בגרות בכימיה מבוא לכימיה 037182 - קיץ 2026
יחידה אחת · שאלון 037182 · 11 שאלות · 1:30 שעות
בחינת הבגרות בכימיה, מבוא לכימיה, קיץ 2026, כל 11 השאלות כמו בשאלון. לכל סעיף יש תשובה ופתרון מלא: ניסוח מאוזן עם מצבי צבירה, הנוסחה מדף הנוסחאות, הצבה ותוצאה עם יחידות, והסבר במונחים שהבוחן מצפה להם.
הוראות הבחינה (כמו בשאלון)
משך הבחינה: שעה וחצי.
מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון זה שלושה פרקים.
•פרק ראשון – (5×6) – 30 נקודות
•פרק שני – (40×1) – 40 נקודות
•פרק שלישי – (15×2) – 30 נקודות
•סך הכל – 100 נקודות
חומר עזר מותר בשימוש: הטבלה המחזורית (מצורף), מחשבון (כולל מחשבון גרפי).
הוראות מיוחדות:
(1) בפרק הראשון יש שבע שאלות חובה. בכל אחת מן השאלות 1 - 7 מוצגות ארבע תשובות, ומהן עליך לבחור בתשובה הנכונה. כתוב את התשובות הנכונות שבחרת במחברת הבחינה.
(2) בפרק השני יש שאלת מאמר. ענו על הסעיפים לפי ההנחיות (סעיפים א, ג, ד ואחד מן הסעיפים ב או ה).
(3) בפרק השלישי יש שלוש שאלות. עליך לענות על שתיים מהן (לכל שאלה – 15 נקודות).
הנחיות מיוחדות לשנה זו: בפרק הראשון יש לענות על שבע השאלות 1–7 (לכל שאלה 6 נקודות, סה"כ לפרק 30 נקודות). אם עונים נכון על 5 שאלות, מקבלים את מלוא הנקודות לפרק – 30 נקודות. בתוך שאלת המאמר ובתוך כל אחת משאלות הפרק השלישי יש סעיפי בחירה ("ענו על אחד מן הסעיפים ...").
פרק ראשון
שאלה 1 · מספר האטומים בנוסחה
מהו מספר האטומים הכולל בנוסחה: ?
- א.
10 אטומים
- ב.
14 אטומים
- ג.
15 אטומים
- ד.
16 אטומים
◂ פתרון מלא לשאלה 1
ג – 15 אטומים.
סופרים את האטומים לפי סוג. המספר הקטן שמחוץ לסוגריים מכפיל את כל מה שבתוך הסוגריים:
•זרחן, P: בכל קבוצה יש אטום P אחד, ויש 2 קבוצות, כלומר 2 אטומי P.
•מימן, H: בכל קבוצה יש 4 אטומי H, ויש 2 קבוצות, כלומר אטומי H.
•קובלט, Co: אטום אחד.
•כלור, Cl: 4 אטומים.
סך הכל: אטומים. התשובה הנכונה היא ג.
- א (10): זו ספירה שאינה מכפילה את הקבוצה ב-2 ().
- ב (14): הכפלה של ה-H בלבד ולא של ה-P, או טעות בספירה.
- ד (16): טעות בספירה – יש 15 אטומים בלבד.
טעות נפוצה: לשכוח שהמספר שמחוץ לסוגריים מכפיל את כל האטומים שבתוך הסוגריים.
שאלה 2 · גרף חימום של ברום
נתון גרף המתאר את השתנות הטמפרטורה כתלות בזמן החימום של היסוד ברום, :

איזה מהניסוחים הבאים מתאר את התהליך שעשוי להתרחש בטמפרטורה ?
- א.
- ב.
- ג.
- ד.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
א – בטמפרטורה (טמפרטורת הרתיחה) יכולים להתקיים יחד ברום נוזל וברום גז, ולכן יכול להתרחש עיבוי: .
בגרף יש שני קטעים אופקיים, שבהם הטמפרטורה אינה משתנה בזמן החימום. בקטעים אלה מתרחש שינוי במצב הצבירה:
•הקטע ב- הוא טמפרטורת ההיתוך (מוצק נוזל).
•הקטע ב- הוא טמפרטורת הרתיחה (נוזל גז).
בטמפרטורת הרתיחה יש בכלי גם ברום נוזל וגם ברום גז. טמפרטורת הרתיחה של חומר שווה לטמפרטורת העיבוי שלו. לכן בטמפרטורה זו יכול להתרחש גם המעבר ההפוך, עיבוי של ברום גז לנוזל: . התשובה הנכונה היא א.
- ב שגויה: ברתיחה מתרחקות המולקולות זו מזו (נחלשות האינטראקציות ואן-דר-ולס שבין המולקולות), אבל הקשר הקוולנטי בתוך המולקולה אינו נשבר. לכן לא נוצרים אטומי Br בודדים.
- ג שגויה: קיפאון (נוזל מוצק) מתרחש בטמפרטורת ההיתוך, , ולא ב-.
- ד שגויה: לפי הגרף יש לברום תחום שבו הוא נוזל (בין ל-), ובטמפרטורה אין ברום מוצק. לכן לא מתרחש מעבר ישיר ממוצק לגז.
שאלה 3 · קשר קוולנטי משולש
לפניכם נוסחאות של ארבע מולקולות: , , , .
באילו מולקולות יש קשר קוולנטי משולש?
- א.
במולקולה בלבד
- ב.
במולקולות ו- בלבד
- ג.
במולקולות ו- בלבד
- ד.
בכל המולקולות
◂ פתרון מלא לשאלה 3
ב – יש קשר משולש ב- () וב- ().
לאטום N יש 5 אלקטרוני ערכיות (היערכות 2,5), ולכן הוא יוצר 3 קשרים קוולנטיים. לאטום C יש 4 אלקטרוני ערכיות (2,4), והוא יוצר 4 קשרים. לאטום O יש 6 אלקטרוני ערכיות (2,6), והוא יוצר 2 קשרים. אטום H יוצר קשר אחד.
- : שני אטומי N חולקים 3 זוגות אלקטרונים: – קשר משולש.
- : H קשור ב-C בקשר יחיד, ו-C קשור ב-N בקשר משולש: – יש קשר משולש.
- : אטום N קשור לשלושה אטומי H בשלושה קשרים יחידים – אין קשר משולש.
- : אטום C קשור לכל אחד משני אטומי O בקשר כפול: – אין קשר משולש.
לכן יש קשר משולש במולקולות ו- בלבד – תשובה ב. תשובה א חסרה את HCN, תשובה ג כוללת את שבה רק קשרים יחידים, ותשובה ד כוללת גם את שבה קשרים כפולים.
שאלה 4 · תיאור ברמה המיקרוסקופית
איזה מהתיאורים הבאים הוא תיאור ברמה המיקרוסקופית עבור החומר מגנזיום כלורי, ?
- א.
לחומר צורה מוגדרת
- ב.
החלקיקים צפופים ומסודרים
- ג.
החלקיקים נעים בתנועות של רטט, סיבוב ומעתק
- ד.
החומר אינו מוליך חשמל
◂ פתרון מלא לשאלה 4
ב – תיאור של החלקיקים (היונים) וסידורם הוא תיאור ברמה המיקרוסקופית, והוא נכון למוצק.
תיאור ברמה המיקרוסקופית מתייחס לחלקיקים שמהם בנוי החומר (אטומים, יונים, מולקולות), לסידורם ולתנועתם – דברים שאינם נראים בעין. תיאור ברמה המקרוסקופית מתייחס לתכונות שאפשר לראות או למדוד (צורה, מוליכות, צבע וכדומה).
הוא חומר יוני במצב מוצק: סריג יוני שבו יוני ויוני צפופים ומסודרים בסדר קבוע. התיאור "החלקיקים צפופים ומסודרים" מתייחס לחלקיקים והוא נכון – תשובה ב.
- א – "לחומר צורה מוגדרת" נכון לגבי מוצק, אבל זו תכונה מקרוסקופית.
- ג – זה תיאור מיקרוסקופי, אבל שגוי: במוצק היונים קבועים במקומם בסריג ורק רוטטים סביב מקומם. תנועות סיבוב ומעתק אופייניות לחלקיקים במצב גז.
- ד – נכון ש- אינו מוליך חשמל, אבל זו תכונה מקרוסקופית (נמדדת בניסוי) ולא תיאור של החלקיקים.
שאלה 5 · נוסחה אמפירית של תרכובת יונית
סידן, , מגיב עם חנקן, .
מהי הנוסחה האמפירית של התרכובת שנוצרת בתגובה זו?
- א.
- ב.
- ג.
- ד.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
ד – : יוני ויוני ביחס 3:2.
סידן הוא מתכת וחנקן הוא אל-מתכת, ולכן נוצרת תרכובת יונית.
•Ca (מספר אטומי 20, היערכות 2,8,8,2) נמצא בטור 2. הוא מוסר 2 אלקטרוני ערכיות ויוצר יון .
•N (מספר אטומי 7, היערכות 2,5) נמצא בטור 5 (משפחת החנקן). הוא קולט 3 אלקטרונים להשלמת אוקטט ויוצר יון .
התרכובת נייטרלית חשמלית, ולכן סכום המטענים צריך להיות אפס. שלושה יוני סידן ושני יוני חנקן: . הנוסחה האמפירית היא – תשובה ד.
- א : המטען הכולל הוא , לא נייטרלי.
- ב : המטען הכולל הוא . זו העתקה שגויה של ה-2 מ-.
- ג : המטען הכולל הוא .
טעות נפוצה: להעתיק לנוסחה של התרכובת היונית את המספר 2 מהנוסחה המולקולרית . בסריג היוני אין מולקולות , אלא יונים .
שאלה 6 · מצב צבירה של מים ופחמן דו-חמצני
בטמפרטורת החדר, פחמן דו-חמצני, , נמצא במצב צבירה גז, בעוד מים, , נמצאים במצב צבירה נוזל.
מהי הסיבה העיקרית לכך?
- א.
בין מולקולות המים במצב צבירה נוזל יש בעיקר קשרי מימן ואילו בין מולקולות הפחמן הדו-חמצני במצב צבירה נוזל יש אינטראקציות ואן-דר-ולס בלבד.
- ב.
הקשרים הקוולנטים במולקולת המים חלשים מהקשרים הקוולנטים במולקולת הפחמן הדו-חמצני.
- ג.
ענן האלקטרונים של מולקולת הפחמן הדו-חמצני גדול מענן האלקטרונים של מולקולת המים.
- ד.
קשרי המימן בין מולקולות המים במצב צבירה נוזל חזקים מקשרי המימן בין מולקולות הפחמן הדו-חמצני במצב צבירה נוזל.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
א – בין מולקולות המים יש קשרי מימן, החזקים מאינטראקציות ואן-דר-ולס שהן הכוחות היחידים בין מולקולות .
מצב הצבירה של חומר מולקולרי בטמפרטורת החדר תלוי בחוזק הכוחות בין המולקולות. כשהכוחות חזקים, נדרשת טמפרטורה גבוהה יותר כדי להרחיק את המולקולות זו מזו, ולכן טמפרטורת הרתיחה גבוהה יותר.
•במולקולת יש אטומי H הקשורים לאטום O, ולאטום O יש זוגות אלקטרונים לא קושרים. לכן בין מולקולות המים נוצרים קשרי מימן, וגם אינטראקציות ואן-דר-ולס.
•במולקולת אין אטומי מימן, ולכן אין בין המולקולות קשרי מימן. בין המולקולות יש אינטראקציות ואן-דר-ולס בלבד.
קשרי מימן חזקים בהרבה מאינטראקציות ואן-דר-ולס. לכן טמפרטורת הרתיחה של המים () גבוהה מטמפרטורת החדר והם נוזל, ואילו הוא גז בטמפרטורת החדר. התשובה הנכונה היא א.
- ב שגויה: במעבר בין מצבי צבירה הקשרים הקוולנטים שבתוך המולקולות אינם נשברים, ולכן חוזקם אינו קובע את מצב הצבירה.
- ג: נכון שענן האלקטרונים של (22 אלקטרונים) גדול מזה של (10 אלקטרונים). אבל ענן גדול יותר גורם לאינטראקציות ואן-דר-ולס חזקות יותר, ולכן לפי נימוק זה היה צריך לרתוח בטמפרטורה גבוהה יותר. נימוק זה אינו מסביר את ההבדל.
- ד שגויה: בין מולקולות אין קשרי מימן כלל, כי אין במולקולה אטומי H.
שאלה 7 · יסודות עוקבים בטבלה המחזורית
נתונים ארבעה יסודות המסומנים באופן שרירותי באותיות , , ו- . יסודות אלו הם בעלי מספרים אטומיים עוקבים במערכה המחזורית.
ידוע כי:
ליסוד המספר האטומי הנמוך ביותר מבין ארבעת היסודות.
היסוד הוא ממשפחת ההלוגנים.
מהו המשפט הנכון?
- א.
יסוד הוא מתכת
- ב.
ליסוד יש 8 אלקטרוני ערכיות
- ג.
התרכובת שנוצרת בתגובה בין ל- היא מוצקה בטמפרטורת החדר.
- ד.
התרכובת שנוצרת בתגובה בין ל- מוליכה זרם חשמלי בטמפרטורת החדר
◂ פתרון מלא לשאלה 7
ג – הוא אל-מתכת מטור 6 ו- הוא מתכת אלקלית; התרכובת ביניהם יונית, ולכן מוצקה בטמפרטורת החדר.
המספרים האטומיים עוקבים, ו- הוא הנמוך ביותר. לכן הסדר הוא , , , (, , , ).
- הוא הלוגן (טור 7).
- נמצא לפניו, בטור 6 (משפחת החמצן) – אל-מתכת עם 6 אלקטרוני ערכיות.
- נמצא אחרי ההלוגן, בטור 8 – גז אציל.
- הוא היסוד הראשון במחזור הבא, בטור 1 – מתכת אלקלית עם אלקטרון ערכיות אחד.
לדוגמה: , , , (או S, Cl, Ar, K).
- א שגויה: הוא אל-מתכת מטור 6.
- ב שגויה: ל- (מתכת אלקלית) יש אלקטרון ערכיות אחד. 8 אלקטרוני ערכיות יש ל-, הגז האציל.
- ג נכונה: (אל-מתכת) ו- (מתכת) יוצרים תרכובת יונית, למשל (יוני ו-). בסריג יוני יש משיכה חשמלית חזקה בין יונים בעלי מטען מנוגד בכל הכיוונים, ולכן לחומרים יוניים טמפרטורת היתוך גבוהה, והם מוצקים בטמפרטורת החדר.
- ד שגויה: הוא גז אציל, שאינו נוטה להגיב ולכן אינו יוצר תרכובת עם . גם לו הייתה נוצרת תרכובת של שתי אל-מתכות, היא הייתה מולקולרית ולא הייתה מוליכה חשמל.
התשובה הנכונה היא ג.
פרק שני
שאלה 8 · תרכובות גופרית
קראו את הקטע הבא וענו על הסעיפים שלאחריו לפי ההנחיות (שאלת חובה, 40 נקודות).
תרכובות גופרית הן תרכובות המכילות את היסוד גופרית, S .
לחלק מתרכובות הגופרית יש ריח חריף ולא נעים, כמו ריח של ביצים סרוחות, הנגרם מהגז מימן גופרי,
.
באטמוספירה של כדור הארץ יש תרכובות גופרית ממקורות שונים – טבעיים ואנושיים.
בין המקורות הטבעיים נמנים: פעילות אצות באוקיינוסים, גזים הנפלטים בפעילות געשית ועוד.
תעשיות שונות ושריפת דלקים משחררות גם הן תרכובות גופרית לאטמוספירה.
ליסוד גופרית ולתרכובותיו שימושים שונים: משמש כחומר שימור בפירות יבשים וביין,
בגפרורים משתמשים ב- , וגבס שנוסחתו היא משמש לבניה ולקיבוע שברים בגוף.
תרכובות גופרית מגיבות עם מתכות שונות, ובהן כסף, . כאשר תכשיט כסף בא במגע עם תרכובות
גופרית שבאוויר, מתרחשת תגובה שיוצרת שכבה כהה של כסף גופרי, , על פני התכשיט. שכבה זו
ניתנת להסרה באמצעים שונים.
ענו על כל הסעיפים א, ג, ד ועל אחד מן הסעיפים ב או ה.
על פי הקטע:
כתבו מקור אנושי אחד ומקור אחד טבעי לתרכובות גופרית באוויר.
כתבו שני שימושים לגופרית ולתרכובותיה.
בקטע מוזכרים שישה חומרים.
העתיקו את נוסחאות החומרים וקבעו עבור כל אחד מהם אם הוא יסוד או תרכובת.
נמקו את קביעתכם.
רשמו הערכת אלקטרונים ברמות האנרגיה עבור אטום גופרית, S .
רשמו את מטען היון היציב של גופרית.
רשמו נוסחת ייצוג אלקטרונים עבור מימן גופרי, .
נתונות שתי תגובות, (1) ו-(2) :
(1)
(2)
העתיקו את שתי התגובות למחברתכם ואזנו אותן.
תכשיט כסף מגיב לפי התגובה (1) .
קבעו האם במהלך הזמן מסת התכשיט עולה, יורדת או לא משתנה. הסבירו את קביעתכם.
לפניכם ארבעה היגדים, i-iv , המתייחסים לחומרים שבקטע.
קבעו לגבי כל אחד מן ההיגדים אם הוא נכון או לא נכון.
בין האטומים במימן גופרי, , יש קשרים קוולנטים.
בין המולקולות של גופרית, , יש קשרי מימן.
בין האטומים של כסף גופרי, , יש קשרים קוולנטים.
לכסף, , מבנה ענק של יונים חיוביים מוקפים באלקטרונים.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
סעיף א
מקור אנושי: שריפת דלקים (או תעשיות שונות). מקור טבעי: גזים הנפלטים בפעילות געשית (או פעילות אצות באוקיינוסים).
בקטע נכתב: "בין המקורות הטבעיים נמנים: פעילות אצות באוקיינוסים, גזים הנפלטים בפעילות געשית ועוד. תעשיות שונות ושריפת דלקים משחררות גם הן תרכובות גופרית לאטמוספירה."
- מקור אנושי (אחד מהם): שריפת דלקים, או תעשיות שונות.
- מקור טבעי (אחד מהם): פעילות געשית (גזים הנפלטים מהר געש), או פעילות אצות באוקיינוסים.
למשל: משמש כחומר שימור בפירות יבשים וביין; גבס, , משמש לבניה ולקיבוע שברים בגוף.
לפי הקטע יש לגופרית ולתרכובותיה כמה שימושים. מספיק לכתוב שניים מהם:
1. משמש כחומר שימור בפירות יבשים וביין.
2. גופרית, , משמשת בגפרורים.
3. גבס, , משמש לבניה.
4. גבס משמש לקיבוע שברים בגוף.
סעיף ב
יסודות: , . תרכובות: , , , .
יסוד הוא חומר הבנוי מסוג אחד בלבד של אטומים. תרכובת היא חומר הבנוי משני סוגי אטומים (יסודות) או יותר, הקשורים זה לזה ביחס קבוע.
טעות נפוצה: לקבוע ש- היא תרכובת בגלל שיש בה כמה אטומים. מספר האטומים אינו קובע; הקובע הוא מספר סוגי האטומים.
סעיף ג
2,8,6
המספר האטומי של גופרית הוא 16 (לפי הטבלה המחזורית), ולכן באטום יש 16 אלקטרונים. ברמה הראשונה יש מקום ל-2 אלקטרונים, ברמה השנייה ל-8, ושאר 6 האלקטרונים נמצאים ברמה השלישית:
S: 2,8,6
(גופרית נמצאת במחזור 3 – שלוש רמות אנרגיה, ובטור 6 – 6 אלקטרוני ערכיות.)
(היון )
לאטום גופרית יש 6 אלקטרוני ערכיות (2,8,6). כדי להגיע להיערכות יציבה של 8 אלקטרונים ברמה החיצונית (אוקטט), כמו של הגז האציל ארגון (2,8,8), האטום קולט 2 אלקטרונים. באטום נשארים 16 פרוטונים, ויש בו עכשיו 18 אלקטרונים, ולכן מטען היון הוא , כלומר .
, ועל אטום S שני זוגות אלקטרונים לא קושרים.

אטום S (6 אלקטרוני ערכיות) צריך עוד 2 אלקטרונים להשלמת אוקטט, וכל אטום H (אלקטרון אחד) צריך עוד אלקטרון אחד. לכן S יוצר קשר קוולנטי יחיד (זוג אלקטרונים משותף) עם כל אחד משני אטומי H.
בנוסחה: אטום S במרכז, קו (זוג אלקטרונים קושר) בינו לבין כל אחד משני אטומי ה-H, ועל אטום S שני זוגות אלקטרונים לא קושרים (4 נקודות). סביב S יש 8 אלקטרונים (2 זוגות קושרים + 2 זוגות לא קושרים), וסביב כל H יש 2 אלקטרונים.
סעיף ד
(1)
(2)
מאזנים כך שמספר האטומים מכל סוג יהיה שווה בשני צדי החץ (חוק שימור החומר). משנים רק את המקדמים, לא את הנוסחאות.
תגובה (1): בתוצר יש 2 אטומי Ag, ולכן רושמים 2 לפני Ag:
בדיקה: Ag: 2 = 2; H: 2 = 2; S: 1 = 1.
תגובה (2): במגיב יש 8 אטומי S, ולכן רושמים 8 לפני . בצד התוצרים יש עכשיו אטומי O, ולכן רושמים 8 לפני :
בדיקה: S: 8 = 8; O: = .
המסה עולה – אטומי גופרית מהגז שבאוויר מצטרפים לתכשיט ויוצרים עליו שכבת , וכל אטומי הכסף נשארים בתכשיט.
הסבר: לפי תגובה (1), אטומי הכסף שבתכשיט () מגיבים עם הגז שבאוויר. נוצר המוצק , שנשאר כשכבה על פני התכשיט, ונוצר גם הגז , שעוזב לאוויר.
•כל אטומי הכסף נשארים בתכשיט (בתוך השכבה או בכסף שלא הגיב).
•לתכשיט מצטרפים אטומי גופרית שמקורם בגז מהאוויר.
•אטומי המימן עוזבים כגז ואינם נשארים בתכשיט.
כלומר, התכשיט מקבל אטומי גופרית ואינו מאבד אטומים, ולכן מסתו גדלה עם הזמן. לפי חוק שימור החומר, מסת התכשיט אחרי התגובה שווה למסת הכסף ועוד מסת הגופרית שהצטרפה אליו.
טעות נפוצה: לקבוע שהמסה לא משתנה "לפי חוק שימור החומר". החוק חל על המערכת כולה (התכשיט והגזים), ואילו התכשיט לבדו קולט אטומי גופרית מהאוויר.
סעיף ה
נכון.
בנוי משני אל-מתכות, מימן וגופרית. האטומים קשורים זה לזה בקשרים קוולנטיים, כלומר בזוגות אלקטרונים משותפים (שני קשרים יחידים S–H). ההיגד נכון.
לא נכון.
קשר מימן נוצר רק כאשר במולקולה יש אטום H הקשור לאטום N, O או F. במולקולה אין אטומי מימן כלל, ולכן בין מולקולות אין קשרי מימן. בין המולקולות יש אינטראקציות ואן-דר-ולס בלבד. ההיגד לא נכון.
לא נכון.
בנוי ממתכת (כסף) ומאל-מתכת (גופרית), ולכן הוא חומר יוני. החלקיקים בו הם יונים, ו-, וביניהם יש קשר יוני: משיכה חשמלית בין יונים בעלי מטען מנוגד בסריג יוני. אין בו קשרים קוולנטיים בין אטומים. ההיגד לא נכון.
נכון.
כסף הוא מתכת. לפי מודל הסריג המתכתי, המתכת בנויה מסריג ענק של יונים חיוביים, המוקפים ב"ים" של אלקטרונים ערכיות שנעים בחופשיות בכל הסריג. הקשר המתכתי הוא המשיכה בין היונים החיוביים לבין האלקטרונים. ההיגד נכון.
פרק שלישי
שאלה 9 · חמצן ואלומיניום: מבנה האטום ואיזוטופים
השאלה עוסקת באטומים חמצן, O , אלומיניום, Al , ובתרכובות שלהם.
ענו על שני הסעיפים א , ב ועל אחד מן הסעיפים ג או ד.
רשמו את הערכות האלקטרונים ברמות האנרגיה של אטום חמצן, ואת הערכות האלקטרונים ברמות האנרגיה של אטום אלומיניום.
רשמו את מספר אלקטרוני הערכיות של אטום חמצן, ואת מספר אלקטרוני הערכיות של אטום אלומיניום.
לפניכם טבלה ובה מידע אודות מספר חלקיקים שונים.
העתיקו את הטבלה למחברתכם והשלימו אותה.
שניים מהחלקיקים המוצגים בטבלה הם איזוטופים. רשמו את הסימול שלהם.
איזוטופ פולט קרינה רדיואקטיבית והופך ל- .
קבעו מהו סוג הקרינה הרדיואקטיבית הנפלטת, או ? נמקו את קביעתכם.
בזיקוקים משתמשים באבקת אלומיניום שנשרפת ופולטת אור חזק לפי התגובה הבאה:
העתיקו את התגובה למחברתכם ואזנו אותה.
תלמידה לקחה כלי סגור ובו 5.4 גרם אבקת אלומיניום, , ו-4.8 גרם חמצן גזי, .
התלמידה הציתה את התערובת והחומרים הגיבו ליצירת אלומיניום חמצני, .
בסיום התגובה לא נשארו מגיבים בכלי.
מהי מסת האלומיניום החמצני שנוצר? נמקו תשובתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 9
סעיף א
O: 2,6 ; Al: 2,8,3
לפי הטבלה המחזורית, המספר האטומי של חמצן הוא 8, ולכן באטום יש 8 אלקטרונים. המספר האטומי של אלומיניום הוא 13, ולכן באטום יש 13 אלקטרונים. ממלאים את הרמות לפי הסדר: ברמה הראשונה עד 2 אלקטרונים, ובשנייה עד 8:
•חמצן: 2,6
•אלומיניום: 2,8,3
חמצן – 6; אלומיניום – 3.
אלקטרוני הערכיות הם האלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית:
•חמצן (2,6): 6 אלקטרוני ערכיות (טור 6).
•אלומיניום (2,8,3): 3 אלקטרוני ערכיות (טור 3).
סעיף ב
: 8p, 9n, 8e, 0; : 8p, 7n, 8e, 0; : 8p, 10n, 10e; : 13p, 16n, 13e, 0; : 13p, 14n, 10e, .
כללים: מספר הפרוטונים = המספר האטומי (חמצן 8, אלומיניום 13, לפי הטבלה המחזורית). מספר המסה = מספר הפרוטונים + מספר הניטרונים. באטום נייטרלי מספר האלקטרונים שווה למספר הפרוטונים. ביון: מספר האלקטרונים = מספר הפרוטונים פחות המטען (יון קלט 2 אלקטרונים, יון מסר 3 אלקטרונים).
חישובים:
•אטום חמצן עם 9 ניטרונים: מספר המסה .
- : מספר הניטרונים .
•יון חמצן: מספר המסה ; מספר האלקטרונים .
•אטום אלומיניום עם 16 ניטרונים: מספר המסה .
- : מספר הניטרונים ; מספר האלקטרונים .
סעיף ג
ו-
איזוטופים הם אטומים של אותו יסוד (אותו מספר פרוטונים, אותו מספר אטומי) שמספר הניטרונים שלהם שונה, ולכן גם מספר המסה שלהם שונה.
שני אטומי החמצן בטבלה: לשניהם 8 פרוטונים, אבל לאחד 9 ניטרונים ולשני 7. לכן אלה האיזוטופים ו-.
(שימו לב: גם יון החמצן שייך ליסוד חמצן, וגם ו- הם של אותו יסוד. אבל איזוטופים מוגדרים כאטומים של אותו יסוד, ושני הסעיפים האחרים כוללים יון. לכן התשובה המתאימה היא שני אטומי החמצן הנייטרליים.)
קרינת .
נימוק: מספר המסה לא השתנה (15 לפני ואחרי), והמספר האטומי עלה ב-1: חמצן (8 פרוטונים) הפך לפלואור (9 פרוטונים, לפי הטבלה המחזורית).
•קרינת היא אלקטרונים הנפלטים מגרעין האטום (מטען , מסה זניחה). בפליטתה ניטרון בגרעין הופך לפרוטון, ולכן מספר הפרוטונים גדל ב-1 ומספר המסה אינו משתנה – בדיוק מה שקרה כאן.
•קרינת היא גרעיני הליום (2 פרוטונים ו-2 ניטרונים, מטען ). בפליטתה המספר האטומי היה קטן ב-2 ומספר המסה היה קטן ב-4. זה לא מתאים למעבר מ- ל-.
הערה כימית: התשובה ניתנה לפי הנתון שבשאלה ( הופך ל-). במציאות האיזוטופ דל בניטרונים (8 פרוטונים ו-7 ניטרונים), ולכן בגרעין שלו פרוטון הופך לניטרון: הוא פולט פוזיטרון (קרינת , חלקיק בעל מטען ומסה של אלקטרון) והופך לחנקן, (המספר האטומי קטן ב-1). המעבר ל- שבשאלה אינו מתרחש בטבע; הנתון מתאים לפליטת רגילה (אלקטרון), ועל פיו יש לענות בבחינה.
סעיף ד
ב- יש 3 אטומי O, וב- יש 2. הכפולה המשותפת הקטנה של 2 ו-3 היא 6, ולכן רושמים 2 לפני ו-3 לפני (6 אטומי O בכל צד). בצד התוצרים יש עכשיו אטומי Al, ולכן רושמים 4 לפני Al:
בדיקה: Al: 4 = ; O: = .
נימוק – חוק שימור המסה: בתגובה כימית אטומים אינם נוצרים ואינם נעלמים, הם רק מתחברים מחדש. לכן סכום מסות המגיבים שהגיבו שווה לסכום מסות התוצרים. הכלי סגור, ולכן שום חומר לא יצא ממנו ולא נכנס אליו. בסיום התגובה לא נשארו מגיבים, כלומר כל האלומיניום וכל החמצן הפכו לתוצר היחיד, .
תשובה: נוצרו של אלומיניום חמצני.
שאלה 10 · סוגי סריגים ותכונות חומרים
יש לענות על סעיפים א, ג, ד, ועל אחד מן הסעיפים ב או ה.
נתונים ארבעה חומרים ונוסחאותיהם:
יהלום, , יוד, , מגנזיום יודי, , מגנזיום, .
עבור כל אחד מארבעת החומרים רשמו את סוג הסריג המתאים לו (מולקולרי, יוני, מתכתי או אטומרי).
לפניכם שני מודלים, I ו-II :

לאיזה מבין החומרים (הנתונים בפתיח השאלה) עשוי להתאים מודל I ?
לאיזה מבין החומרים (הנתונים בפתיח השאלה) עשוי להתאים מודל II ?
בטבלה שלפניכם מוצגים ארבעה חומרים מוצקים שסומנו באופן שרירותי באותיות A עד D :
התאימו לכל אחת מהאותיות A – D שבטבלה את החומר המתאים מבין ארבעת החומרים הנתונים בפתיח השאלה, ורשמו את נוסחת החומר המתאימה לו.
הסבירו ברמה המיקרוסקופית מדוע החומרים A, B ו- C הם מוצקים בטמפרטורת החדר.
התייחסו לכל חומר בנפרד וציינו את סוג הקשרים שיש בין החלקיקים.
חומר C מתמוסס במים.
נסחו ואזנו את תהליך ההמסה במים של חומר C .
האם התמיסה שהתקבלה מוליכה חשמל? נמקו ברמה המיקרוסקופית.
כאשר ממיסים את חומר C במים בטמפרטורה , הטמפרטורה של התמיסה שנמדדת לאחר מספר דקות, היא .
קבעו אם תגובת ההמסה היא אנדותרמית או אקסותרמית. הסבירו תשובתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 10
סעיף א
יהלום – אטומרי; יוד – מולקולרי; מגנזיום יודי – יוני; מגנזיום – מתכתי.
סעיף ב
יהלום, .
במודל I כל החלקיקים זהים (סוג אחד של אטומים). כל אטום קשור בקווים (קשרים קוולנטיים) לארבעה אטומים שכנים, והם יוצרים רשת תלת-ממדית ענקית ורציפה. זה מודל של סריג אטומרי, ולכן הוא מתאים ליהלום, : כל אטום פחמן (4 אלקטרוני ערכיות) קשור בקשרים קוולנטיים לארבעה אטומי פחמן.
מגנזיום, .
במודל II יש יונים חיוביים בעלי מטען , מסודרים בשכבות, וביניהם סימני מינוס (אלקטרונים) הפזורים בכל המבנה. זה מודל הסריג המתכתי – יונים חיוביים בים של אלקטרונים. הוא מתאים למגנזיום: לאטום Mg יש 2 אלקטרוני ערכיות (2,8,2), ובסריג המתכתי הוא נמצא כיון ושני אלקטרוני הערכיות שלו חופשיים לנוע בסריג.
(המודל אינו מתאים ל-: בסריג יוני יש יונים שליליים של יוד, , ולא אלקטרונים חופשיים.)
סעיף ג
A – ; B – ; C – ; D –
- A – (יהלום): טמפרטורת ההיתוך הגבוהה ביותר (3700 ) ואין מוליכות חשמלית לא במוצק ולא בנוזל. זה מתאים לסריג אטומרי (אין יונים ואין אלקטרונים חופשיים).
- B – : מוליך חשמל גם במוצק וגם בנוזל. זה מתאים למתכת, שיש בה אלקטרונים חופשיים לנוע בכל מצב.
- C – : אינו מוליך במוצק, אבל מוליך בנוזל (מותך). זה מתאים לחומר יוני: במוצק היונים קבועים במקומם, ובנוזל הם חופשיים לנוע.
- D – : טמפרטורת ההיתוך הנמוכה ביותר (114 ) ואין מוליכות. זה מתאים לחומר מולקולרי, שבו הכוחות בין המולקולות (ואן-דר-ולס) חלשים יחסית ואין חלקיקים טעונים.
בשלושתם יש קשרים חזקים בין החלקיקים (A – קוולנטיים, B – מתכתי, C – יוני), ולכן טמפרטורת ההיתוך שלהם גבוהה בהרבה מטמפרטורת החדר.
חומר מוצק בטמפרטורת החדר אם טמפרטורת ההיתוך שלו גבוהה מטמפרטורת החדר (כ-). כדי להתיך חומר צריך להחליש או לשבור את הקשרים בין החלקיקים שבסריג, וכשהקשרים חזקים נדרשת לשם כך אנרגיה רבה (טמפרטורה גבוהה).
- A – יהלום (סריג אטומרי): החלקיקים הם אטומי פחמן. כל אטום קשור לארבעה אטומים שכנים בקשרים קוולנטיים חזקים, במבנה ענק רציף. כדי להתיך צריך לשבור קשרים קוולנטיים רבים, ולכן טמפרטורת ההיתוך גבוהה מאוד (3700 ), והחומר מוצק בטמפרטורת החדר.
- B – מגנזיום (סריג מתכתי): החלקיקים הם יוני בים של אלקטרונים. ביניהם קשר מתכתי – משיכה חשמלית חזקה בין היונים החיוביים לבין האלקטרונים השליליים הנעים בחופשיות. הקשר החזק גורם לטמפרטורת היתוך גבוהה (650 ), ולכן החומר מוצק בטמפרטורת החדר.
- C – מגנזיום יודי (סריג יוני): החלקיקים הם יוני ויוני . ביניהם קשר יוני – משיכה חשמלית חזקה בין יונים בעלי מטען מנוגד, בכל הכיוונים בסריג. הקשר החזק גורם לטמפרטורת היתוך גבוהה (637 ), ולכן החומר מוצק בטמפרטורת החדר.
סעיף ד
חומר C הוא מגנזיום יודי, חומר יוני. בהמסה במים הסריג היוני מתפרק, והיונים מוקפים במולקולות מים (יונים מוּמָסים, ):
בדיקת איזון: Mg: 1 = 1; I: 2 = 2; מטען: 0 = .
טעות נפוצה: לרשום או בצד התוצרים. בסריג היוני יש יונים בודדים, ובהמסה הם משתחררים כיונים נפרדים.
כן.
נימוק: מוליכות חשמלית מחייבת חלקיקים טעונים חופשיים לנוע. בתמיסה המימית של יש יונים, ו-, שאינם קבועים עוד בסריג ונעים בחופשיות בתמיסה. כאשר מחברים את התמיסה למקור מתח, היונים החיוביים נעים לכיוון האלקטרודה השלילית והיונים השליליים לכיוון האלקטרודה החיובית, וכך עובר זרם חשמלי.
סעיף ה
אקסותרמית – הטמפרטורה עלתה, כלומר בתהליך נפלטה אנרגיה (חום) לסביבה.
הסבר: הטמפרטורה של התמיסה עלתה מ- ל-. עלייה בטמפרטורה מראה שבתהליך ההמסה נפלטה אנרגיה (חום) מהמערכת אל הסביבה, כלומר אל המים והתמיסה. תהליך שבו נפלטת אנרגיה הוא תהליך אקסותרמי. (בתהליך אנדותרמי נקלטת אנרגיה מהסביבה, והטמפרטורה של התמיסה הייתה יורדת.)
שאלה 11 · ניסוי סוכריות וצבע מאכל
יש לענות על שני הסעיפים א, ב, ועל אחד מן הסעיפים ג או ד .
לפניכם תיאור של ניסוי עם סוכריות עדשים (סוכריות עם ציפוי שמכיל צבע מאכל):
על צלחת שטוחה מסדרים סוכריות במעגל, קרוב לדופן הצלחת.
שופכים מעט מים במרכז הצלחת וממתינים.
כאשר המים באים במגע עם הסוכריות, צבע המאכל מתמוסס ונע לכיוון מרכז הצלחת.
קבוצת תלמידים ביצעה ניסוי במעבדה.
לצורך הניסוי התלמידים לקחו 4 צלחות זהות וסידרו בכל אחת מהצלחות 15 סוכריות בצבע אדום.
לאחר מכן נמזגו לכל צלחת 20 מ"ל מים, כאשר טמפרטורת המים בכל אחת מהצלחות הייתה שונה.
התלמידים מדדו, עבור כל צלחת, את משך הזמן שעבר מרגע הוספת המים לצלחת ועד שהצבע האדום הגיע למרכז הצלחת.
נסחו את שאלת החקר שנבדקה בניסוי.
ציינו את המשתנה התלוי ואת המשתנה הבלתי תלוי בניסוי זה.
לפניכם שני גרפים, I ו-II , שבנו התלמידים לתיאור תוצאות הניסוי.

קבעו איזה משני הגרפים, I או II , מתאר נכון את הניסוי שנערך. הסבירו את בחירתכם.
רשמו כותרת לגרף שבחרתם.
לפניכם ארבעה היגדים (1) – (4) הנוגעים לניסוי שהתלמידים ביצעו.
קבעו עבור כל אחד מן ההיגדים אם הוא מבטא: תצפית, פירוש של תצפית או מסקנה.
(1) יש קשר בין טמפרטורת המים לבין הזמן עד שהצבע הגיע למרכז הצלחת.
(2) הצבע האדום מתמוסס במים.
(3) בסיום הניסוי כל הנוזל בצלחת היה אדום ועכור.
(4) תנועת מולקולות הצבע בצלחת עם הטמפרטורה הגבוהה ביותר הייתה המהירה ביותר.
בניסוי אחר, תלמידים חקרו כיצד צבע הסוכריות משפיע על משך הזמן שלוקח לצבע המאכל להגיע למרכז הצלחת.
באיזה סוג גרף, פיזור XY או עמודות, עליהם להציג את התוצאות. נמקו את קביעתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 11
סעיף א
כיצד משפיעה טמפרטורת המים על משך הזמן שעובר עד שהצבע האדום מגיע למרכז הצלחת?
שאלת חקר מנוסחת כשאלה, ומקשרת בין הגורם שהחוקרים שינו (המשתנה הבלתי תלוי) לבין מה שמדדו (המשתנה התלוי).
בניסוי שינו התלמידים רק את טמפרטורת המים (כל השאר זהה: הצלחות, מספר הסוכריות וצבען, נפח המים), ומדדו את משך הזמן עד שהצבע הגיע למרכז הצלחת. לכן:
שאלת החקר: כיצד משפיעה טמפרטורת המים על משך הזמן שעובר מרגע הוספת המים ועד שהצבע האדום מגיע למרכז הצלחת?
משתנה תלוי: משך הזמן עד שהצבע האדום הגיע למרכז הצלחת. משתנה בלתי תלוי: טמפרטורת המים.
- המשתנה הבלתי תלוי – הגורם שהחוקרים שינו בכוונה בין הצלחות: טמפרטורת המים.
- המשתנה התלוי – מה שנמדד והשתנה בעקבות השינוי: משך הזמן שעבר מרגע הוספת המים ועד שהצבע האדום הגיע למרכז הצלחת.
(גורמים קבועים: מספר הסוכריות (15), צבען (אדום), נפח המים (20 מ"ל), צלחות זהות.)
סעיף ב
גרף I.
הסבר: בשני הגרפים מוצגות אותן תוצאות (למשל ב- כ-117 שניות וב- כ-25 שניות), וההבדל ביניהם הוא רק בבחירת הצירים. לפי המוסכמה, על ציר ה-x (הציר האופקי) מציגים את המשתנה הבלתי תלוי, ועל ציר ה-y (הציר האנכי) את המשתנה התלוי.
•בגרף I טמפרטורת המים (המשתנה הבלתי תלוי) נמצאת על ציר ה-x, והזמן (המשתנה התלוי) על ציר ה-y – נכון.
•בגרף II הצירים הפוכים: הזמן על ציר ה-x והטמפרטורה על ציר ה-y – לא נכון.
בנוסף, התלמידים קבעו מראש את ערכי הטמפרטורה (10, 30, 50, 70 מעלות), ולכן ערכים "עגולים" אלה מופיעים בגרף I על ציר ה-x, כפי שמתאים למשתנה שנקבע על ידי החוקרים.
משך הזמן עד שהצבע האדום הגיע למרכז הצלחת כתלות בטמפרטורת המים.
כותרת לגרף מציינת את המשתנה התלוי כתלות במשתנה הבלתי תלוי:
(או: "השפעת טמפרטורת המים על משך הזמן עד שהצבע האדום מגיע למרכז הצלחת".)
סעיף ג
(1) מסקנה; (2) פירוש של תצפית; (3) תצפית; (4) פירוש של תצפית.
הגדרות:
- תצפית – מה שרואים, שומעים או מודדים ישירות בחושים או במכשיר, בלי הסבר.
- פירוש של תצפית – הסבר של מה שנצפה, בדרך כלל ברמת החלקיקים או בתהליך שאינו נראה ישירות.
- מסקנה – הכללה המבוססת על כל תוצאות הניסוי, ועונה על שאלת החקר.
סעיף ד
גרף עמודות – המשתנה הבלתי תלוי (צבע הסוכריות) הוא משתנה איכותי (קטגוריות), ולא משתנה כמותי רציף.
נימוק: בניסוי זה המשתנה הבלתי תלוי הוא צבע הסוכריות (אדום, צהוב, ירוק וכו'). זה משתנה איכותי – קטגוריות נפרדות שאין להן ערך מספרי ואין ביניהן ערכי ביניים. לכן מציגים לכל צבע עמודה נפרדת, שגובהה הוא משך הזמן (המשתנה התלוי, הכמותי).
גרף פיזור XY מתאים כאשר גם המשתנה הבלתי תלוי הוא כמותי ורציף (כמו טמפרטורת המים בניסוי הקודם), כך שיש משמעות לסדר הערכים ולמרחקים ביניהם על הציר, ואפשר לבחון מגמה.
טבלת התשובות
| שאלה | סעיף | תשובה |
|---|---|---|
| 1 | - | ג – 15 אטומים. |
| 2 | - | א – בטמפרטורה (טמפרטורת הרתיחה) יכולים להתקיים יחד ברום נוזל וברום גז, ולכן יכול להתרחש עיבוי: . |
| 3 | - | ב – יש קשר משולש ב- () וב- (). |
| 4 | - | ב – תיאור של החלקיקים (היונים) וסידורם הוא תיאור ברמה המיקרוסקופית, והוא נכון למוצק. |
| 5 | - | ד – : יוני ויוני ביחס 3:2. |
| 6 | - | א – בין מולקולות המים יש קשרי מימן, החזקים מאינטראקציות ואן-דר-ולס שהן הכוחות היחידים בין מולקולות . |
| 7 | - | ג – הוא אל-מתכת מטור 6 ו- הוא מתכת אלקלית; התרכובת ביניהם יונית, ולכן מוצקה בטמפרטורת החדר. |
| 8 | א i | מקור אנושי: שריפת דלקים (או תעשיות שונות). מקור טבעי: גזים הנפלטים בפעילות געשית (או פעילות אצות באוקיינוסים). |
| א ii | למשל: משמש כחומר שימור בפירות יבשים וביין; גבס, , משמש לבניה ולקיבוע שברים בגוף. | |
| ב | יסודות: , . תרכובות: , , , . | |
| ג i | 2,8,6 | |
| ג ii | (היון ) | |
| ג iii | , ועל אטום S שני זוגות אלקטרונים לא קושרים. | |
| ד i | (1) (2) | |
| ד ii | המסה עולה – אטומי גופרית מהגז שבאוויר מצטרפים לתכשיט ויוצרים עליו שכבת , וכל אטומי הכסף נשארים בתכשיט. | |
| ה i | נכון. | |
| ה ii | לא נכון. | |
| ה iii | לא נכון. | |
| ה iv | נכון. | |
| 9 | א i | O: 2,6 ; Al: 2,8,3 |
| א ii | חמצן – 6; אלומיניום – 3. | |
| ב | : 8p, 9n, 8e, 0; : 8p, 7n, 8e, 0; : 8p, 10n, 10e; : 13p, 16n, 13e, 0; : 13p, 14n, 10e, . | |
| ג i | ו- | |
| ג ii | קרינת . | |
| ד i | ||
| ד ii | ||
| 10 | א | יהלום – אטומרי; יוד – מולקולרי; מגנזיום יודי – יוני; מגנזיום – מתכתי. |
| ב i | יהלום, . | |
| ב ii | מגנזיום, . | |
| ג i | A – ; B – ; C – ; D – | |
| ג ii | בשלושתם יש קשרים חזקים בין החלקיקים (A – קוולנטיים, B – מתכתי, C – יוני), ולכן טמפרטורת ההיתוך שלהם גבוהה בהרבה מטמפרטורת החדר. | |
| ד i | ||
| ד ii | כן. | |
| ה | אקסותרמית – הטמפרטורה עלתה, כלומר בתהליך נפלטה אנרגיה (חום) לסביבה. | |
| 11 | א i | כיצד משפיעה טמפרטורת המים על משך הזמן שעובר עד שהצבע האדום מגיע למרכז הצלחת? |
| א ii | משתנה תלוי: משך הזמן עד שהצבע האדום הגיע למרכז הצלחת. משתנה בלתי תלוי: טמפרטורת המים. | |
| ב i | גרף I. | |
| ב ii | משך הזמן עד שהצבע האדום הגיע למרכז הצלחת כתלות בטמפרטורת המים. | |
| ג | (1) מסקנה; (2) פירוש של תצפית; (3) תצפית; (4) פירוש של תצפית. | |
| ד | גרף עמודות – המשתנה הבלתי תלוי (צבע הסוכריות) הוא משתנה איכותי (קטגוריות), ולא משתנה כמותי רציף. |