פעילות: זהו את היסוד!
תרגלו זיהוי יסודות לפי אלקטרוני ערכיות, תגובתיות ותכונות פיזיקליות, ובדקו אם אתם יודעים לשייך כל יסוד למשפחה הנכונה.
על הפעילות
איך מזהים לאיזו משפחה יסוד שייך?
משפחת יסודות נקבעת בעיקר לפי מספר אלקטרוני הערכיות, ולכן אפשר לזהות קבוצה גם בלי לזכור כל יסוד בנפרד.
הצעד הראשון הוא לבדוק כמה אלקטרונים יש בקליפה החיצונית.
• 1 אלקטרון ערכיות ← בדרך כלל טור 1, מתכת אלקלית
• 7 אלקטרוני ערכיות ← בדרך כלל טור 17, הלוגן
• קליפה מלאה ← טור 18, גז אציל
אחרי זה בודקים אם היסוד מתכתי או אל-מתכתי, וכך מצמצמים במהירות את האפשרויות.
כדי למיין יסוד, בדקו קודם את מספר אלקטרוני הערכיות ורק אחר כך את התכונות הפיזיקליות שלו.
רשימת תכונות: תזכורת מהירה
מתכות אלקליות (טור 1)
- 1 אלקטרון ערכיות
- מגיבות אלימות עם מים
- רכות וקלות
- תגובתיות עולה כלפי מטה
הלוגנים (טור 17)
- 7 אלקטרוני ערכיות
- יוצרים מלחים עם מתכות
- צבעוניים, רעילים
- תגובתיות יורדת כלפי מטה
גזים אצילים (טור 18)
- 8 אלקטרוני ערכיות (או 2 להליום)
- כמעט לא מגיבים
- חד-אטומיים
- חסרי צבע, ריח, וטעם
מתכות מול אל-מתכות
מתכות: מבריקות, מוליכות, גמישות, מוצקות
אל-מתכות: עמומות, מבודדות, שבירות, גזים/מוצקות
תרגילי חימום: זיהוי מהיר
גז חסר צבע, לא מגיב עם שום דבר, נמצא בבלונים.
לחצו לגלותגז אציל (הליום)
לחצו לחזורמתכת רכה, מתפוצצת במים, 1 אלקטרון ערכיות.
לחצו לגלותמתכת אלקלית (נתרן או ליתיום)
לחצו לחזורגז צהוב-ירוק, רעיל, 7 אלקטרוני ערכיות, משמש לחיטוי בריכות.
לחצו לגלותהלוגן (כלור)
לחצו לחזורמבריקה, מוליכה חשמל, ניתנת למתיחה לחוטים, צבע אדמדם.
לחצו לגלותמתכת (נחושת)
לחצו לחזורמוצק סגול-שחור, מתנדף לאדים סגולים, משמש לחיטוי פצעים.
לחצו לגלותהלוגן (יוד)
לחצו לחזורמבריק, שביר, חצי-מוליך, הבסיס לשבבי מחשב.
לחצו לגלותמתכתון (סיליקון)
לחצו לחזור
שאלה לחשיבה
איך תזהו אם יסוד לא ידוע שייך לטור 1 או לטור 17?
שלב 1: בדקו כמה אלקטרוני ערכיות יש
• 1 אלקטרון ← טור 1 (מתכת אלקלית)
• 7 אלקטרונים ← טור 17 (הלוגן)
שלב 2: בדקו את התגובתיות
• מגיב אלימות עם מים ← טור 1
• יוצר מלחים עם מתכות ← טור 17
שלב 3: בדקו תכונות פיזיקליות
• מתכת (מבריקה, מוליכה) ← טור 1
• אל-מתכת (עמומה, בודדת, צבעונית) ← טור 17
דוגמה:
יסוד X: גז צהוב, רעיל, מגיב עם נתרן ליצירת מלח לבן ← הלוגן (טור 17)
יסוד Y: מתכת רכה כסופה, שורפת בלהבה סגולה, מתפוצצת במים ← מתכת אלקלית (טור 1)
שאלה לחשיבה
למה מספר אלקטרוני הערכיות הוא הרמז הכי טוב לזיהוי משפחה?
מספר אלקטרוני הערכיות הוא הרמז הטוב ביותר לזיהוי משפחה כי הוא קובע איך האטום מגיב. יסוד עם אלקטרון אחד מתאים לטור 1, יסוד עם 7 מתאים להלוגנים, וקליפה מלאה מצביעה על גז אציל.
משחק זיהוי: האם תוכלו לפתור?
אני גז שקוף. אני ממלא 1% מהאוויר. מכניסים אותי לנורות כדי למנוע שריפה.
לחצו לגלותארגון (Ar) - גז אציל
לחצו לחזוראני מתכת רכה שאפשר לחתוך בסכין. כשמכניסים אותי למים, אני שוחה ומשחרר בועות. הלהבה שלי כתומה.
לחצו לגלותנתרן (Na) - מתכת אלקלית
לחצו לחזוראני נוזל אדום-חום. יש לי ריח חד ומגעיל. אני אל-מתכת, אבל נוזלי בטמפרטורת חדר.
לחצו לגלותברום (Br) - הלוגן
לחצו לחזורטיפים לזיהוי מוצלח
התחילו עם הבסיס
כמה אלקטרוני ערכיות? זה נותן רמז מיידי על הקבוצה.
חפשו תכונות קיצוניות
מאוד תגובתי? כנראה טור 1 או 17. לא תגובתי בכלל? כנראה טור 18.
שאלו: מתכת או לא?
אם זו מתכת תגובתית → טור 1. אם זו אל-מתכת תגובתית → טור 17.
זכרו את ההבדלים המרכזיים
כדי לא להתבלבל בין הקבוצות:
- טור 1: רוצים לוותר על אלקטרון → הופכים ליון חיובי (Na⁺)
- טור 17: רוצים לקבל אלקטרון → הופכים ליון שלילי (Cl⁻)
- טור 18: כבר מרוצים → לא צריכים כלום → לא מגיבים
- טור 1 + טור 17 = מלח (NaCl)!
מדענים לפעמים מגלים יסודות חדשים או בודקים דגימות לא ידועות. איך הם מזהים אותם?
שיטות זיהוי
- ספקטרוסקופיה: כל יסוד פולט אור בצבעים ייחודיים כשמחממים אותו
- מספר אטומי: מספר הפרוטונים (ניתן למדידה) מזהה את היסוד באופן חד-משמעי
- תגובות כימיות: איך היסוד מגיב עם מים, חומצות, או יסודות אחרים
- תכונות פיזיקליות: צפיפות, נקודת רתיחה, מוליכות
עובדה מעניינת: הליום התגלה בשמש (באמצעות ספקטרוסקופיה) 27 שנה לפני שגילו אותו על הארץ!
שאלה לחשיבה
קיבלתם יסוד לא ידוע עם 3 קליפות ו-7 אלקטרוני ערכיות. לאיזו משפחה הוא שייך ומה תכונותיו?
יסוד עם 7 אלקטרוני ערכיות נמצא בטור 17 - הוא הלוגן. 3 קליפות = מחזור 3, כלומר זהו כלור (Cl). הוא גז צהוב-ירוק, רעיל, תגובתי, יוצר מלחים עם מתכות, ומופיע כמולקולה דו-אטומית Cl₂.