חומר לימוד לכיתות י"א-י"ב לשלב ב' בכימיאדה ארצית בכימיה לשנת 2018-2019

הנושאים החדשים לשלב ב':

הערה: כל החומר של שלב א' יהיה בבחינה של שלב ב', בנוסף נא ללמוד את הנושאים הנוספים לשלב ב'. הנושאים של שלב א' נמצאים בתחתית העמוד.

כימיה אי-אורגנית

  • יסודות גוש d, תכונות ותרכובות. מגמות בתכונות הפיזיקליות, מגמות בתכונות הכימיות. צורותיהם של קומפלקסים.
  • המבנים האלקטרוניים של קומפלקסים: תיאורית שדה גבישי, סדרה ספקטרוכימית, תכונות מגנטיות של קומפלקסים.
  • סוגי קישור ותכונות כימיות, גזים אצילים.
  • מגמות בטבלה המחזורית, טור 17, טור 16, טור 15, טור 14, טור 13 (חוזק ותכונות הקשרים של היסודות בכל טור עם עצמם ועם יסודות נוספים כגון: מימן חמצן והלוגנים).

כימיה גרעינית

  • דעיכה גרעינית – דעיכה גרעינית ספונטנית, תגובות גרעיניות, ניבוי סוג דעיכה, סינתזה גרעינית.

חומצות ובסיסים

  • חוזק חומציות ובסיסיות, תחמוצות בסיסיות, חומציות ואמפוטריות, חוזק חומציות ובסיסיות.
  • חומצות ובסיסים רב פרוטיים – ריכוזים של צורונים מומסים, תמיסות של מלחי חומצות רב פרוטיות. ה-pH של תמיסת חומצה רב פרוטית.
  • שיווי משקל בתמיסות, מכפלת המסיסות.
  • חומצות חלשות ובסיסים חלשים – קבועי חומציות ובסיסים, חומצות מצומדות ובסיסים מצומדים, מבנה מולקולרי וחוזק חומצה.
    pH של חומצות חלשות, חישוב pH של תמיסת חומצה חלשה, תמיסות של בסיסים חלשים, חישוב pH של בסיס חלש, pH של תמיסות מלחים.
  • תמיסות מעורבות ובופרים – פעולת הבופר, תכנון בופר, טיטור של חומצה חזקה עם בסיס חזק, טיטור של חומצה חזקה עם בסיס חלש וחומצה חלשה עם בסיס חזק, חישוב pH במהלך הטיטור.

שיווי משקל

  • שיווי משקל בתמיסות מימיות.
  • קבוע דיסוציאציה (Kd) והקבוע ההופכין לו Kf
  • המקור התרמודינמי של שיווי משקל.
  • הגדרת קבוע שיווי משקל באמצעות ריכוזים מולריים של גזים.
  • צורות חלופיות של קבוע שיווי משקל.
  • להכיר ולהבין את השימוש של הנוסחה הבאה: Keq = Kf * Ksp

תרמודינמיקה

  • מערכות שונות של תהליכים תרמודינמיים (תהליכים איזותרמיים, איזובריים, איזוכוריים, תהליך אדיאבטי)
  • מערכות מבודדות, עבודת התפשטות עבודה ללא התפשטות
  • פונקציות מצב
  • עבודת התפשטות כנגד לחץ חיצוני קבוע (איזוברית)
  • התפשטות חופשית
  • עבודת התפשטות כנגד לחץ חיצוני משתנה (התנהגות הפיכה ובלתי הפיכה)
  • התפשטות איזותרמית (הפיכה ובלתי הפיכה)

הערה: כל הנוסחאות יהיו בגוף הבחינה, על הנבחן לדעת איזו מבין הנוסחאות מתאימה לכל תהליך

קינטיקה

  • ריכוז וקצב תגובה, חוקי הקצב וסדרי תגובה (סדר אפס, סדר ראשון וסדר שני).
  • חוקי קצב משולבים מסדר ראשון, זמני מחצית החיים לתגובות מסדר ראשון, חוקי קצב משולבים מסדר שני, זמני מחצית החיים מסדר שני.
  • מנגנוני תגובה: תגובות שרשרת, קצב ושיווי משקל

אלקטרוכימיה

  • ייצוג תגובות חמזור; מחציות-תגובה, איזון משוואות חמזור, תאים גלווניים, מבנה, פוטנציאלי חיזור תקניים, פוטנציאל התא, הגדרת קתודה/אנודה, אלקטרוליזה; תוצרי אלקטרוליזה ותאים אלקטרוליטיים.
  • השפעה של תגובות חמזור על המתכות; מחציות-תגובה, איזון משוואות חמזור.
  • תאים גלווניים, פוטנציאלי חיזור תקניים, תאים גלווניים- הקשר בין פוטנציאל התא ואנרגיה החופשית של התגובה.
  • פוטנציאלי חיזור תקניים וקבועי שיווי משקל, כיצד מחשבים קבועי שיווי משקל מנתונים אלקטרוכימיים.
  • משוואת נרנסט.
  • תגובות דיספרופורציונציה

כימיה אורגנית

  • לדעת ולהבין לעומק את תגובות ההתמרה ואלימינציה ואת המנגנונים המפורטים עבור התגובות הבאות:
    SN1, SN2, E1, E2 דגש על הסטראוכימיה שבתגובות
  • איזומרים Cis- trans ותכונותיהם.
  • מבני המוצקים
  • תאי יחידה, מבנים יוניים בתאי יחידה
  • תכונות המוצקים.

רשימת נושאים שלב א' כיתות יא'-יב'

יסודות ואטומים

  • אטומים, מודל הגרעין, נויטרונים, איזוטופים
  • ארגון היסודות
  • תיאור האורביטלים/אלקטרונים ע"י מספרים קוונטים : n, l, ml, ms
  • מערך האלקטרונים וטבלה מחזורית
  • מחזוריות תכונות האטומים: רדיוס יוני, רדיוס אטומי, אנרגיית יינון, זיקה אלקטרונית
  • היסודות: ארבע הקבוצות הראשיות הראשונות
  • מתכות אלקליות ותכונותיהן
  • מתכות אלקליות אפרוריות
  • משפחת הבור; בורנים, בורוהידרידים, ובורידים
  • משפחת הפחמן
  • משפחת החנקן
  • משפחת החמצן
  • הלוגנים
  • גזים אצילים

תרכובות / קשרים כימיים

  • מהי תרכובת
  • מולקולות ותרכובות מולקולאריות
  • יונים ותרכובות יוניות: היווצרות קשרים יוניים, אינטראקציה בין יונים, היערכות האלקטרונים של יונים
  • קשרים קוולנטיים: אופי הקשר הקוולנטי, מבני לואיס, רזוננס, חוזק קשר, אורך קשר
  • הקשר היוני לעומת הקשר הקוולנטי
  • אלקטרושליליות
  • קשר סיגמא וקשר פיי
  • תכונות הקשר הכפול

תכונות גזים

  • מהו גז?
  • לחץ
  • עקרון אבוגדרו
  • חוק הגזים האידיאליים
  • יישומיו של חוק הגזים האידיאליים
  • צפיפות הזגים
  • סטויכומטריה של גזים בתגובות כימיות
  • לחצים חלקיים: הגדרה, חוק דלטון
  • מולים ומסות מולריות
  • מולים ומסות מולריות
  • הרכב מסות באחוזים
  • קביעת נוסחאות אמפיריות
  • קביעת נוסחאות מולקולאריות
  • משוואות כימיות-סימול תגובות כימיות ואיזון משוואות

תערובות ותמיסות

  • מיון תערובות
  • ריכוזים מולריים
  • מיהול וחישוב נפחים.

סטויכיומטריה

  • מעבר בין גרמים למולים לריכוז
  • איזון משוואות כימיות
  • חישובים של ריכוז ע"פ תוצאות של טיטרציות
  • חישוב מולים ומסות בתגובות בתגובות כימיות
  • ניצולת תגובה
  • אנליזת שריפה

תמיסות מימיות ושיקוע

  • אלקטרוליטים
  • תגובות שיקוע

חומצות ובסיסים

  • חוזק חומציות ובסיסיות
  • חילוף פרוטונים בין מולקולות מים
  • הגדרת ברונסטד-לאורי לחומצות ובסיסים
  • הגדרת לואיס לחומצות ובסיסים
  • חוזק חומציות ובסיסיות
  • סולם pH
  • חישובי pH וחישובי pOH
  • שיווי משקל בתמיסות
  • חומצות מצומדות ובסיסים מצומדים

כימיה גרעינית

  • פליטת אלפא, בטא, גמא
  • איזון משוואות

תרמודינמיקה

  • מערכות, מצבים ואנרגיה;
  • סוגי מערכות ותכונותיהן (מערכת סגורה, פתוחה ומבודדת)
  • עבודה ואנרגיה
  • עבודת התפשטות
  • חום ומדידת חום
  • החוק הראשון
  • פונקציות מצב
  • הגדרה של תגובה אקסותרמית/אנדותרמית
  • אנתלפיה
  • אנתלפיה של שינויים כימיים, אנתלפיות תגובה תקניות, אנתלפיות ההתהוות התקניות, אנתלפיות הקשר
  • חוק הס, חיבור אנתלפיות והשפעת הטמפרטורה על אנתלפית התגובה

שיווי משקל כימי

  • הפיכות של תגובות כימיות; חוק לה-שטליה: אילו שינויים ישפיעו על הרכב התערובת בש"מ ולאיזה כיוון
  • קבועי שיווי משקל : הגדרות קבוע שווי משקל באמצעות ריכוזים מולריים של גזים.
  • השפעת שינויים בתנאים על שיווי המשקל; הוספה או הרחקה של מגיבים או תוצרים, דחיסה של תערובת התגובה, טמפרטורה, זרזים.

מעברי פאזה

  • הקשר שבין טמפרטורה ללחץ אדים
  • דיאגרמות פאזה

קינטיקה

  • קצב תגובה; ריכוז וקצב התגובה
  • חוקי הקצב וסדר התגובה (סדר ראשון, שני ואפס)
  • זמני מחצית החיים
  • מנגנוני תגובה

תגובות חמצון-חיזור

  • קביעת דרגות חמצון
  • זיהוי תהליך חמצון ותהליך חיזור

אלקטרוכימיה

  • ייצוג תגובות חמזור
  • מחציות-תגובה
  • איזון משוואות חמזור
  • תאים גלווניים, מבנה, פוטנציאלי חיזור תקניים, פוטנציאל התא
  • הגדרת קתודה/אנודה
  • אלקטרוליזה; תוצרי אלקטרוליזה ותאים אלקטרוליטיים
  • השפעה של תגובות חמזור על המתכות; יישומי האלקטרוליזה.

תרכובות קואורדינטיביות

  • מספרי קואורדינציה
  • דרגות חמצון

כימיה אי-אורגנית

  • יסודות גוש d ותכונותיהם
  • קומפלקסי קורדינציה
  • צורותיהם של קומפלקסים: אוקטהדרלי, טטרהדרלי, מישורי ריבועי
  • איזומרים
  • תכונות של קומפלקסים כיראליים

כימיה אורגנית

  • מבני לואיס, מבנים מרחביים
  • הגדרה של מומנט דיפול וקביעת כיוונו במולקולות פשוטות
  • הכלאה (היברדיזציה) של אורביטלים
  • איזומרים מבניים/אופטים/גיאומטרים
  • כיראליות בכימיה אורגנית: מרכז כיראלי, תכונותיו, יש לדעת לקבוע את תכונות המרכז הכראלי R או S
  • אננטיומרים ודיאסטראומירים
  • מבנה ניומן והיטלי פישר של תרכובת אורגנית עם מרכז כיראלי אחד בלבד
  • הכרת קבוצות פונקציוניליות שונות: כהל, אתר, אסטר, חומצה קרבוקסילית, קטון, אלדהיד, אציל הלידים.