).
כדי לקבוע את המסה של פרוטון אחד לא יכלו להשתמש במימן (שלמרות שיש לו פרוטון אחד לפעמים אין לו נויטרונים ולפעמים יש לו נויטרון אחד, על כך תלמד מיד), לכן לקחו את היסוד פחמן שקל היה למדוד את המסה שלו.
 
את מספר המסה מסמנים בקטן מעל המספר האטומי, לפעמים מתעלמים מהמספר האטומי מכיוון שסמל היסוד כבר אומר לנו מה המספר האטומי שלו. אם נחזור לדוגמא של ההליום, יש לו 2 פרוטונים ו-2 נויטרונים, אנחנו יכולים לסמן ככה::<math>^{4}_{2}He</math> או ככה:<math>^{4}He</math>
 
{{תרגיל
שורה 44 ⟵ 55:
 
==איזוטופ ==
'''איזוטופ ''' הם יסודות עם מספר פרוטונים זהה, אך בעלי מסה אטומית שונה. כלומר, ההבדל בין יסוד לאיזוטופ שלו הוא במספר הנויטרונים שלהם. האיזוטופים זהים בתכונות הכימיות (מתחברים עם אותם אטומים וכדומה), אך, שונים בתכונות הפיסיקליות (למשל: מצב רתיחה, קיפאון וכדומה). דוגמאכיוון שהנויטרונים אחראים לייצב ראהאת תרגולהגרעין.
 
'''מהו האיזוטופ?''' היסוד הוא האטום הנפוץ ביותר בטבע ואילו האיזוטופ הוא פחות נפוץ בטבע. למשל דאוטריום הוא איזוטופ של מימן.
 
לדוגמא: לכל אטומי הפחמן, המסומנים באות C, ביקום יש 6 פרוטונים (''אתה יכול להסביר למה?''). לאיזוטופ פחמן-12 (<math>^{12}_{6}C</math>) יש 6 פרוטונים ו-6 נויטרונים. לאיזוטופ פחמן-14 (<math>^{14}_{6}C</math>) יש 6 פרוטונים ו-8 נויטרונים.
 
 
==תרגול ==
שורה 118 ⟵ 134:
|}
 
===איזוטופים===
על פי מה שאמרנו כבר, מספר הפרוטונים קובע את תכונות החומר, האלקטרונים יוצרים את הקשרים הבין-אטומים ושניהם יחד משפיעים על המטען החשמלי של האטום. אם כך, מה ההשפעה שיש לכמות הנויטרונים על תכונות האטום?
 
הנויטרונים אחראים לייצב את הגרעין. כמות הנויטרונים יכולה להשתנות בין אטומים של אותו היסוד ובכך להשפיע על יציבותו. אנחנו קוראים ליסוד שיש לו מספר אפשרויות לכמויות של נויטרונים "יסוד עם מספר '''איזוטופים'''", כאשר כל איזוטופ של היסוד הוא אטום שיש לו מספר פרוטונים המייחס אותו ליסוד מסויים אך מספר הנויטרונים שונה. אם אנחנו רוצים להתייחס לאיזוטופ מסויים אנחנו קוראים לו על שם היסוד שלו ומספר המסה שלו.
 
לדוגמא: לכל אטומי הפחמן, המסומנים באות C, ביקום יש 6 פרוטונים (''אתה יכול להסביר למה?''). לאיזוטופ פחמן-12 (<math>^{12}_{6}C</math>) יש 6 פרוטונים ו-6 נויטרונים. לאיזוטופ פחמן-14 (<math>^{14}_{6}C</math>) יש 6 פרוטונים ו-8 נויטרונים.
 
{{תרגיל