מפתח תשובות · יחידה 2

קשרים ומבנה.

שאלות התרגול של כל שיעור, התשובות הנכונות שלהן והטעויות שהן מזהות. תשובות שנקראות מהסצנה משתמשות באותה הגדרה שהלומדים רואים.

קטלוג הטעויות הנפוצות

מפתח תשובות 6

שיעור 1 מתוך 6 · כ־25 דקות

יונים וקשר יוני

למה אטומים מוסרים או מקבלים אלקטרונים, איך נוצרים יונים חיוביים ושליליים, מה קובע את המטען שלהם, ואיך כותבים את הנוסחה של תרכובת יונית.

לפתוח את השיעור

6 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 6
לפתוח את השלב
חור ועודף
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
לנתרן, 2,8,1, יש אלקטרון חיצוני מיותר, ולכלור, 2,8,7, חסר אחד. מה יקרה כשהם ייפגשו?

התשובה הנכונה
- נכונה האלקטרון של הנתרן יעבור לכלור
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
משפחה
הלוגן (קבוצה 17)
מחזור (שורה)
3
הכנסת נתרן
לבדו
האפשרויות
- נכונה האלקטרון של הנתרן יעבור לכלור
- שגויה הכלור ימסור אלקטרון לנתרן
  טעות נפוצה: Has the electron moving the wrong way: the non-metal giving electrons to the metal.
  משוב מהקטלוג
  מתכות, עם מעט אלקטרונים חיצוניים, הן שמוסרות אלקטרונים, ואל־מתכות, הקרובות לקליפה מלאה, הן שמקבלות אותם. לנתרן, 2,8,1, קל לוותר על האלקטרון היחיד שבקליפה השלישית, ולכלור, 2,8,7, חסר בדיוק אחד. לכן נוצרים Na⁺ ו־Cl⁻, ולא להפך.
- שגויה הם יחלקו ביניהם זוג אלקטרונים
  משוב
  חלוקת זוג היא קשר קוולנטי, בין שתי אל־מתכות. לנתרן קל לוותר על האלקטרון היחיד שבקליפה השלישית, ולכלור כדאי לקבל אותו, ולכן האלקטרון עובר.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
הכנסת נתרן
פוגש נתרן
ואז הסצנה מראה: -1 · Charge of the ion it forms with sodium: −1 for a halogen, 0 for a noble gas (none)/nodes/pair/outputs/ionCharge
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
האלקטרון קופץ למקום הפנוי בקליפה של הכלור. לשני האטומים יש עכשיו קליפה חיצונית מלאה: נתרן נעשה Na⁺, 2,8, וכלור נעשה Cl⁻, 2,8,8.

פתרון מלא
1. נתרן, 2,8,1: הדרך הקצרה לקליפה מלאה היא למסור אלקטרון אחד.
2. כלור, 2,8,7: הדרך הקצרה היא לקבל אלקטרון אחד.
3. האלקטרון עובר מהנתרן לכלור, ונוצרים Na⁺ ו־Cl⁻.
אם ניבאתם שהכלור ימסור אלקטרון, הפכתם את הכיוון: לכלור היה נשאר 2,8,6, רחוק יותר מקליפה מלאה.
שלב 2 מתוך 6
לפתוח את השלב
לספור את היונים
תרגול · חשבו
השאלה
לכלור $17$ ⁠ פרוטונים. כמה אלקטרונים יש ביון הכלוריד, Cl⁻?

התשובה הנכונה
18 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
משפחה
הלוגן (קבוצה 17)קבוע
מחזור (שורה)
3קבוע
הכנסת נתרן
פוגש נתרן
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Electrons once it has met sodium: Z + 1 for a halide ion, Z for a noble gas/nodes/pair/outputs/ionElectrons
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 16 ± 0.01
  טעות נפוצה: Thinks a negative ion is one that lost electrons, mixing up the sign.
  משוב מהקטלוג
  אלקטרונים הם החלקיקים השליליים. אטום שמקבל אלקטרונים נעשה שלילי, כי יש בו יותר אלקטרונים מפרוטונים, ואטום שמוסר אלקטרונים נעשה חיובי. ביון Cl⁻ יש $17$ ⁠ פרוטונים ו־ $18$ ⁠ אלקטרונים.
משוב לתשובה נכונה
$18$ ⁠: האטום קיבל אלקטרון אחד, ויש לו עכשיו אלקטרון אחד יותר מפרוטונים, ולכן המטען $-1$ ⁠. הסידור 2,8,8, כמו בארגון.

רמז
מטען שלילי פירושו יותר אלקטרונים מפרוטונים.

פתרון מלא
1. אטום כלור ניטרלי: $17$ ⁠ פרוטונים ו־ $17$ ⁠ אלקטרונים.
2. Cl⁻ קיבל אלקטרון אחד: $17 + 1 = 18$ ⁠.
3. בדיקה: המטען $17 - 18 = -1$ ⁠.
אם עניתם $16$ ⁠, חשבתם שמטען שלילי בא מאיבוד אלקטרון. אבל אלקטרונים הם השליליים: מי שמקבל אותם נעשה שלילי.
שלב 3 מתוך 6
לפתוח את השלב
קליפה מלאה אומרת לא
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
לארגון קליפה חיצונית מלאה, 2,8,8. מה יקרה כשנתרן יתקרב אליו?

התשובה הנכונה
- נכונה שום תגובה: הנתרן יתרחק עם האלקטרון שלו
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
משפחה
גז אציל (קבוצה 18)
מחזור (שורה)
3
הכנסת נתרן
לבדו
האפשרויות
- נכונה שום תגובה: הנתרן יתרחק עם האלקטרון שלו
- שגויה ארגון ייקח את האלקטרון ויהיה Ar⁻
  משוב
  אין לארגון מקום פנוי: אלקטרון נוסף היה צריך לפתוח קליפה רביעית, רחוקה, והוא לא נאחז בה.
- שגויה ארגון ימסור אלקטרון לנתרן
  טעות נפוצה: Has the electron moving the wrong way: the non-metal giving electrons to the metal.
  משוב מהקטלוג
  מתכות, עם מעט אלקטרונים חיצוניים, הן שמוסרות אלקטרונים, ואל־מתכות, הקרובות לקליפה מלאה, הן שמקבלות אותם. לנתרן, 2,8,1, קל לוותר על האלקטרון היחיד שבקליפה השלישית, ולכלור, 2,8,7, חסר בדיוק אחד. לכן נוצרים Na⁺ ו־Cl⁻, ולא להפך.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
הכנסת נתרן
פוגש נתרן
ואז הסצנה מראה: 0 · Charge of the ion it forms with sodium: −1 for a halogen, 0 for a noble gas (none)/nodes/pair/outputs/ionCharge
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
הנתרן ניתז. לארגון אין מקום פנוי בקליפה החיצונית ואין לו אלקטרון מיותר, ולכן אין תגובה. זה מה שהופך את הגזים האצילים לאצילים.

פתרון מלא
1. ארגון, 2,8,8: הקליפה החיצונית מלאה.
2. אין בה מקום לאלקטרון של הנתרן, ומסירת אלקטרון הייתה פותחת את הקליפה המלאה.
3. שום צד לא מרוויח, ולכן לא נוצרים יונים.
שלב 4 מתוך 6
לפתוח את השלב
המטען לפי הקבוצה
תרגול · בחרו
השאלה
לחמצן, 2,6, שישה אלקטרונים חיצוניים. איזה יון הוא יוצר כשהוא פוגש מתכת?

התשובה הנכונה
- נכונה O²⁻
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
משפחה
הלוגן (קבוצה 17)
מחזור (שורה)
2
הכנסת נתרן
פוגש נתרן
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה O²⁻
- שגויה O⁶⁻
  טעות נפוצה: Takes an ion’s charge to be its number of outer electrons.
  משוב מהקטלוג
  המטען של יון הוא מספר האלקטרונים שהאטום קיבל או מסר כדי להגיע לקליפה מלאה, לא מספר האלקטרונים החיצוניים שלו. לחמצן שישה אלקטרונים חיצוניים, אבל חסרים לו רק שניים, והוא מקבל אותם: O²⁻. אצל אל־מתכות המטען הוא שמונה פחות מספר האלקטרונים החיצוניים, עם סימן מינוס.
- שגויה O⁶⁺
  טעות נפוצה: Takes an ion’s charge to be its number of outer electrons.
  משוב מהקטלוג
  המטען של יון הוא מספר האלקטרונים שהאטום קיבל או מסר כדי להגיע לקליפה מלאה, לא מספר האלקטרונים החיצוניים שלו. לחמצן שישה אלקטרונים חיצוניים, אבל חסרים לו רק שניים, והוא מקבל אותם: O²⁻. אצל אל־מתכות המטען הוא שמונה פחות מספר האלקטרונים החיצוניים, עם סימן מינוס.
- שגויה O²⁺
  טעות נפוצה: Thinks a negative ion is one that lost electrons, mixing up the sign.
  משוב מהקטלוג
  אלקטרונים הם החלקיקים השליליים. אטום שמקבל אלקטרונים נעשה שלילי, כי יש בו יותר אלקטרונים מפרוטונים, ואטום שמוסר אלקטרונים נעשה חיובי. ביון Cl⁻ יש $17$ ⁠ פרוטונים ו־ $18$ ⁠ אלקטרונים.
משוב לתשובה נכונה
O²⁻: לחמצן חסרים שני אלקטרונים לשמונה, והוא מקבל אותם. עם $8$ ⁠ פרוטונים ו־ $10$ ⁠ אלקטרונים, מטענו $-2$ ⁠.

רמז
כמה אלקטרונים חסרים לחמצן לקליפה מלאה?

פתרון מלא
1. לחמצן $6$ ⁠ אלקטרונים חיצוניים; לקליפה מלאה חסרים $8 - 6 = 2$ ⁠.
2. קל יותר לקבל $2$ ⁠ מאשר למסור $6$ ⁠.
3. $8$ ⁠ פרוטונים ו־ $10$ ⁠ אלקטרונים: מטען $8 - 10 = -2$ ⁠, כלומר O²⁻.
המטען אינו מספר האלקטרונים החיצוניים: הוא מספר האלקטרונים שהאטום קיבל (שלילי) או מסר (חיובי).
שלב 5 מתוך 6
לפתוח את השלב
לאזן את המטענים
תרגול · בחרו
השאלה
מגנזיום יוצר יון Mg²⁺, וכלור יוצר יון Cl⁻. מה הנוסחה של מגנזיום כלורי?

התשובה הנכונה
- נכונה MgCl₂
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
משפחה
הלוגן (קבוצה 17)
מחזור (שורה)
3
הכנסת נתרן
פוגש נתרן
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה MgCl₂
- שגויה MgCl
  טעות נפוצה: Pairs the ions of an ionic compound one to one whatever their charges.
  משוב מהקטלוג
  תרכובת יונית ניטרלית בסך הכול, ולכן היונים מתחברים ביחס שמאזן את המטענים. Mg²⁺ צריך שני Cl⁻: MgCl₂. Al³⁺ ו־O²⁻ מתאזנים רק בשניים מול שלושה: Al₂O₃. אחד לאחד נכון רק כשהמטענים שווים בגודלם.
- שגויה Mg₂Cl
  משוב
  כאן המטען הכולל הוא $2 \times (+2) + (-1) = +3$ ⁠. צריך יותר יוני כלוריד, לא יותר יוני מגנזיום.
משוב לתשובה נכונה
MgCl₂: יון מגנזיום אחד, מטען $+2$ ⁠, ושני יוני כלוריד, מטען $-2$ ⁠ יחד. המגנזיום מסר שני אלקטרונים, וכל אחד מהם הלך לאטום כלור אחר.

רמז
כמה יוני Cl⁻ צריך כדי לאזן מטען של +2?

פתרון מלא
1. מטען היון החיובי: $+2$ ⁠. מטען היון השלילי: $-1$ ⁠.
2. כדי שהסכום יהיה $0$ ⁠ צריך שני Cl⁻ לכל Mg²⁺: $+2 + 2 \times (-1) = 0$ ⁠.
3. הנוסחה: MgCl₂.
אם בחרתם MgCl, נשאר מטען $+1$ ⁠: יונים לא מתחברים תמיד אחד לאחד.
שלב 6 מתוך 6
לפתוח את השלב
יונים קטנים נאחזים חזק יותר
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
שנו את מחזור (שורה) עד שתמצאו את ההלוגן שהמלח שלו עם נתרן משחרר הכי הרבה אנרגיה, ולחצו על בדיקה.

המטרה
- 577 ± 1
  בתחילת השלב: 361
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
משפחה
הלוגן (קבוצה 17)קבוע
מחזור (שורה)
4
הכנסת נתרן
פוגש נתרן
נקרא מהסצנה בנקודה
KJ/mol released forming the sodium salt; 0 for a noble gas/nodes/pair/outputs/saltHeat
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
מחזור (שורה)
2
משוב לתשובה נכונה
פלואור: נתרן פלואורי משחרר 577 kJ/mol, לעומת 288 kJ/mol בלבד לנתרן יודי. יון הפלואוריד הוא הקטן בהלוגנים, ולכן היונים מתקרבים הכי הרבה ונמשכים הכי חזק.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא. נסו את ההלוגן הקטן ביותר.

רמז
יונים קטנים יכולים להתקרב יותר.

פתרון מלא
1. המשיכה בין שני יונים גדלה ככל שהמרחק בין מרכזיהם קטן.
2. במורד קבוצה 17 היונים גדלים: F⁻ הקטן, I⁻ הגדול.
3. לכן הכי הרבה אנרגיה משתחררת עם פלואור: קבעו את מחזור (שורה) על $2$ ⁠.

שיעור 2 מתוך 6 · כ־25 דקות

סריגים יוניים ומתכתיים

בתוך גביש מלח ובתוך גוש נחושת: סריג של יונים שנמשכים לכל שכניהם, וסריג של יונים חיוביים בים של אלקטרונים, ולמה מלח נסדק ומתכת מתכופפת ומוליכה.

לפתוח את השיעור

7 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 7
לפתוח את השלב
סריג ענק
תרגול · חשבו
השאלה
כמה יוני כלוריד צמודים לכל יון נתרן בתוך גביש המלח?

התשובה הנכונה
6 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הקשר
יוני: מלחקבוע
החלקת החצי העליון
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Nearest neighbours of each particle: 6 salt, 12 copper, 8 iron, 4 diamond, ice and quartz (Si), 3 graphite, graphene and C₆₀/nodes/solid/outputs/coordination
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 1 ± 0.01
  טעות נפוצה: Pictures sodium chloride as separate NaCl molecules, each sodium bonded to one chlorine.
  משוב מהקטלוג
  במלח אין מולקולות. הוא סריג יוני ענק, וכל יון נמשך באותה מידה לכל היונים בעלי המטען ההפוך שסביבו: כל Na⁺ מוקף בשישה Cl⁻, וכל Cl⁻ בשישה Na⁺. הנוסחה NaCl מתארת רק את היחס, אחד לאחד.
משוב לתשובה נכונה
$6$ ⁠: אחד מכל צד, למעלה ולמטה, ימינה ושמאלה, קדימה ואחורה. וגם כל יון כלוריד מוקף בשישה יוני נתרן, ולכן היחס נשאר אחד לאחד, NaCl.

רמז
הסתכלו על יון נתרן באמצע: למעלה ולמטה, ימינה ושמאלה, קדימה ואחורה.

פתרון מלא
1. בסריג של מלח היונים מתחלפים לאורך שלושה צירים.
2. על כל ציר יש ליון נתרן שני שכנים, אחד מכל צד.
3. $3 \times 2 = 6$ ⁠ יוני כלוריד.
אם עניתם $1$ ⁠, חשבתם על NaCl כמולקולה של זוג יונים. בגביש כל יון נמשך לכל השכנים שסביבו.
שלב 2 מתוך 7
לפתוח את השלב
מלח נסדק
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
נחליק את החצי העליון של גביש המלח צעד שלם לאורך המישור. מה יקרה?

התשובה הנכונה
- נכונה הגביש ייסדק לשניים
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הקשר
יוני: מלחקבוע
החלקת החצי העליון
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
האפשרויות
- נכונה הגביש ייסדק לשניים
- שגויה הגביש יתכופף וישאר שלם
  משוב
  כך מתנהגת מתכת. במלח, אחרי חצי צעד כבר עומדים יונים בעלי אותו מטען זה מול זה.
- שגויה שום דבר: היונים יחזרו למקומם
  משוב
  בהזזה של צעד שלם כל יון היה מגיע שוב מול יון הפוך, אבל בדרך לשם השכבות כבר נדחו זו מזו.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
החלקת החצי העליון
1 צעדים
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
הוא נסדק. כשהשכבה זזה, יוני נתרן מגיעים מול יוני נתרן וכלוריד מול כלוריד. מטענים זהים דוחים זה את זה, והשכבות נפרדות. לכן גבישים יוניים קשים, אבל שבירים.

פתרון מלא
1. במנוחה כל יון עומד מול יונים בעלי מטען הפוך.
2. אחרי חצי צעד, כל יון עומד מול יון בעל אותו מטען.
3. הדחייה מפרידה את השכבות: הגביש נסדק.
שלב 3 מתוך 7
לפתוח את השלב
מתי מלח מוליך
תרגול · בחרו
השאלה
מתי מלח בישול מוליך חשמל? סמנו את כל התשובות הנכונות.

התשובה הנכונה
- נכונה כשהוא מותך בחום
- נכונה כשהוא מומס במים
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הקשר
יוני: מלח
החלקת החצי העליון
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי. יותר מאפשרות נכונה אחת: צריך לסמן את כולן.
- שגויה כגביש מוצק
  טעות נפוצה: Thinks a solid ionic compound conducts because it is made of ions.
  משוב מהקטלוג
  כדי שיעבור זרם, חלקיקים טעונים צריכים לנוע. במוצק יוני כל יון נעול במקומו בסריג, ולכן מלח מוצק אינו מוליך, אף שהוא עשוי כולו מיונים. רק כשהסריג מתפרק, בהתכה או בהמסה במים, היונים חופשיים לנוע והחומר מוליך.
- נכונה כשהוא מותך בחום
- נכונה כשהוא מומס במים
משוב לתשובה נכונה
מותך וגם מומס. בשני המקרים הסריג מתפרק והיונים חופשיים לנוע לעבר האלקטרודות. בגביש מוצק אותם יונים נעולים במקומם.

רמז
כדי שיעבור זרם, החלקיקים הטעונים צריכים לנוע.

פתרון מלא
1. זרם הוא תנועה של חלקיקים טעונים.
2. במלח החלקיקים הטעונים הם היונים.
3. במוצק הם קבועים בסריג: אין זרם.
4. בהתכה או בתמיסה הסריג מתפרק, והיונים נעים: יש זרם.
שלב 4 מתוך 7
לפתוח את השלב
ים של אלקטרונים
תרגול · חשבו
השאלה
בנחושת האטומים ארוזים בצפיפות המרבית. כמה שכנים צמודים יש לכל אטום נחושת בתוך הגביש?

התשובה הנכונה
12 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הקשר
מתכתי: נחושתקבוע
החלקת החצי העליון
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Nearest neighbours of each particle: 6 salt, 12 copper, 8 iron, 4 diamond, ice and quartz (Si), 3 graphite, graphene and C₆₀/nodes/solid/outputs/coordination
משוב לתשובה נכונה
$12$ ⁠: שישה סביבו בשכבה שלו, שלושה בשכבה שמעליו ושלושה בשכבה שמתחתיו. זו האריזה הצפופה ביותר של כדורים שווים, כמו תפוזים בארגז בשוק.

רמז
ספרו את השכנים בשכבה של האטום, ואז בשכבה שמעליו ובשכבה שמתחתיו.

פתרון מלא
1. בשכבה צפופה כל כדור מוקף בשישה כדורים.
2. השכבה שמעליו יושבת בגומות: שלושה כדורים נוגעים בו.
3. גם מלמטה שלושה.
4. $6 + 3 + 3 = 12$ ⁠.
שלב 5 מתוך 7
לפתוח את השלב
מתכות מתכופפות
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
נחליק את החצי העליון של גביש הנחושת צעד שלם, כמו שעשינו למלח. מה יקרה?

התשובה הנכונה
- נכונה השכבות יחליקו, והגביש יישאר שלם
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הקשר
מתכתי: נחושתקבוע
החלקת החצי העליון
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
האפשרויות
- נכונה השכבות יחליקו, והגביש יישאר שלם
- שגויה הגביש ייסדק, כמו המלח
  משוב
  במתכת אין יונים שליליים: כל היונים חיוביים, וים האלקטרונים ממשיך לאחוז בהם בכל מקום שהם מגיעים אליו.
- שגויה הקשרים ייקרעו בבת אחת
  משוב
  הקשר המתכתי אינו קשר בין שני אטומים מסוימים, ולכן אין קשר שנקרע: האלקטרונים משותפים לכל הגביש.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
החלקת החצי העליון
1 צעדים
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
השכבות מחליקות והגביש נשאר שלם. היונים החיוביים זזים בתוך ים האלקטרונים, וכל מקום חדש טוב כמו הקודם. לכן מתכות ניתנות לריקוע ולמשיכה לחוטים.

פתרון מלא
1. במתכת כל היונים חיוביים, ואין יונים בעלי מטען הפוך שיכולים להגיע זה מול זה.
2. האלקטרונים אינם שייכים לאטום מסוים, והם ממשיכים להחזיק את היונים גם אחרי ההזזה.
3. לכן השכבה מחליקה בלי להיסדק.
שלב 6 מתוך 7
לפתוח את השלב
למה מתכות מוליכות
תרגול · בחרו
השאלה
חוט נחושת מוליך זרם. אילו חלקיקים נעים לאורכו?

התשובה הנכונה
- נכונה האלקטרונים של ים האלקטרונים
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הקשר
מתכתי: נחושת
החלקת החצי העליון
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה האלקטרונים של ים האלקטרונים
- שגויה יוני הנחושת החיוביים
  טעות נפוצה: Thinks the current in a metal (or in graphite) is carried by moving ions.
  משוב מהקטלוג
  במתכת היונים החיוביים קבועים במקומם בסריג. הזרם הוא תנועה של אלקטרונים: האלקטרונים של ים האלקטרונים אינם שייכים לאטום מסוים ונעים בחופשיות לאורך כל הגביש. כך גם בגרפיט, שבו אלקטרון אחד מכל אטום נע לאורך השכבה.
- שגויה אטומי נחושת שלמים
  משוב
  אילו אטומים היו זורמים בחוט, החוט היה מתכלה בקצה אחד ומתעבה בשני. החוט נשאר כמות שהוא.
משוב לתשובה נכונה
האלקטרונים. הם אינם קשורים לאטום מסוים, ולכן מתח קטן מספיק כדי להזיז אותם לאורך כל החוט. היונים נשארים במקומם בסריג.

רמז
מה בגביש המתכת חופשי לנוע?

פתרון מלא
1. בסריג המתכתי היונים החיוביים קבועים במקומם.
2. האלקטרונים של ים האלקטרונים חופשיים לנוע לאורך כל הגביש.
3. לכן הזרם במתכת הוא זרם של אלקטרונים.
שלב 7 מתוך 7
לפתוח את השלב
התא של הנחושת
תרגול · חשבו
השאלה
סוג הקשר: מתכתי: נחושת. בתא היחידה של נחושת יש אטום בכל פינה ובמרכז כל פאה, והאטומים נוגעים זה בזה לאורך האלכסון של כל פאה. רדיוס אטום נחושת 128 pm. מה אורך הצלע של התא?

התשובה הנכונה
361.5 pm ± 1%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
סוג הקשר
מתכתי: נחושתקבוע
החלקת החצי העליון
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 1%
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Edge a of the repeating cell the view outlines (the base of a hexagonal one); NaN for C₆₀, a single molecule/nodes/solid/outputs/cellEdge
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 256 pm ± 1%
  טעות נפוצה: Takes the distance between two neighbouring particles for the edge of the repeating unit cell.
  משוב מהקטלוג
  תא היחידה הוא הקופסה הקטנה ביותר שחוזרת על עצמה בכל הגביש. החלקיקים שבפינות שלו זהים זה לזה, ולכן לאורך הצלע יש בדרך כלל יותר ממרחק אחד בין שכנים: במלח שני מרחקים של נתרן–כלור, ובנחושת האטומים נוגעים לאורך האלכסון ולא לאורך הצלע.
משוב לתשובה נכונה
כ־362 pm: לאורך הצלע עצמה האטומים לא נוגעים.

רמז
לאורך אלכסון הפאה: רדיוס, קוטר שלם של האטום שבמרכז הפאה, ועוד רדיוס. ואלכסון של ריבוע הוא $\sqrt{2}$ ⁠ כפול הצלע.

פתרון מלא
1. אלכסון הפאה: $4r = 4 \times 128 = 512$ ⁠ פיקומטר.
2. האלכסון של ריבוע בצלע $a$ ⁠ הוא $a\sqrt{2}$ ⁠, ולכן $a = \dfrac{512}{\sqrt{2}} \approx 362$ ⁠ פיקומטר.
אם עניתם 256 pm, הנחתם שהאטומים נוגעים לאורך הצלע. בנחושת הם נוגעים לאורך האלכסון, וכך הם ארוזים בצפיפות הגבוהה ביותר.

שיעור 3 מתוך 6 · כ־25 דקות

מולקולות וקשר קוולנטי

כשאל־מתכות נפגשות הן חולקות אלקטרונים: זוג משותף, קשרים כפולים ומשולשים, וזוגות לא קושרים, ואיך הדחייה בין זוגות האלקטרונים קובעת את צורת המולקולה ואת זוויות הקשר.

לפתוח את השיעור

6 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 6
לפתוח את השלב
לחלוק זוג
תרגול · בחרו
השאלה
לחמצן שישה אלקטרונים חיצוניים. כמה קשרים קוולנטיים יוצר אטום חמצן?

התשובה הנכונה
- נכונה $2$ ⁠
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
מולקולה
מים (H₂O)
טמפרטורה
300 K
מילוי המרחב
כדור־מקל
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה $2$ ⁠
- שגויה $6$ ⁠
  טעות נפוצה: Takes the number of covalent bonds an atom makes to be its number of outer electrons.
  משוב מהקטלוג
  כל קשר קוולנטי מוסיף לאטום אלקטרון משותף אחד, ולכן אטום יוצר כמה קשרים שחסרים לו אלקטרונים לקליפה מלאה: מימן $1$ ⁠, חמצן $2$ ⁠, חנקן $3$ ⁠, פחמן $4$ ⁠. מספר הקשרים הוא שמונה פחות מספר האלקטרונים החיצוניים (ולמימן שניים פחות אחד).
- שגויה $1$ ⁠
  משוב
  קשר אחד מוסיף לחמצן רק אלקטרון משותף אחד, ונשאר לו עוד מקום פנוי.
משוב לתשובה נכונה
$2$ ⁠: לחמצן חסרים שני אלקטרונים, וכל קשר מוסיף לו אחד משותף. לכן במים החמצן קשור לשני מימנים, ובפחמן דו־חמצני לפחמן בקשר כפול.

רמז
כמה אלקטרונים חסרים לחמצן לקליפה מלאה?

פתרון מלא
1. לחמצן $6$ ⁠ אלקטרונים חיצוניים; לקליפה מלאה חסרים $2$ ⁠.
2. כל קשר קוולנטי נותן לו אלקטרון משותף אחד נוסף.
3. לכן הוא יוצר $2$ ⁠ קשרים.
אם עניתם $6$ ⁠, ספרתם את האלקטרונים החיצוניים. מספר הקשרים הוא מספר האלקטרונים החסרים.
שלב 2 מתוך 6
לפתוח את השלב
קשר כפול ומשולש
תרגול · חשבו
השאלה
לכל אטום חנקן חמישה אלקטרונים חיצוניים. כמה זוגות אלקטרונים חולקים שני האטומים במולקולת N₂?

התשובה הנכונה
3 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
מולקולה
חנקן (N₂)קבוע
טמפרטורה
300 K
מילוי המרחב
כדור־מקל
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Electron pairs shared in the whole molecule/nodes/mol/outputs/sharedPairs
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 5 ± 0.01
  טעות נפוצה: Takes the number of covalent bonds an atom makes to be its number of outer electrons.
  משוב מהקטלוג
  כל קשר קוולנטי מוסיף לאטום אלקטרון משותף אחד, ולכן אטום יוצר כמה קשרים שחסרים לו אלקטרונים לקליפה מלאה: מימן $1$ ⁠, חמצן $2$ ⁠, חנקן $3$ ⁠, פחמן $4$ ⁠. מספר הקשרים הוא שמונה פחות מספר האלקטרונים החיצוניים (ולמימן שניים פחות אחד).
משוב לתשובה נכונה
$3$ ⁠: קשר משולש. לכל חנקן חסרים שלושה אלקטרונים, וכל אחד תורם שלושה לחלוקה. הקשר המשולש חזק מאוד, ולכן החנקן שבאוויר כמעט אינו מגיב.

רמז
כמה אלקטרונים חסרים לכל אטום חנקן?

פתרון מלא
1. לחנקן $5$ ⁠ אלקטרונים חיצוניים; חסרים לו $8 - 5 = 3$ ⁠.
2. כל זוג משותף נותן לכל אטום אלקטרון אחד נוסף.
3. לכן צריך $3$ ⁠ זוגות: קשר משולש.
4. על כל אטום נשאר עוד זוג לא קושר אחד: $3 + 2 = 5$ ⁠.
שלב 3 מתוך 6
לפתוח את השלב
רחוק ככל האפשר
תרגול · חשבו
השאלה
מה הזווית בין שני קשרים במולקולת מתאן?

התשובה הנכונה
109.5 ° ± 0.5 °
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
מולקולה
מתאן (CH₄)קבוע
טמפרטורה
300 K
מילוי המרחב
כדור־מקל
מתקבלת בטווח
± 0.5 °
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Angle between two bonds at the central atom; NaN for two atoms/nodes/mol/outputs/bondAngle
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 90 ° ± 1 °
  טעות נפוצה: Reads a molecule’s shape from its flat drawing, such as 90° between the bonds of methane.
  משוב מהקטלוג
  הציור על הדף שטוח, אבל המולקולה תלת־ממדית. זוגות האלקטרונים מתרחקים זה מזה ככל האפשר בשלושה ממדים: ארבעה זוגות מצביעים לקודקודי טטראדר, בזווית של 109.5°, ולא לקצות של צלב, ב־90°. סובבו את המולקולה בסצנה כדי לראות.
משוב לתשובה נכונה
109.5°, הזווית הטטראדרית. בשלושה ממדים ארבעה זוגות יכולים להתרחק זה מזה יותר מ־90° של צלב שטוח.

רמז
ארבעת הקשרים מצביעים לקודקודים של טטראדר.

פתרון מלא
1. סביב הפחמן ארבעה זוגות קושרים, והם דוחים זה את זה.
2. במישור הם היו נפרדים ב־90°; בשלושה ממדים הם מתרחקים עד לקודקודי טטראדר.
3. הזווית בין כל שני קשרים: 109.5°.
אם עניתם 90°, קראתם את הציור השטוח שבדף. המולקולה עצמה תלת־ממדית.
שלב 4 מתוך 6
לפתוח את השלב
האם המים ישרים?
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
גם ב־CO₂ וגם ב־H₂O יש אטום מרכזי עם שני אטומים קשורים. CO₂ ישרה. מה צורת מולקולת המים?

התשובה הנכונה
- נכונה כפופה
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
מולקולה
פחמן דו־חמצני (CO₂)
טמפרטורה
300 K
מילוי המרחב
כדור־מקל
האפשרויות
- נכונה כפופה
- שגויה ישרה, כמו פחמן דו־חמצני
  טעות נפוצה: Counts only the bonds when working out a molecule’s shape, leaving out the lone pairs.
  משוב מהקטלוג
  זוגות לא קושרים לא נראים בציור של כדור־מקל, אבל הם תופסים מקום ודוחים את זוגות הקשר, ואפילו חזק יותר. לחמצן במים שני זוגות קושרים ושני זוגות לא קושרים: ארבעה זוגות, ולכן המולקולה כפופה, ב־104.5°, ולא ישרה כמו CO₂, שבה לפחמן אין זוגות לא קושרים.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
מולקולה
מים (H₂O)
ואז הסצנה מראה: 104.5 ° · Angle between two bonds at the central atom; NaN for two atoms/nodes/mol/outputs/bondAngle
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
כפופה, בזווית של 104.5°. על החמצן יושבים גם שני זוגות לא קושרים, וארבעת הזוגות מסתדרים כמעט כמו במתאן.

פתרון מלא
1. בפחמן הדו־חמצני כל האלקטרונים החיצוניים של הפחמן בקשרים: שני קשרים כפולים, בצדדים מנוגדים.
2. לחמצן במים שני זוגות קושרים ועוד שני זוגות לא קושרים.
3. ארבעה זוגות מתפרשים כמו טטראדר, ולכן שני הקשרים יוצרים זווית: המולקולה כפופה.
שלב 5 מתוך 6
לפתוח את השלב
הזוגות שלא רואים
תרגול · חשבו
השאלה
כמה זוגות לא קושרים יש על אטום החמצן במולקולת מים?

התשובה הנכונה
2 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
מולקולה
מים (H₂O)קבוע
טמפרטורה
300 K
מילוי המרחב
כדור־מקל
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Unshared electron pairs on the central atom (either atom of a pair)/nodes/mol/outputs/lonePairs
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 0 ± 0.01
  טעות נפוצה: Counts only the bonds when working out a molecule’s shape, leaving out the lone pairs.
  משוב מהקטלוג
  זוגות לא קושרים לא נראים בציור של כדור־מקל, אבל הם תופסים מקום ודוחים את זוגות הקשר, ואפילו חזק יותר. לחמצן במים שני זוגות קושרים ושני זוגות לא קושרים: ארבעה זוגות, ולכן המולקולה כפופה, ב־104.5°, ולא ישרה כמו CO₂, שבה לפחמן אין זוגות לא קושרים.
משוב לתשובה נכונה
$2$ ⁠: שניים מששת האלקטרונים של החמצן נמצאים בקשרים, וארבעת האחרים יוצרים שני זוגות לא קושרים. הם לא נראים בסצנה, אבל הם שכופפים את המולקולה.

רמז
מתוך שישה אלקטרונים חיצוניים, כמה משתתפים בקשרים?

פתרון מלא
1. לחמצן $6$ ⁠ אלקטרונים חיצוניים.
2. $2$ ⁠ מהם בשני הקשרים למימנים.
3. נשארו $4$ ⁠ אלקטרונים: $2$ ⁠ זוגות לא קושרים.
שלב 6 מתוך 6
לפתוח את השלב
פירמידה
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
בחרו במולקולה את המולקולה שזווית הקשר בה כ־107°, שלושה זוגות קושרים וזוג לא קושר אחד, ולחצו על בדיקה.

המטרה
- 106.8 ° ± 0.5 °
  בתחילת השלב: 104.5 °
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
מולקולה
מים (H₂O)
טמפרטורה
300 K
מילוי המרחב
כדור־מקל
נקרא מהסצנה בנקודה
Angle between two bonds at the central atom; NaN for two atoms/nodes/mol/outputs/bondAngle
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
מולקולה
אמוניה (NH₃)
טמפרטורה
50 K
משוב לתשובה נכונה
אמוניה, NH₃: לחנקן שלושה קשרים למימנים וזוג לא קושר אחד. ארבעה זוגות כמו במתאן, אבל רק שלושה אטומים: פירמידה נמוכה בזווית של כ־107°.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא. חפשו אטום מרכזי עם שלושה קשרים.

רמז
איזה אטום יוצר שלושה קשרים?

פתרון מלא
1. שלושה זוגות קושרים וזוג לא קושר אחד: אטום מרכזי עם חמישה אלקטרונים חיצוניים, כלומר חנקן.
2. חנקן ושלושה מימנים: אמוניה, NH₃.
3. בחרו אמוניה; הזווית קטנה קצת מ־109.5°, כי הזוג הלא קושר דוחה חזק יותר.

שיעור 4 מתוך 6 · כ־25 דקות

מבנים ענקיים ומולקולות קטנות

פחמן אחד, ארבעה מוצקים: יהלום, גרפיט, גרפן וכדורי באקי. מבנים קוולנטיים ענקיים מול חומרים מולקולריים, ואיך המבנה מסביר נקודת התכה, קשיות והולכה.

לפתוח את השיעור

7 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 7
לפתוח את השלב
יסוד אחד, ארבעה מוצקים
תרגול · חשבו
השאלה
לכמה אטומי פחמן קשור כל אטום פחמן ביהלום?

התשובה הנכונה
4 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
צורת הפחמן
יהלוםקבוע
החלקת השכבות העליונות
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Nearest neighbours of each particle: 6 salt, 12 copper, 8 iron, 4 diamond, ice and quartz (Si), 3 graphite, graphene and C₆₀/nodes/carbon/outputs/coordination
משוב לתשובה נכונה
$4$ ⁠, בצורת טטראדר, כמו הקשרים במתאן. כל אחד מהשכנים קשור לעוד שלושה, וכך הרשת נמשכת בשלושה ממדים לאורך כל הגביש.

רמז
לפחמן ארבעה אלקטרונים חיצוניים, וחסרים לו ארבעה.

פתרון מלא
1. לפחמן $4$ ⁠ אלקטרונים חיצוניים, וחסרים לו $4$ ⁠.
2. ביהלום כל אלקטרון חיצוני משתתף בקשר עם שכן אחר.
3. לכן כל אטום קשור ל־ $4$ ⁠ שכנים, בזוויות של 109.5°.
שלב 2 מתוך 7
לפתוח את השלב
שכבות
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
נחליק את השכבות העליונות של הגרפיט צעד שלם. מה יקרה?

התשובה הנכונה
- נכונה השכבות יחליקו זו על זו
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
צורת הפחמן
גרפיטקבוע
החלקת השכבות העליונות
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
האפשרויות
- נכונה השכבות יחליקו זו על זו
- שגויה קשרים ייקרעו, כמו ביהלום
  משוב
  ביהלום הקשרים הקוולנטיים עוברים בין השכבות. בגרפיט בין השכבות פועלים רק כוחות חלשים, ואין קשרים לקרוע.
- שגויה הגביש ייסדק, כמו מלח
  משוב
  אין בגרפיט יונים, ולכן אין מטענים זהים שיכולים להגיע זה מול זה.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
החלקת השכבות העליונות
1 צעדים
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
השכבות גולשות. בתוך כל שכבה הקשרים חזקים, אבל ביניהן הכוחות חלשים. כשכותבים בעיפרון, שכבות גרפיט נשארות על הנייר.

פתרון מלא
1. בגרפיט כל שכבה היא רשת של קשרים קוולנטיים חזקים.
2. בין השכבות פועלים רק כוחות חלשים.
3. לכן השכבות מחליקות זו על זו בלי לשבור קשר אחד.
שלב 3 מתוך 7
לפתוח את השלב
אל־מתכת שמוליכה
תרגול · בחרו
השאלה
פחמן הוא אל־מתכת, ויהלום אינו מוליך. למה גרפיט כן מוליך חשמל?

התשובה הנכונה
- נכונה כל אטום קשור רק לשלושה שכנים, ואלקטרון אחד שלו חופשי לנוע לאורך השכבה
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
צורת הפחמן
גרפיט
החלקת השכבות העליונות
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה כל אטום קשור רק לשלושה שכנים, ואלקטרון אחד שלו חופשי לנוע לאורך השכבה
- שגויה בגרפיט יש יונים שנעים בין השכבות
  טעות נפוצה: Thinks the current in a metal (or in graphite) is carried by moving ions.
  משוב מהקטלוג
  במתכת היונים החיוביים קבועים במקומם בסריג. הזרם הוא תנועה של אלקטרונים: האלקטרונים של ים האלקטרונים אינם שייכים לאטום מסוים ונעים בחופשיות לאורך כל הגביש. כך גם בגרפיט, שבו אלקטרון אחד מכל אטום נע לאורך השכבה.
- שגויה גרפיט הוא בעצם מתכת
  משוב
  גרפיט אינו מתכת: אין בו סריג של יונים חיוביים, והוא שביר ואינו מתרקע. אבל יש לו אלקטרונים חופשיים, כמו למתכות.
משוב לתשובה נכונה
ביהלום כל ארבעת האלקטרונים החיצוניים נעולים בקשרים. בגרפיט רק שלושה, והרביעי מכל אטום מצטרף לענן של אלקטרונים שנע לאורך השכבה. לכן גרפיט מוליך לאורך השכבות.

רמז
השוו את מספר השכנים של אטום ביהלום ובגרפיט.

פתרון מלא
1. לפחמן $4$ ⁠ אלקטרונים חיצוניים.
2. בגרפיט כל אטום קשור ל־ $3$ ⁠ שכנים בלבד, ולכן אלקטרון אחד לכל אטום אינו בקשר.
3. האלקטרונים האלה נעים בחופשיות לאורך השכבה ונושאים זרם.
שלב 4 מתוך 7
לפתוח את השלב
מולקולה של פחמן
תרגול · בחרו
השאלה
מים רותחים ב־100 °C. מה נשבר כשמים רותחים?

התשובה הנכונה
- נכונה הכוחות החלשים שבין מולקולות המים
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
צורת הפחמן
כדור באקי (C₆₀)
החלקת השכבות העליונות
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה הכוחות החלשים שבין מולקולות המים
- שגויה הקשרים בין החמצן למימנים, והמים מתפרקים לחמצן ולמימן
  טעות נפוצה: Thinks melting or boiling a molecular substance breaks the covalent bonds inside its molecules.
  משוב מהקטלוג
  בחומר מולקולרי יש שני סוגי משיכה: קשרים קוולנטיים חזקים בתוך כל מולקולה, וכוחות חלשים בין המולקולות. התכה ורתיחה שוברות רק את הכוחות החלשים: המולקולות מתרחקות זו מזו, אבל נשארות שלמות. אדי מים הם עדיין H₂O. לכן לחומרים מולקולריים נקודות רתיחה נמוכות.
- שגויה שום דבר: המים רק מתחממים
  משוב
  משהו כן נשבר: בנוזל המולקולות נצמדות זו לזו, ובאדים הן רחוקות זו מזו. הכוחות שהחזיקו אותן יחד נשברו.
משוב לתשובה נכונה
הכוחות שבין המולקולות. האדים עשויים מאותן מולקולות H₂O שלמות, רק רחוקות זו מזו. כדי לפרק מולקולת מים לחמצן ולמימן צריך אנרגיה גדולה פי עשרות.

רמז
מה יש באדים שעולים מהקומקום?

פתרון מלא
1. מים הם חומר מולקולרי: קשרים קוולנטיים חזקים בתוך כל מולקולה, וכוחות חלשים בין המולקולות.
2. ברתיחה המולקולות מתרחקות זו מזו ועוברות לגז.
3. רק הכוחות החלשים נשברים; האדים הם עדיין H₂O.
שלב 5 מתוך 7
לפתוח את השלב
המבנה קובע
תרגול · בחרו
השאלה
אילו מהמוצקים האלה הם מבנים ענקיים, בלי מולקולות נפרדות? סמנו את כל התשובות הנכונות.

התשובה הנכונה
- נכונה יהלום
- נכונה מלח בישול, NaCl
- נכונה קוורץ, SiO₂
- נכונה נחושת
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
צורת הפחמן
יהלום
החלקת השכבות העליונות
0 צעדים
התקרבות לאטומים
חומר
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי. יותר מאפשרות נכונה אחת: צריך לסמן את כולן.
- נכונה יהלום
- נכונה מלח בישול, NaCl
- נכונה קוורץ, SiO₂
- נכונה נחושת
- שגויה קרח, H₂O
  משוב
  קרח בנוי ממולקולות מים שלמות שמסודרות בגביש. לכן הוא נמס כבר ב־0 °C.
- שגויה גביש של כדורי באקי, C₆₀
  משוב
  כל כדור הוא מולקולה נפרדת של $60$ ⁠ אטומים. היא גדולה, אבל סופית, ובין הכדורים פועלים רק כוחות חלשים.
משוב לתשובה נכונה
יהלום וקוורץ הם מבנים קוולנטיים ענקיים, מלח הוא סריג יוני, ונחושת סריג מתכתי. בכולם הקשרים נמשכים לאורך כל הגביש, ולכן לכולם נקודות התכה גבוהות. קרח וכדורי באקי בנויים ממולקולות נפרדות.

רמז
בכל מבנה ענק הקשרים, מכל סוג, נמשכים לאורך כל הגביש.

פתרון מלא
1. בדקו כל מוצק: האם אפשר לסמן בו “מולקולה אחת” שלמה?
2. ביהלום, בקוורץ, במלח ובנחושת אי אפשר: הקשרים נמשכים בלי סוף.
3. בקרח יש מולקולות H₂O, ובגביש הבאקי מולקולות C₆₀: אלה חומרים מולקולריים.
שלב 6 מתוך 7
לפתוח את השלב
שכבה אחת
תרגול · חשבו
השאלה
לכמה שכנים קשור כל אטום פחמן בשכבת גרפן?

התשובה הנכונה
3 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
צורת הפחמן
גרפןקבוע
החלקת השכבות העליונות
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Nearest neighbours of each particle: 6 salt, 12 copper, 8 iron, 4 diamond, ice and quartz (Si), 3 graphite, graphene and C₆₀/nodes/carbon/outputs/coordination
משוב לתשובה נכונה
$3$ ⁠, בזוויות של 120° במישור. ואלקטרון רביעי מכל אטום חופשי לנוע, ולכן גרפן מוליך חשמל טוב מאוד לאורך השכבה.

רמז
השכבה בנויה ממשושים.

פתרון מלא
1. גרפן הוא שכבה אחת של גרפיט.
2. במשושים כל קודקוד משותף לשלוש צלעות.
3. לכן כל אטום קשור ל־ $3$ ⁠ שכנים, וזה גם מה שמשאיר לו אלקטרון חופשי.
שלב 7 מתוך 7
לפתוח את השלב
החזרה
תרגול · חשבו
השאלה
צורת הפחמן: גרפן. כל קשר פחמן–פחמן באורך 0.142 nm. התבנית חוזרת על עצמה במרחק שבין מרכזים של שני משושים סמוכים, $\sqrt{3}$ ⁠ כפול אורך הקשר. מה המרחק הזה?

התשובה הנכונה
0.246 nm ± 1%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
צורת הפחמן
גרפןקבוע
החלקת השכבות העליונות
0 צעדים
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 1%
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Edge a of the repeating cell the view outlines (the base of a hexagonal one); NaN for C₆₀, a single molecule/nodes/carbon/outputs/cellEdge
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 0.142 nm ± 1%
  טעות נפוצה: Takes the distance between two neighbouring particles for the edge of the repeating unit cell.
  משוב מהקטלוג
  תא היחידה הוא הקופסה הקטנה ביותר שחוזרת על עצמה בכל הגביש. החלקיקים שבפינות שלו זהים זה לזה, ולכן לאורך הצלע יש בדרך כלל יותר ממרחק אחד בין שכנים: במלח שני מרחקים של נתרן–כלור, ובנחושת האטומים נוגעים לאורך האלכסון ולא לאורך הצלע.
משוב לתשובה נכונה
כ־0.246 nm: גם בגרפיט, שהוא ערימה של שכבות גרפן.

רמז
$\sqrt{3} \approx 1.732$ ⁠.

פתרון מלא
1. $a = \sqrt{3} \times 0.142 \approx 1.732 \times 0.142$ ⁠.
2. $a \approx 0.246$ ⁠ ננומטר.
אם עניתם 0.142 nm, נתתם את אורך הקשר. הקשר מחבר שני אטומים סמוכים, אבל שני אטומים סמוכים לא נראים אותו דבר: התבנית חוזרת רק במרחק גדול יותר.

שיעור 5 מתוך 6 · כ־25 דקות

גבישים

למה גרגר מלח הוא קובייה ופתית שלג משושה: תא יחידה שחוזר על עצמו, והצורה שהוא נותן לגביש. גרעינים וגדילה, ולמה קירור איטי מגדל גבישים גדולים ומהיר המון גבישים זעירים.

לפתוח את השיעור

7 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 7
לפתוח את השלב
קופסה קטנה אחת
תרגול · חשבו
השאלה
תא היחידה של מלח הוא קובייה שצלעה 0.564 nm. כמה תאים כאלה יש לאורכו של גרגר מלח ברוחב 1 mm?

התשובה הנכונה
1770000 ± 3%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גביש
מלחקבוע
קצב ההתקררות
4 × האיטי ביותר
הצגת תא היחידה
פועל
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 3%
ערך קבוע בשאלה
משוב לתשובה נכונה
כ־1.8 מיליון תאים, 1.77 × 10⁶, כולם זהים ומסודרים באותו כיוון. לכן הפאות של הגרגר שטוחות כל כך.

רמז
1 mm = 10⁶ nm. חלקו את רוחב הגרגר בצלע התא.

פתרון מלא
1. נתונים: רוחב הגרגר 1 mm = 1 000 000 nm, צלע התא 0.564 nm.
2. מספר התאים לאורך הגרגר: $\dfrac{1\,000\,000}{0.564} \approx 1.77 \times 10^{6}$ ⁠.
3. כמעט שני מיליון תאים לאורך מילימטר אחד.
שלב 2 מתוך 7
לפתוח את השלב
פתיתי שלג משושים
תרגול · בחרו
השאלה
למה לכל פתית שלג יש שש זרועות?

התשובה הנכונה
- נכונה מולקולות המים בקרח מחוברות בקשרי מימן לטבעות משושות, והתבנית הזאת חוזרת בכל הגביש
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גביש
קרח
קצב ההתקררות
4 × האיטי ביותר
הצגת תא היחידה
פועל
התקרבות לאטומים
אטומים
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה מולקולות המים בקרח מחוברות בקשרי מימן לטבעות משושות, והתבנית הזאת חוזרת בכל הגביש
- שגויה הרוח בענן מעצבת כל פתית לצורה משושה
  טעות נפוצה: Thinks a crystal’s shape is given from outside, by cutting, a mould or the weather, rather than by its repeating cell.
  משוב מהקטלוג
  את צורת הגביש קובעת התבנית שבתוכו. החלקיקים מסודרים בתא יחידה שחוזר מיליארדי פעמים באותו כיוון, והגביש גדל לאורך המישורים שלו: מלח, שהתא שלו קובייה, יוצא קוביות, וקרח, שהתא שלו משושה, יוצא פתיתים בעלי שש זרועות. התנאים מבחוץ משנים רק פרטים, כמו כמה מסועפות הזרועות.
- שגויה במולקולת מים יש שישה אטומים
  משוב
  במולקולת מים שלושה אטומים, H₂O. השש באות מהטבעות: שש מולקולות בכל טבעת.
משוב לתשובה נכונה
הצורה באה מבפנים. התא של הקרח משושה, כמו של הקוורץ, ולכן גם הגביש: לוחות משושים ופתיתים בעלי שש זרועות. התא של המלח קובייה, ולכן הגרגרים קוביות.

פתרון מלא
1. בקרח כל מולקולת מים קשורה בקשרי מימן לשכנותיה, והן יוצרות טבעות של שש מולקולות.
2. תא היחידה משושה, והוא חוזר מיליארדי פעמים באותו כיוון.
3. הגביש גדל לאורך המישורים של התא, ולכן גם הוא משושה.
מזג האוויר בענן קובע כמה מסועפות הזרועות, אבל לא את מספרן.
שלב 3 מתוך 7
לפתוח את השלב
שכנים בקרח
תרגול · חשבו
השאלה
עם כמה מולקולות מים קשורה כל מולקולת מים בקרח בקשרי מימן?

התשובה הנכונה
4 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גביש
קרחקבוע
קצב ההתקררות
4 × האיטי ביותר
הצגת תא היחידה
כבוי
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Nearest neighbours of each particle: 6 salt, 12 copper, 8 iron, 4 diamond, ice and quartz (Si), 3 graphite, graphene and C₆₀/nodes/crystal/outputs/coordination
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 6 ± 0.01
  טעות נפוצה: Counts six neighbours for a water molecule in ice because its rings are hexagons.
  משוב מהקטלוג
  הטבעות בקרח משושות, אבל כל מולקולה קשורה רק לארבע שכנות: שתיים דרך אטומי המימן שלה ושתיים דרך זוגות האלקטרונים של החמצן. כל מולקולה שייכת לכמה טבעות בבת אחת, ולכן מספר השכנות אינו מספר המולקולות בטבעת.
משוב לתשובה נכונה
ארבע: שתיים דרך שני אטומי המימן שלה, ושתיים דרך זוגות האלקטרונים של החמצן. הן מצביעות לקודקודי טטראדר, ולכן הטבעות מקומטות ולא שטוחות.

רמז
סובבו את הגביש והסתכלו על מולקולה אחת באמצע: ספרו את הקווים המקווקווים שיוצאים ממנה.

פתרון מלא
1. למולקולת מים שני אטומי מימן, וכל אחד יוצר קשר מימן לחמצן של שכנה.
2. לחמצן שני זוגות אלקטרונים לא קושרים, וכל אחד מקבל קשר מימן משכנה.
3. $2 + 2 = 4$ ⁠.
אם עניתם $6$ ⁠, ספרתם את המולקולות בטבעת. כל מולקולה שייכת לכמה טבעות, אבל קשורה רק לארבע שכנות.
שלב 4 מתוך 7
לפתוח את השלב
קירור איטי
תרגול · חשבו
השאלה
כשקצב ההתקררות על 1, האיטי ביותר, כמה גבישים צמחו על הסלע?

התשובה הנכונה
3 ± 0.01
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גביש
מלח
קצב ההתקררות
1 × האיטי ביותרקבוע
הצגת תא היחידה
פועל
התקרבות לאטומים
גבישים
מתקבלת בטווח
± 0.01
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Crystals in the crust grown at this cooling rate; 1 for a single crystal (cooling rate 0)/nodes/crystal/outputs/crystals
משוב לתשובה נכונה
שלושה גבישים גדולים. בקירור איטי הגרעינים הראשונים מספיקים לגדול על פני כל הנוזל לפני שמופיעים גרעינים נוספים.

רמז
סובבו את הסלע: לכל גביש פאות ישרות משלו, וגבישים נפגשים בקווים ישרים.

פתרון מלא
1. ספרו את הגושים שלכל אחד מהם פאות משלו: שלושה.
2. כל גביש התחיל מגרעין אחד.
3. בקירור איטי מופיעים מעט גרעינים, ולכן מעט גבישים, גדולים.
שלב 5 מתוך 7
לפתוח את השלב
קירור מהיר
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
נעלה את קצב ההתקררות מ־1 ל־100. מה יקרה לגבישים?

התשובה הנכונה
- נכונה יהיו הרבה יותר גבישים, וכל אחד קטן יותר
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גביש
מלח
קצב ההתקררות
1 × האיטי ביותרקבוע
הצגת תא היחידה
פועל
התקרבות לאטומים
גבישים
האפשרויות
- נכונה יהיו הרבה יותר גבישים, וכל אחד קטן יותר
- שגויה יהיו פחות גבישים, גדולים יותר
  טעות נפוצה: Expects fast cooling to give bigger crystals, or slow cooling small ones.
  משוב מהקטלוג
  מהירות הקירור קובעת כמה גרעינים מופיעים. בקירור מהיר הנוזל יורד הרבה מתחת לנקודת הקיפאון, גרעינים מופיעים בכל מקום, והם חולקים את החומר: המון גבישים זעירים, ובקיצון זכוכית. בקירור איטי מעט גרעינים גדלים על פני הכול: גבישים גדולים, כמו בגרניט.
- שגויה אותם שלושה גבישים, רק שיגדלו מהר יותר
  משוב
  גם הגדילה מהירה יותר, אבל הנוזל מתקרר הרבה מתחת לנקודת הקיפאון כשהוא עוד כמעט כולו נוזל, ואז גרעינים חדשים מופיעים בכל מקום.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
קצב ההתקררות
100 × האיטי ביותרקבוע
ואז הסצנה מראה: 165 · Crystals in the crust grown at this cooling rate; 1 for a single crystal (cooling rate 0)/nodes/crystal/outputs/crystals
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
יותר ממאה וחמישים גבישים זעירים, מאותה כמות של חומר. גרעינים הופיעו בכל מקום כמעט בבת אחת ודחקו זה את זה לפני שאחד מהם הספיק לגדול.

פתרון מלא
1. בקירור מהיר הנוזל יורד הרבה מתחת לנקודת הקיפאון כשהוא עדיין כמעט כולו נוזל.
2. ככל שהנוזל קר יותר מתחת לנקודת הקיפאון, גרעינים חדשים מופיעים מהר יותר.
3. המון גרעינים חולקים את אותו חומר, ולכן כל גביש קטן.
שלב 6 מתוך 7
לפתוח את השלב
סלעים זוכרים
תרגול · בחרו
השאלה
אובסידיאן, זכוכית וולקנית, כמעט בלי גבישים בכלל. איך הוא נוצר?

התשובה הנכונה
- נכונה לבה שהתקררה מהר מאוד, מהר מכדי שגרעינים יספיקו לגדול
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גביש
קוורץ
קצב ההתקררות
15 × האיטי ביותר
הצגת תא היחידה
פועל
התקרבות לאטומים
גבישים
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה לבה שהתקררה מהר מאוד, מהר מכדי שגרעינים יספיקו לגדול
- שגויה סלע מותך שהתקרר לאט מאוד, עמוק באדמה
  טעות נפוצה: Expects fast cooling to give bigger crystals, or slow cooling small ones.
  משוב מהקטלוג
  מהירות הקירור קובעת כמה גרעינים מופיעים. בקירור מהיר הנוזל יורד הרבה מתחת לנקודת הקיפאון, גרעינים מופיעים בכל מקום, והם חולקים את החומר: המון גבישים זעירים, ובקיצון זכוכית. בקירור איטי מעט גרעינים גדלים על פני הכול: גבישים גדולים, כמו בגרניט.
- שגויה גבישים גדולים שנשחקו לאבקה דקה
  משוב
  אבקה של גבישים היא עדיין גבישית, כל גרגר בה מסודר. בזכוכית החלקיקים לא מסודרים בכלל.
משוב לתשובה נכונה
לבה שנשפכה למים או לאוויר קר התקררה בתוך דקות. החלקיקים קפאו במקומם לפני שהספיקו להסתדר בתבנית, והתוצאה זכוכית. גרניט, שהתקרר לאט במעמקים, מלא גבישים גדולים.

פתרון מלא
1. ככל שהקירור מהיר יותר, הגבישים קטנים יותר: גרניט, בזלת, אובסידיאן.
2. בקיצון, הקירור מהיר כל כך שהחלקיקים לא מספיקים להסתדר כלל.
3. מוצק בלי סדר כזה הוא זכוכית.
שלב 7 מתוך 7
לפתוח את השלב
יונים שנוגעים
תרגול · חשבו
השאלה
גביש: מלח. לאורך כל צלע של תא היחידה יונים של נתרן וכלור נוגעים זה בזה לסירוגין: $\mathrm{Cl^-}$ ⁠, $\mathrm{Na^+}$ ⁠, $\mathrm{Cl^-}$ ⁠. רדיוס $\mathrm{Na^+}$ ⁠ הוא 102 pm, ורדיוס $\mathrm{Cl^-}$ ⁠ 181 pm. מה אורך הצלע של תא היחידה?

התשובה הנכונה
564 pm ± 1%
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
גביש
מלחקבוע
קצב ההתקררות
4 × האיטי ביותר
הצגת תא היחידה
פועל
התקרבות לאטומים
אטומים
מתקבלת בטווח
± 1%
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Edge a of the repeating cell the view outlines (the base of a hexagonal one); NaN for C₆₀, a single molecule/nodes/crystal/outputs/cellEdge
כל יחידה של אותו גודל מתקבלת; התשובה מומרת לפני הבדיקה.
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 283 pm ± 1%
  טעות נפוצה: Takes the distance between two neighbouring particles for the edge of the repeating unit cell.
  משוב מהקטלוג
  תא היחידה הוא הקופסה הקטנה ביותר שחוזרת על עצמה בכל הגביש. החלקיקים שבפינות שלו זהים זה לזה, ולכן לאורך הצלע יש בדרך כלל יותר ממרחק אחד בין שכנים: במלח שני מרחקים של נתרן–כלור, ובנחושת האטומים נוגעים לאורך האלכסון ולא לאורך הצלע.
משוב לתשובה נכונה
כ־566 pm, קרוב ל־564 pm שנמדד: היונים באמת נוגעים זה בזה.

רמז
מפינה לפינה הצלע עוברת דרך שני רדיוסים של כלור ודרך קוטר שלם של נתרן.

פתרון מלא
1. לאורך הצלע: רדיוס של $\mathrm{Cl^-}$ ⁠, קוטר של $\mathrm{Na^+}$ ⁠, ועוד רדיוס של $\mathrm{Cl^-}$ ⁠.
2. $a = 2(r_+ + r_-) = 2(102 + 181) = 566$ ⁠ פיקומטר.
3. המדידה בקרני רנטגן נותנת 564 pm, 0.564 nm.
אם עניתם 283 pm, חישבתם את המרחק בין יון נתרן ליון כלור, חצי מהצלע.

שיעור 6 מתוך 6 · כ־25 דקות

סגסוגות

למה טבעת זהב 18 קראט קשה יותר מזהב טהור: שכבות אטומים שמחליקות זו על זו, חוזק הכניעה, ואטומים בגודל שונה שמעקמים את מישור ההחלקה. ולמה כסף כמעט לא עוזר.

לפתוח את השיעור

6 השלבים והתשובות שלהם

שלב 1 מתוך 6
לפתוח את השלב
מתכות מתכופפות בהחלקה
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
נדחוף את החצי העליון של גוש זהב טהור בדחיפה עדינה, 50 MPa. מה יקרה?

התשובה הנכונה
- נכונה החצי העליון יחליק לאורך מישור, ולא יחזור
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
תכולת זהב
24 ctקבוע
דחיפה
0 MPaקבוע
המתכת המעורבת
נחושת
הסטת השכבות
גביש
האפשרויות
- נכונה החצי העליון יחליק לאורך מישור, ולא יחזור
- שגויה הגוש יחזיק: זהב טהור הוא החזק ביותר
  טעות נפוצה: Thinks a pure metal is stronger than an alloy of it, as if purity meant strength.
  משוב מהקטלוג
  במתכת טהורה כל האטומים באותו גודל, ומישור ההחלקה חלק: שכבות מחליקות זו על זו בקלות, והמתכת רכה. אטומים זרים בגודל אחר מעקמים את השכבות ועוצרים את ההחלקה. לכן זהב 18 קראט חזק פי עשרה בערך מזהב טהור, ופלדה חזקה בהרבה מברזל טהור.
- שגויה הגוש ייסדק לשניים, כמו מלח
  משוב
  במלח החלקה מעמידה יונים בעלי אותו מטען זה מול זה, והם נדחים. במתכת ים האלקטרונים ממשיך להחזיק את השכבות, והן רק מחליקות.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
דחיפה
50 MPaקבוע
ואז הסצנה מראה: 2 · Whole atom spacings the top half has slipped, 0–3/nodes/gold/outputs/steps
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
החצי העליון החליק בשני מרווחים בין אטומים. אפילו דחיפה עדינה מספיקה להזיז זהב טהור, ולכן הוא רך כל כך.

פתרון מלא
1. בזהב טהור כל האטומים באותו גודל, ומישור ההחלקה חלק.
2. שכבה שמחליקה פוגשת בכל מקום אותן גומות ואותן בליטות, ושום דבר לא עוצר אותה.
3. דחיפה קטנה, 50 MPa, כבר מעבר לחוזק הכניעה, והגוש מחליק.
שלב 2 מתוך 6
לפתוח את השלב
חוזק הכניעה
תרגול · הגיעו למטרה
השאלה
מצאו את הדחיפה הגדולה ביותר שבה גוש הזהב הטהור עדיין רק נוטה ולא מחליק, ולחצו על בדיקה.

המטרה
- 30 MPa ± 2.5 MPa
  בתחילת השלב: 0 MPa
- 0 ± 0.01
  בתחילת השלב: 0
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
תכולת זהב
24 ctקבוע
דחיפה
0 MPa
המתכת המעורבת
נחושת
הסטת השכבות
גביש
נקרא מהסצנה בנקודה
Push/nodes/gold/props/push
נקרא מהסצנה בנקודה
Whole atom spacings the top half has slipped, 0–3/nodes/gold/outputs/steps
הגדרה אחת שמגיעה למטרה
דחיפה
30 MPa
המתכת המעורבת
נחושת
משוב לתשובה נכונה
30 MPa: זה חוזק הכניעה של זהב טהור רך במודל. ב־35 MPa הגוש כבר מחליק.

משוב לתשובה שגויה
עוד לא. אם הגוש מחליק, הקטינו את הדחיפה; אם הוא רק נוטה, נסו צעד אחד יותר.

רמז
הגדילו את הדחיפה בצעדים של 5 MPa, והסתכלו מתי הכיתוב מתחלף מ“מחזיק” ל“מחליק”.

פתרון מלא
1. מאפס ועד 30 MPa הגוש רק נוטה, וחוזר כשמרפים.
2. ב־35 MPa החצי העליון מחליק.
3. חוזק הכניעה של זהב טהור הוא כ־30 MPa.
שלב 3 מתוך 6
לפתוח את השלב
אטומים בגודל אחר
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
זהב טהור החליק תחת דחיפה בינונית, 150 MPa. נעביר את תכולת זהב ל־18 קראט, עם נחושת. מה יקרה תחת אותה דחיפה?

התשובה הנכונה
- נכונה הגוש יחזיק, ורק ייטה
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
תכולת זהב
24 ctקבוע
דחיפה
150 MPaקבוע
המתכת המעורבת
נחושתקבוע
הסטת השכבות
גביש
האפשרויות
- נכונה הגוש יחזיק, ורק ייטה
- שגויה הוא יחליק כמו קודם: נחושת רכה כמו זהב
  טעות נפוצה: Thinks mixing two soft metals must give a soft alloy, its strength an average of theirs.
  משוב מהקטלוג
  חוזק של סגסוגת אינו ממוצע של חוזק רכיביה. מה שקובע הוא אם האטומים מתאימים זה לזה בגודל. אטומי נחושת קטנים מאטומי זהב, מעקמים את השכבות ועוצרים את ההחלקה, ולכן שתי מתכות רכות נותנות יחד סגסוגת קשה: זהב 18 קראט עם נחושת חזק פי חמישה בערך מנחושת לבדה.
- שגויה הוא יחליק עוד יותר: הזהב נעשה פחות טהור
  טעות נפוצה: Thinks a pure metal is stronger than an alloy of it, as if purity meant strength.
  משוב מהקטלוג
  במתכת טהורה כל האטומים באותו גודל, ומישור ההחלקה חלק: שכבות מחליקות זו על זו בקלות, והמתכת רכה. אטומים זרים בגודל אחר מעקמים את השכבות ועוצרים את ההחלקה. לכן זהב 18 קראט חזק פי עשרה בערך מזהב טהור, ופלדה חזקה בהרבה מברזל טהור.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
תכולת זהב
18 ctקבוע
ואז הסצנה מראה: 295 · The alloy's yield strength, MPa (rough)/nodes/gold/outputs/yieldStrength
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
הגוש מחזיק. חוזק הכניעה של זהב 18 קראט עם נחושת הוא כ־295 MPa, פי עשרה בערך מזהב טהור, אף שנחושת לבדה רק כפליים חזקה מזהב.

פתרון מלא
1. אטומי הנחושת קטנים מאטומי הזהב בכ־11%, והשכבות סביבם מתעקמות.
2. שכבה שמחליקה נתקעת בכל אטום בגודל הלא נכון, וצריך דחיפה גדולה בהרבה כדי להזיז אותה.
3. חוזק הכניעה עולה לכ־295 MPa, הרבה מעל 150 MPa, והגוש מחזיק.
שלב 4 מתוך 6
לפתוח את השלב
במשקל ובאטומים
תרגול · חשבו
השאלה
זהב 18 קראט עם נחושת: 18 g זהב ו־6 g נחושת. המסות המולריות: זהב 197 g/mol, נחושת 63.5 g/mol. כמה אטומי נחושת יש בכל 100 אטומים?

התשובה הנכונה
50.8 ± 1
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
תכולת זהב
18 ctקבוע
דחיפה
150 MPa
המתכת המעורבת
נחושתקבוע
הסטת השכבות
מישור החלקה
מתקבלת בטווח
± 1
מחושבת מהסצנה בהגדרה של השלב
Added atoms per 100 atoms/nodes/gold/outputs/atomShare
תשובות שגויות שהשאלה מזהה
- 25 ± 1
  טעות נפוצה: Takes the share of atoms in an alloy to be its share by weight.
  משוב מהקטלוג
  אחוזים במשקל אינם אחוזים באטומים, כשהאטומים שוקלים שונה. אטום נחושת שוקל פחות משליש מאטום זהב, ולכן ברבע המשקל של זהב 18 קראט יש כמחצית מהאטומים. כדי לעבור ממשקל לאטומים, המירו כל מסה למולים.
משוב לתשובה נכונה
כ־51: יותר ממחצית האטומים הם נחושת, אף שהיא רק רבע מהמשקל. לכן בסצנה דווקא אטומי הזהב מסומנים בטבעת: בתערובת כמעט שווה כל סוג הוא היוצא דופן בין האחרים.

רמז
המירו כל מסה למולים, ואז חשבו איזה חלק מכלל המולים הוא נחושת.

פתרון מלא
1. זהב: $\dfrac{18}{197} \approx 0.0914$ ⁠ מול.
2. נחושת: $\dfrac{6}{63.5} \approx 0.0945$ ⁠ מול.
3. חלק הנחושת: $\dfrac{0.0945}{0.0914 + 0.0945} \approx 0.51$ ⁠, כלומר כ־51 מכל 100 אטומים.
אם עניתם 25, לקחתם את חלק המשקל. אבל אטום נחושת שוקל פחות משליש מאטום זהב, ולכן בכל גרם יש יותר אטומי נחושת.
שלב 5 מתוך 6
לפתוח את השלב
למה כסף כמעט לא עוזר
תרגול · נבאו, ואז הסתכלו
השאלה
נחליף את המתכת המעורבת מנחושת לכסף, באותם 18 קראט ותחת אותה דחיפה של 150 MPa. מה יקרה?

התשובה הנכונה
- נכונה הגוש יחליק, כמעט כמו זהב טהור
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
תכולת זהב
18 ctקבוע
דחיפה
150 MPaקבוע
המתכת המעורבת
נחושתקבוע
הסטת השכבות
גביש
האפשרויות
- נכונה הגוש יחליק, כמעט כמו זהב טהור
- שגויה הגוש יחזיק, כמו עם נחושת
  משוב
  נחושת מחזקת כי האטומים שלה קטנים יותר ומעקמים את השכבות. אטומי כסף בגודל של אטומי זהב, והשכבות נשארות שטוחות.
- שגויה הגוש יחזיק עוד יותר טוב: כסף כבד מנחושת
  משוב
  מה שקובע הוא גודל האטומים, לא המשקל שלהם. אטום כסף כבד מאטום נחושת, אבל בגודל של אטום זהב.
אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה
המתכת המעורבת
כסףקבוע
ואז הסצנה מראה: 75 · The alloy's yield strength, MPa (rough)/nodes/gold/outputs/yieldStrength
ניבוי אף פעם לא נחשב כישלון: בכל מקרה הלומדים רואים את התוצאה ואת ההסבר.
משוב לתשובה נכונה
הגוש מחליק. חוזק הכניעה של זהב 18 קראט עם כסף הוא רק כ־75 MPa: אטומי הכסף נכנסים לגביש בלי לעקם אותו, ומישור ההחלקה נשאר חלק.

פתרון מלא
1. רדיוס אטום כסף 144.5 pm, כמעט בדיוק כמו של זהב, 144 pm.
2. אטומי כסף לא מעקמים את השכבות, ואין בליטות במישור ההחלקה.
3. חוזק הכניעה עולה רק לכ־75 MPa, מתחת ל־150 MPa, והגוש מחליק.
שלב 6 מתוך 6
לפתוח את השלב
פלדה וארד
תרגול · בחרו
השאלה
אטומי פחמן קטנים בהרבה מאטומי ברזל. איפה הם יושבים בפלדה?

התשובה הנכונה
- נכונה ברווחים שבין אטומי הברזל, שם הם דוחקים את השכנים ומעקמים את הגביש
הגדרות, אפשרויות ומשוב
הסצנה בשלב הזה
תכולת זהב
18 ct
דחיפה
150 MPa
המתכת המעורבת
נחושת
הסטת השכבות
מישור החלקה
האפשרויות
מוצגות בסדר אקראי.
- נכונה ברווחים שבין אטומי הברזל, שם הם דוחקים את השכנים ומעקמים את הגביש
- שגויה במקומם של אטומי ברזל, כמו נחושת בזהב
  משוב
  אטום שמחליף אטום של המארח צריך להיות קרוב לו בגודל, כמו נחושת וזהב. פחמן קטן כל כך שהוא נכנס לרווחים.
- שגויה בגרגרים נפרדים של פחם, בין גבישי הברזל
  משוב
  בפלדה הפחמן מפוזר בתוך גבישי הברזל עצמם, אטום אטום, וזה מה שמחזק אותם.
משוב לתשובה נכונה
הפחמן נדחס לרווחים שבין אטומי הברזל ומעקם את הגביש אפילו יותר מאטום מחליף. לכן כמה עשיריות האחוז של פחמן הופכות ברזל רך לפלדה חזקה.

פתרון מלא
1. בארד, בפליז ובזהב קראט האטומים הזרים קרובים בגודלם לאטומי המארח, ויושבים במקומם.
2. אטום פחמן קטן בהרבה מאטום ברזל, ונכנס לרווח שבין אטומי הברזל.
3. שם הוא דוחק את השכנים, השכבות מתעקמות, והחלקה נעשית קשה יותר.

בכל היחידה · 18 טעויות נפוצות

קטלוג הטעויות הנפוצות

כל טעות נפוצה שהיחידה מזהה, בכמה מילים. פתחו טעות כדי לראות מה הלומדים קוראים כשהתשובה מתאימה לה, ואיפה היא נשאלת.

תוכן העניינים

יונים וקשר יוני

חור ועודף

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

לספור את היונים

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

תשובות שגויות שהשאלה מזהה

רמז

פתרון מלא

קליפה מלאה אומרת לא

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

המטען לפי הקבוצה

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

רמז

פתרון מלא

לאזן את המטענים

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

רמז

פתרון מלא

יונים קטנים נאחזים חזק יותר

השאלה

המטרה

הסצנה בשלב הזה

הגדרה אחת שמגיעה למטרה

רמז

פתרון מלא

סריגים יוניים ומתכתיים

סריג ענק

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

תשובות שגויות שהשאלה מזהה

רמז

פתרון מלא

מלח נסדק

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

מתי מלח מוליך

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

רמז

פתרון מלא

ים של אלקטרונים

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

רמז

פתרון מלא

מתכות מתכופפות

השאלה

התשובה הנכונה

הסצנה בשלב הזה

האפשרויות

אחרי נעילת הניבוי הסצנה משתנה

פתרון מלא

למה מתכות מוליכות

השאלה