1. המרכז הפדגוגי לעובדי הוראה, ירושלים, אילנה זהר ©
מתכות
המרכז הפדגוגי לעובדי הוראה, ירושלים, אילנה זהר ©
נתרן Na
אשלגן K

2. תכונות של מתכות 1. מוליכות חשמל 2. מבריקות 3. ניתנות לריקוע
4. מוליכות חום
5. רובן מוצקות בטמפרטורת החדר.
6. חלקן מגיבות עם חומצות.

3. המתכות נמצאות באזור השמאלי והתחתון בטבלה המחזורית. החלוקה לפי התכונות.
אל מתכות
מתכות

4. למתכות אנרגיית ינון נמוכה וזיקה אלקטרונית נמוכה.
כלומר המתכות אינן נוטות לקבל (למשוך) אלקטרונים, הן נוטות לוותר בקלות יחסית על אלקטרוני הערכיות שלהן.
המתכות תיצורנה יונים חיוביים בלבד.
בתגובות כימיות, המתכות, תיטנה לוותר על אלקטרונים.

5. מבנה ענק של מתכת - נחושת

6. מבנה ענק מתכתי
מבנה המתכת: מבנה ענק - מבנה תלת-ממדי של גלעינים- יונים חיוביים בתוך “ענן” אלקטרונים שלילי.
הקשר המתכתי: משיכה חשמלית בין היונים החיוביים לאלקטרונים השליליים שבענן.
Cu2+ -

7. שריג של המתכת מגנזיום
Mg2+ e-
Mg2+ e-
Mg2+ e-
Mg2+ e-
Mg2+ e-
Mg2+ e-

8. היונים החיוביים ו-'ים' האלקטרונים
האלקטרונים של 'ים' האלקטרונים הם מרמת האנרגיה האחרונה. למשל -
זו היערכות האלקטרונים של אטום נתרן נייטרלי: Na 2,8,1
במתכת נתרן - כל אטום נתרן מאבד אלקטרון אחד לים האלקטרונים והופך ליון נתרן שמטענו +1:
Na+
הערכות האלקטרונים שלו: 11Na 2,8

9. במתכת נתרן – כל אטום תורם אלקטרון אחד לים האלקטרונים

11. זו היערכות האלקטרונים של אטום סידן נייטרלי:

12. זו היערכות האלקטרונים של אטום סידן נייטרלי: 20Ca 2,8,8,2
במתכת סידן - כל אטום נתרן מאבד ___________ לים האלקטרונים והופך ליון סידן שמטענו __:

13. זו היערכות האלקטרונים של אטום סידן נייטרלי: 20Ca 2,8,8,2
במתכת סידן - כל אטום נתרן מאבד שני אלקטרונים לים האלקטרונים והופך ליון סידן שמטענו +2:
Ca2+
הערכות האלקטרונים שלו:

14. סידן זו היערכות האלקטרונים של אטום סידן נייטרלי: 20Ca 2,8,8,2
במתכת סידן - כל אטום נתרן מאבד שני אלקטרונים לים האלקטרונים והופך ליון סידן שמטענו +2:
Ca2+
הערכות האלקטרונים שלו: 20Ca 2,8,8

15. במתכת סידן – כל אטום תורם 2 אלקטרונים לים האלקטרונים

16. ציירו את המודל המתכתי של 4 אטומי סידן

17. זו היערכות האלקטרונים של אטום אלומיניום נייטרלי:

18. זו היערכות האלקטרונים של אטום אלומיניום נייטרלי: 13Al 2,8,3
במתכת אלומיניום- כל אטום אלומיניום מאבד ___________ לים האלקטרונים והופך ליון אלומיניום שמטענו __:

19. זו היערכות האלקטרונים של אטום אלומיניום נייטרלי: 13Al 2,8,3
במתכת אלומיניום - כל אטום אלומיניום מאבד שלושה אלקטרונים לים האלקטרונים והופך ליון אלומיניום שמטענו +3:
Al3+
הערכות האלקטרונים שלו:

20. זו היערכות האלקטרונים של אטום אלומיניום נייטרלי: 13Al 2,8,3
במתכת אלומיניום - כל אטום אלומיניום מאבד שלושה אלקטרונים לים האלקטרונים והופך ליון אלומיניום שמטענו +3:
Al3+
הערכות האלקטרונים שלו: 13Al 2,8

21. במתכת אלומיניום – כל אטום תורם 3 אלקטרונים לים האלקטרונים

22. ציירו את המודל המתכתי של 4 אטומי אלומיניום

23. יכול להיות יותר ממודל אחד המתאר את המבנה והקשר של חומר.
מודל הקשר
הסבר הקשר הקיים
בין החלקיקים
מבנה החומר
הם הבסיס להסבר של:
יכול להיות יותר ממודל אחד המתאר את המבנה והקשר של חומר.
יש להתאים את ההסברים למודל אחד ולא לערבב הסברים שמקורם במודלים שונים.
חוזק הקשר
ותכונות החומר
הם הבסיס להסבר של:
השימושים

24. מודל המבנה והקשר המתכתי
מבנה המתכת: מבנה ענק - מבנה תלת-ממדי של - יונים חיוביים בתוך “ענן” אלקטרונים שלילי.
הקשר המתכתי: משיכה חשמלית בין היונים החיוביים לאלקטרונים השליליים שבענן.
חוזק הקשר: הקשר מתחזק כאשר -
א. גדל מטען היון החיובי וכאשר גדל ומספר האלקטרונים בענן גדל.
ב. קטן רדיוס היון החיובי (צפיפות המטען גדלה - מטען אפקטיבי גדל)

25. 1. למתכות יש מוליכות חשמלית כי:
האלקטרונים חופשיים הנעים בין היונים החיוביים מסוגלים להוליך חשמל.

26. זרם חשמלי - תנועה מכוונת של חלקיקים טעונים (יונים או אלקטרונים)
הולכה חשמלית - היכולת להעביר זרם חשמלי.
לחומרים יש מוליכות חשמלית כאשר הם מכילים : חלקיקים טעונים
2. חלקיקים אלה - ניידים.
במתכות – החלקיקים הטעונים והניידים הם אלקטרונים

27. כיצד מודדים מוליכות חשמלית של מוט מתכת?
קוטב חיובי
קוטב שלילי
סוללה
מד זרם e
כיוון זרימת האלקטרונים e e
מוט מתכת

28. 2. למתכות יש ברק כי:
קרני האור הפוגעות בענן האלקטרונים החופשיים מוחזרות מהרבה מאד אלקטרונים הנמצאים ברצף של מקומות סביב הגלעינים.
כל האטומים בשכבה באותו גודל ומטען.
זווית כל הקרניים המוחזרות שווה לזוית כל הקרניים הפוגעות.

29. 3. המתכות ניתנות לריקוע כי: שכבות גלעיני המתכת מחליקות זו מעל זו
3. המתכות ניתנות לריקוע כי: שכבות גלעיני המתכת מחליקות זו מעל זו. ההסבר בשקופית הבאה.

30. מדוע מתכות ניתנות לריקוע?
בהפעלת כוח השכבות מחליקות ים האלקטרונים הוא נייד ויעטוף את המבנה החדש. החלפת מקום האטומים לא יוצרת כמעט התנגדות. + + + + + + + +
כוח
כוח

31. 4. מוליכות חום כי: האלקטרונים החופשיים הנעים בין היונים מוליכים את החום במהירות דרך שכבות המתכת.

32. מה מתואר כאן?

33. סגסוגות (נתך Alloy )
- תערובת של מספר מתכות או תערובת של מתכת נתונה עם אל מתכת כמו פחמן.
רוב מוצרי המתכת אינם מתכות טהורות אלא סגסוגות.

34. מדוע הסגסוגות קשות וחזקות?
הגלעינים בגדלים שונים. הם פועלים כמו זיזים אשר אינם מאפשרים החלקת השכבות.
עם נוספים מעט אטומי אל-מתכת כמו פחמן, הם מקטינים את ניידות ענן האלקטרונים. + + + + + +
כוח + + + + + + + + + + + + + + + + + +

35. השימוש סוג הסגסוגת % המתכת (לפי מסה) אנטימון Sb קדמיום Cd ביסמוט Bi
אנטימון Sb
קדמיום Cd
ביסמוט Bi
בדיל Sn
עופרת Pb
טמפ' היתוך °C
השימוש
סוג הסגסוגת
12-1
88-99
קשה יותר מעופרת, אבל שומר על עמידותה בפני שיתוך - לוחות מצברים, משקולות לגלגלי רכב, משאבות ושסתומים בתעשייה הכימית.
עופרת
אנטימון 62 38
183
נוזלי ביותר, נכנס לחריצים, מתאים להלחמת מכשירים רגישים לחום.
נתך להלחמה 30 70
פלסטי, ניתן לקבוע את צורתו (תיקוני פחחות), מתאים למצנני מכוניות בהם הטמפ' גבוהה.
12.5 50 25
65.5
נ. היתוך נמוכה מאד- מתקני בטיחות בפני חום
מתכת Wood 85 15
כלי בית עתיקים - קשה יותר מבדיל
Pewter

36. כולנו סגסוגות ! סגסוגות של פלדה:

37. יוצרים סגסוגות שונות של מתכות כדי -
לשנות את טמפרטורת ההיתוך של המתכת
לחזק את המתכת
לשנות מוליכות חשמלית
לשנות מוליכות חום
לשנות צבע
לשנות עמידות לקורוזיה
ועוד ועוד

38. פעילות כימית של מתכות לא כל המתכות פעילות באותה מידה.
קיימות מתכות מאד יציבות דוגמת פלטינה וזהב.
קיימות מתכות פעילות מאד, כמו המתכות של טור I- מתכות אלקליות. הן מגיבות בעוצמה עם אויר, מים וכן עם חומרים אחרים ולכן נוטים לשמור אותן בתוך נפט במיכל סגור.
כל יתר המתכות תמצאנה מבחינת פעילות במגוון בין שתי קבוצות אלה.
פעילותן של המתכות תתבטא בנטייה לוותר על אלקטרונים בבואם במגע עם אל מתכות.

39. ניסוי: נתרן במים (חתיכת נתרן נזרקה לכוס מים)
ניסוי: נתרן במים (חתיכת נתרן נזרקה לכוס מים)
קישור
לאתר
התמונות הורדו מהאתר של: Chem 1 2 3
1. האם הנתרן מתכת פעילה?
כיצד ניתן לראות זאת מהצילומים שלפניך.
2. תן דוגמא לשתי מתכות שאתה מכיר הפעילות פחות מנתרן. נמק בחירתך.

40. תכונות ושימושים של מתכות
כלי נגינה
תכונות:
מבריקות.
קשות או רכות.
מוליכות חשמל.
מוליכות חום.
ניתנות לריקוע ועיבוד.
פעילות לא-פעילות
תכשיטים, כלי נוי
מכונות ומכוניות
חוטי חשמל
מוטות, עמודים, צינורות
מטבעות
כלים
מכשירים
כלי עבודה

41. באיזה כלי ניתן להתיך את המתכת?