משרד החינוך המזכירות הפדגוגית אגף מדעים הפיקוח על הוראת הכימיה

Transcript

1 תכנית משרד החינוך המזכירות הפדגוגית אגף מדעים הפיקוח על הוראת הכימיה לימודים מותאמת בכימיה התכנית תקפה לתלמידים המתחילים את לימודיהם בכיתה י' החל משנת תשע"ה בלבד. התכנית תקפה בשנת תשע"ה לתלמידי כיתה י' בלבד, בשנת תשע"ו לתלמידי כיתות י' י"א, ומשנת תשע"ז לתלמידי כיתות י, י"א, י"ב. מפמ"ר: ד"ר דורית טייטלבאום אתר המפמ"ר: בטבלה מופיעים ו ללא צבע ועם רקע צבעוני. להלן מקרא למשמעות של כל צבע: ללא צבע החלק שיהווה את בסיס הידע והמיומנויות )7%( בתכנית המותאמת ירוק החלק שיהווה את הבחירה וההעמקה )3%( בתכנית המותאמת ורוד החלקים שצומצמו במסגרת ההלימה לשעות ההוראה, ולא נדרש ללמדם במסגרת התכנית המותאמת צהוב החלקים שעברו שינויים והתאמות למסגרת ההלימה בין התכנים לבין שעות ההוראה, ונדרש ללמדם באופן מצומצם יותר, כמפורט במסמך אדום- תוספות החל משנת תשע"ח 5 יחידות לימוד בכימיה מושגי יסוד מצבי צבירה חומרים מוצק, נוזל, גז טמפרטורת היתוך טמפרטורת רתיחה חומר טהור: יסוד, תרכובת כל מצבי הצבירה ילמדו: ברמה המאקרוסקופית )מה רואים ומודדים( ברמה מיקרוסקופית )הרמה החלקיקית( ברמת הסמל 1

2 שפת הכימאים מיומנויות החקר המדעי תערובת הומוגנית תערובת הטרוגנית סמלים של יסודות ניסוח ואיזון תהליכים תגובות שריפה- שריפה מלאה ושריפה חלקית תצפית תוצאות הסבר תוצאות מסקנות מיומנויות גרפיות, טבלאות ומעבר מצורת ייצוג אחת לצורת ייצוג אחרת חוק שימור החומר מבנה האטום חלקיקי האטום הגרעין רדיואקטיביות טבלה מחזורית גרעין, פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים. מספר אטומי, מספר מסה איזוטופים קרינת אלפא, קרינת ביתא, קרינת גמא הרכב, מטען והשוואת חדירות הטבלה המחזורית: טורים )משפחות( שורות )מחזורים( מתכות / אל מתכות תאוריה ומודל - התלמידים צריכים להכיר את המשמעות של אלו ועל כן מומלץ לשלבם בהוראת הפרק. אין חובה ללמד את התפתחות מודל האטום התלמידים יידרשו לדעת את הקשר בין סוג הקרינה לשינוי במספר האטומי ומספר המסה, בניסוח נתון. ניסוחים לדוגמה: קרינת אלפא: Rn C Po N קרינת ביתא: התלמידים לא יידרשו לדעת לנסח תהליכים. התלמידים יידרשו לדעת בע"פ את שמות המשפחות הכימיות הבאות: מתכות אלקליות, מתכות אלקליות עפרוריות, הלוגנים וגזים אצילים

3 אלקטרונים האטום מבנה וקישור קשר קוולנטי מולקולה הערכות אלקטרונים ברמות אנרגיה של האטום אלקטרוני ערכיות אורביטל חוק קולון רדיוס האטום אנרגית יינון ראשונה יונים חד אטומים קשר טהור, קשר קוטבי קשר יחיד, כפול, משולש אלקטרושליליות מטען חלקי )חיובי/שלילי( אנרגית קשר אורך קשר צורות ייצוג של מולקולות: נוסחה מולקולרית, נוסחת ייצוג אלקטרונית, ייצוג מקוצר, ייצוג מלא של נוסחת מבנה איזומרים התלמידים יידעו לרשום הערכות אלקטרונית של אטומים ויונים עד מספר אטומי 2, ועד בכלל. הקשר בין הערכות אלקטרונית ומיקום היסוד בטבלה מחזורית. הגדרה בלבד ברמה האיכותית התלמידים ידעו לציין את הגורמים המשפיעים ולא יידרשו לנמק התלמידים יידעו לציין את הגורמים המשפיעים ולהסביר התלמידים יידעו את הקשר בין היון )סוג היון ומטענו( לבין מיקומו של אטום היסוד, שממנו היון נוצר בטבלה המחזורית ערכי האלקטרושליליות נתונים הכרת הגורמים המשפיעים: סדר הקשר, רדיוס האטומים המשתתפים בקשר וקוטביות הקשר. התלמידים ידעו לציין את הגורמים המשפיעים ולא יידרשו לנמק. נוסחאות ייצוג אלקטרוניות נדרשות עבור: מולקולות, אטומים בודדים ויונים חד אטומיים הכרת המושג התלמידים ידעו לזהות איזומרים על פי נוסחאות מבנה נתונות. שרטוט איזומרים התלמידים יידרשו לשרטט איזומרים רק בפרק כימיה של מזון עבור סוכרים )אנומרים( וחומצות שומן בלתי רוויות )איזומרים גאומטריים( 3

4 חומרים מולקולריים מבנה מולקולה: טטראדר, פירמידה משולשת, זוויתי, משולש מישורי, קווי קוטביות מולקולה קבוצות פונקציונליות בתרכובות הפחמן )ללא תגובות(: קשר כפול, הידרוכסיל )כהל(, קרבוקסיל )חומצה קרבוקסילית(, אמין קבוצות פונקציונליות בתרכובות הפחמן )ללא תגובות(: אתר קטון, אלדהיד אסטר, אמיד קשרים בין-מולקולריים: אינטראקציות ון-דר-ולס )ו.ד.ו.( קשרים בין-מולקולריים: קשרי מימן תכונות: טמפרטורת היתוך, טמפרטורת רתיחה מסיסות התלמידים יידרשו להכיר את המבנה אך לא לקבוע אותו התלמידים ידעו לקבוע קוטביות של מולקולות עם אטום מרכזי אחד, כשהמבנה הגיאומטרי של המולקולות נתון. תלמידים יידרשו לזהות קבוצות אטומים האופייניות לקבוצות הפונקציונליות אלו, כולל זיהוי שם הקבוצה. התלמידים יידרשו לזהות קבוצות אטומים האופייניות לקבוצות הפונקציונליות אלו, כולל זיהוי שם הקבוצה, מתוך דף נוסחאות שבו יופיעו נוסחאות מבנה כלליות של הקבוצות הפונקציונליות התלמידים יידרשו לדעת את הגורמים המשפיעים על חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס )ו.ד.ו.(: מספר האלקטרונים הכולל במולקולה )גודל ענן האלקטרונים(, קוטביות המולקולות שטח הפנים של המולקולות. התלמידים יידרשו לדעת את הגורמים המשפיעים על חוזק קשרי מימן: מספר מוקדים ליצירת קשרי מימן, הפרש האלקטרושליליות בקשר הקוולנטי בו קשור אטום המימן. כיווניות קשרי מימן. התלמידים יידרשו לדעת את ההסבר לפי חוזק הקשרים הבין-מולקולריים. השוואה בין טמפרטורות רתיחה של חומרים מולקולריים בלבד. התלמידים יידרשו לתאר ברמה מיקרוסקופית חומרים מולקולריים ותמיסות כמפורט בנספח - 3 תיאור חומרים ברמות הבנה שונות תשע"ג 4

5 חומרים אטומריים חומרים יוניים חומרים מתכתיים מודל הסריג האטומרי תכונות: טמפרטורת היתוך מוליכות חשמלית יונים חד אטומיים, יונים רב אטומים פשוטים נוסחה אמפירית של חומר יוני מודל הסריג היוני, קשר יוני בסריג תכונות: מוליכות חשמלית, מסיסות במים מצב צבירה בטמפרטורת החדר ניסוח תהליכי היתוך, ניסוח תהליכי המסה במים יונים ממוימים תגובת שיקוע מודל הסריג המתכתי, קשר מתכתי בסריג תכונות: מצב צבירה בטמפרטורת החדר מוליכות חשמלית ריקוע סגסוגת התלמידים יידרשו לדעת מדוע קשר קוולנטי חזק מקשרים בין מולקולריים בהסבר מסיסות של חומר מולקולרי אחד בחומר מולקולרי אחר התלמידים יידרשו להתייחס לקשרים הנוצרים בין הממס למומס. התלמידים יכירו את החומרים האטומריים הבאים: יהלום, גרפיט, צורן, וצורן חמצני, SiO 2 התלמידים ידעו להסביר את התכונות תוך התייחסות למבנה החומר ולסוג הקשרים הקוולנטיים בין האטומים )רמה מיקרוסקופית( התלמידים יידרשו לתאר ברמה מיקרוסקופית חומרים אטומריים כמפורט בנספח - 3 תיאור חומרים ברמות הבנה שונות תשע"ג התלמידים ידרשו לדעת לכתוב נוסחאות ייצוג אלקטרוניות של יונים חד אטומים בלבד התלמידים ידעו להסביר את התכונות ברמה המיקרוסקופית התלמידים לא יידרשו לדעת בעל פה אילו חומרים הם קלי תמס ואילו חומרים הם קשי תמס זיהוי לפי ניסוח נתון המודל יונים חיובים ב"ים אלקטרונים" התלמידים ידעו להסביר את התכונות ברמה המיקרוסקופית הגדרה תכונת הריקוע השוואה בין סגסוגת למתכת 5

6 חישובים בכימיה ( סטוכיומטריה( המול תמיסות הנוסחאות לחישוב מספר מולים על פי: מסה מולרית, ריכוז תמיסה ונפח של גז, יינתנו בבחינת הבגרות לכל התלמידים בדף נוסחאות. דף הנוסחאות מופיע באתר המפמ"ר לשימוש המורים והתלמידים המצב הגזי הגדרת המול מספר אבוגדרו מסה מולרית ניסוח מאוזן של תגובה יחס מולים בתגובה חישובים בתגובה ריכוז מולרי לחץ נפח טמפרטורה טמפרטורה-סקאלה השערת אבוגדרו נפח מולרי של גז חישובים של הקשר בין מסה, מספר מולים ומסה מולרית התלמידים ידעו לאזן ניסוחים של תגובות כימיות פשוטות ללא גורם מגביל - פרט לחישובים בתגובות סתירה חלקית קשר בין מולים של מומס, נפח תמיסה וריכוז התמיסה. חישובים על פי ניסוח תגובה ללא גורם מגביל התלמידים ידעו באופן איכותי בלבד )ללא חישובים( את ההשפעה של: שינוי טמפרטורה על הנפח והלחץ של גז שינוי מספר מולי הגז על הנפח והלחץ של גז שינוי נפח על הלחץ של גז, ולהפך שינוי לחץ על הנפח של גז התלמידים יכירו את סולם הטמפרטורות לפי צלזיוס ולפי קלוין כולל קביעת נוסחה מולקולרית של חומר במצב צבירה גז קשר בין נפח הגז, מספר מולים ונפח מולרי של גז חישובים על פי ניסוח תגובה ללא גורם מגביל 6

7 חמצון חיזור מושגי יסוד פעילות יחסית של מתכות קורוזיה דרגות חמצון איזון תגובות חמצון חיזור אנטיאוקסידנטים חומר מחמצן, חומר מחזר, תהליך חמצון, תהליך חיזור ניסוח תגובות חמצון חיזור בין יוני מתכת לבין מתכת שורה אלקטרוכימית גורמים המשפיעים על קורוזיה שיטות הגנה בפני קורוזיה כללים לקביעת דרגות חמצון דרגות חמצון של תרכובות פחמן דרגת חמצון: מרבית )מקסימאלית( מזערית )מינימאלית( קביעת מחמצן ומחזר על פי שינוי בדרגות חמצון קביעת היחס בין מספר מולים של המגיב או התוצר למספר המולים של אלקטרונים שעובר בתגובה חישוב מספר מול אלקטרונים שעוברים בתגובה אנטיאוקסידנט כחומר מחזר רדיקלים חופשיים אין צורך לזכור בעל פה את השורה האלקטרוכימית ריכוז החמצן, אחוז לחות, טמפרטורה בידוד המתכת, טיפול בסביבה, הגנה קתודית התלמידים יידעו לקבוע דרגות חמצון קביעת דרגות חמצון של אטומים בתרכובות פחמן על פי נוסחת מבנה תגובות פשוטות בלבד. התלמידים לא יידרשו לאזן ניסוחי תגובות בהן יש גם שימוש בסכום מטענים התלמידים לא יידרשו לדעת לחשב דרגת חמצון על פי מספר מולי האלקטרונים שעברו בתגובה. 7

8 חומצות ובסיסים מושגי יסוד חומצות בסיסים מים ph חומצות ובסיסים חלשים בסיס, חומצה אינדיקטור חומר בוחן תגובות חומצה בסיס הכרה וניסוח תגובות של מגוון חומצות עם מים חומצה קרבוקסילית, RCOOH הכרה וניסוח תגובות של מגוון בסיסים עם מים אמין ראשוני, הגדרת בסיס וחומצה לפי ברונסטד ולאורי השימוש באינדיקטורים כמדד לאופי התמיסה )חומצית, ניטראלית, בסיסית(. התלמידים יכירו מגוון אינדיקטורים. אין צורך לזכור צבעים יש להיצמד לדף תגובות AE78-78BCC6C5478/175927/tguvot1.pdf התלמידים יכירו את ה תמיסה מימית חומצית ותמיסה מימית בסיסית RNH 2 מים כחומצה וכבסיס תגובות סתירה סקלת ה- ph קביעת תחום ph בתמיסה הבחנה בין בסיס/ חומצה חזק/ה לבסיס/חומצה חלש/ה ללא חישוב בסתירה מלאה וחלקית בסיס/חומצה חזק/ה מגיב/ה במים עד תום לעומת בסיס/חומצה חלש/ה שאין תגובה במים עד תום ללא חישובים לקביעת ריכוזים או ph העשרה : מדדים לחוזק חומצה /בסיס Kb,Ka * התלמידים לא יידרשו ידרש להבחין בין חזק/חלש עפ"י ph ומוליכות חשמלית בהינתן ריכוזים התחלתיים שווים. 8

9 כימיה של מזון אבות המזון חומצות שומן טריגליצרידים פחמימות, שומנים, חלבונים, ויטמינים, מינרלים חישוב ערך קלורי של מזון נוסחאות ייצוג שונות חומצות שומן רוויות ובלתי רוויות חומצות שומן בלתי רוויות בעלות איזומריה גיאומטרית ציס וטרנס השוואת טמפרטורות היתוך של חומצות שומן חומצות שומן חיוניות תגובת הידרוגנציה: סיפוח מימן לקשר כפול תגובת איסטור לקבלת טריגליצריד הידרוליזה של טריגליצריד השפעת הרכב חומצות השומן בטריגליצריד על טמפרטורת ההיתוך הכרות כללית עם אבות המזון התלמידים לא יידרשו לזכור בעל פה נוסחאות של אבות המזון. התלמידים יידרשו להבחין בין ויטמינים מסיסים במים לבין ויטמינים מסיסים בשמן ולהסביר את קביעתם התלמידים לא יידרשו לזכור בעל פה את הערכים הקלוריים של אבות המזון נוסחה מולקולרית נוסחת מבנה ייצוג מקוצר של נוסחת מבנה רישום מקוצר )על פי המפורט בנספח 1( ללא חמצון עצמי של קשר כפול התלמידים יידרשו לדעת לשרטט איזומרים גאומטריים גורמים משפיעים: אורך השרשרת דרגת ריוויון סוג איזומריה גיאומטרית התלמידים יידרשו לנסח את התגובה ולזהות את הקבוצה האסטרית התלמידים יידרשו לנסח את התגובה 9

10 חד סוכרים דו סוכרים הכרת נוסחת הייוורת של גלוקוז ומיספור הפחמנים הכרת נוסחת פישר של גלוקוז ומיספור הפחמנים תהליך מוטרוטציה אנומרים איזומרים של גלוקוז יצירת קשר גליקוזידי מבנה הגלוקוז יינתן בבחינה. הטבעת הנתונה תהיה במבנה איזומר D התלמידים לא יידרשו להכיר את המושג איזומריה אופטית מבנה הגלוקוז יינתן בבחינה. התלמידים לא יידרשו להעביר מנוסחת פישר לנוסחת הייוורת ולהיפך התלמידים לא יידרשו לדעת את מנגנון פתיחת הטבעת וסגירתה התלמידים לא יידרשו לדעת לנסח את תגובת המוטרוטציה. התלמידים יידרשו לדעת לשרטט אנומרים איזומרים עם טבעת משושה בלבד. זיהוי האיזומרים בהשוואה לגלוקוז בלבד הקשר הגליקוזידי יופיע באיור כך: CH2OH CH2OH דוגמה - 1 שתי טבעות ישרות H H O H H H O OH HO OH H O OH H H H OH H OH H CH2OH H O H OH O OH H H דוגמה - 2 טבעת ימנית הפוכה HO OH H H OH H H H CH2OH O OH רב סוכרים הידרוליזה של הקשר גליקוזידי זיהוי של: החד סוכרים, תבנית הקשר, עמדת הקשר תאית התלמידים יידעו לשרטט את תוצרי ההידרוליזה התלמידים יידרשו לזהות את התבנית ועמדות הקישור מנוסחאות מבנה נתונות. עמדת הקישור 1

11 חומצות אמיניות עמילן וגליקוגן מבנה כללי של החומצה האמינית החומצות האמיניות השונות קביעת המטען ב- ph=7 החומצה האמינית כחומר יוני יצירת קשר אמידי / פפטידי הידרוליזה של קשר אמידי / פפטידי תפקוד כחומר מבנה עמדת הקישור תפקוד כחומר אגירה קבוצות R שונות הבדל במסיסות במים התלמידים לא יידרשו לזכור בעל פה את החומצות האמיניות השונות נוסחאות החומצות האמיניות עשויות להינתן בצורה מולקולרית או יונית רישום נוסחת מבנה של דו פפטיד התלמידים יידרשו לנסח את התגובה, ולזהות את התוצרים 11

12 1 אנרגיה אנרגיה ודינמיקה שלב מושגי יסוד שינויי אנתלפיה בתגובות כימיות אנרגיה פנימית אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה קינטית )כוללת( אנרגיה קינטית ממוצעת טמפרטורה מערכת וסביבה תגובה בכלי פתוח / סגור / מבודד אנתלפיה ושינוי אנתלפיה תגובות אקסותרמיות ותגובות אנדותרמיות יחידות מידה שינויי אנתלפיה במהלך שינויים במצבי צבירה חישוב השינוי באנתלפיה לפי חוק הס חישוב השינוי באנתלפיה של תגובה בעזרת אנתלפיות קשר חישוב ΔH באופן ניסויי הכרת אלו בלבד )ללא תרגול(, הבנה איכותית אנרגיה פוטנציאלית כמרכיב של אנרגיה פנימית התלמידים ידעו את הקשר בין אנרגיה קינטית ממוצעת לבין טמפרטורה. אנרגיה וטמפרטורה ואבחנה ביניהן מושגי מערכת וסביבה. הכרת ה בלבד שיטות ייצוג שונות: בגרף בציון ΔH ליד ניסוח התגובה כחלק מניסוח התגובה ΔH בציון יחידות: קילוג'אול,,kJ ג'אול, J מתייחס לתגובה על פי הניסוח שלה )הקשר בין ידעו כי ΔH התלמידים )Q לבין ΔH אנתלפיית היתוך אנתלפיית אידוי אנתלפיית המראה ללא אנתלפיית אטומיזציה החישוב יוגבל לתגובות שבהן המגיבים והתוצרים במצב צבירה גז בלבד 12

13 קצב תגובה ושיווי משקל קצב תגובה קצב תגובה הבנת המושג אנרגיית שפעול תצמיד משופעל מודל ההתנגשויות בין החלקיקים חישוב השינוי בריכוז המגיב עם הזמן או חישוב השינוי בריכוז התוצר עם הזמן חישוב קצב תגובה גורמים המשפיעים על קצב התגובה: ריכוז, טמפרטורה, שטח פנים, סוג המגיבים )אנרגיית שפעול( זרז לא צריך להכיר סוגי זרזים שיווי משקל חוקי הקצב )סדר תגובה: תגובה מס דר אפס, מס דר ראשון, מס דר שני( קבוע הקצב k מצב של שיווי משקל תגובות הפיכות, דינמיות, מאפייני שיווי משקל הקשר בין מספר מולי הגז ללחץ בכלי קבוע שיווי משקל, יש לדעת גרף של שינוי קצב לתגובה מסדר אפס בלבד. קבוע הקצב יוצג עם היחידות המתאימות אך תלמידים לא יידרשו לחשב אותו שיווי משקל במערכות הומוגניות בלבד. רמה מאקרוסקופית רמה מיקרוסקופית באופן איכותי K C חישוב קבוע שיווי משקל לפי נתונים כולל הצגות גרפיות השפעת שינוי המקדמים הסטויכיומטרים והיפוך התגובה על ערכו של - העשרה K C 13

14 מנת ריכוזים, Q שינוי התנאים במערכת שיווי משקל שינוי ריכוז שינוי נפח, שינוי לחץ שינוי טמפרטורה הוספת זרז הוספת גז אציל התלמידים יידרשו להסביר בהתייחס למודל ההתנגשויות או על ידי השוואת Kc ל- Q עקרון לה שטלייה ניתן להיעזר בעיקרון לצורך ניבוי אך לא כהסבר. התלמידים יידרשו לקבוע את הקשר בין קבוע שיווי משקל, לבין הטמפרטורה ולסוג התגובה )אקסותרמית, אנדותרמית(, על פי עקרון לה שטליה. התלמידים יידרשו להבחין בין הוספת זרז בתחילת התגובה או הוספתו במצב שיווי-משקל מדוע מתרחשות תגובות אנטרופיה משמעות המושג: מדד לפיזור האנרגיה ופיזור החלקיקים בחומר, )תיאור המצבים המיקרוסקופיים האפשריים( אנטרופיה של חומר במצבי צבירה שונים חישוב שינוי האנטרופיה במהלך היתוך ורתיחה של חומר טהור השינוי באנטרופיה של מערכת חישוב השינוי באנטרופיה של מערכת התלמידים לא יידרשו להשוות ערכי אנטרופיה של חומרים שונים. התלמידים ידעו להעריך את סימנו של השינוי באנטרופיה של מערכת תוך התבססות על : 1.שינויים במצבי הצבירה של החומרים 2. שינויים במספר המולים של מרכיבים גזים S מגיבים S תוצרים S 14

15 השינוי באנטרופיה של הסביבה איכותי וכמותי )על פי חישובים( חישוב השינוי באנטרופיה של הסביבה הנוסחה: S סביבה S יקום H T S מערכת S סביבה ספונטניות של תגובה החוק השני של התרמודינאמיקה על פי השינוי באנטרופיה של היקום. חישוב השינוי באנטרופיה של היקום בקרה קינטית ותרמודינמית התלמידים לא יידרשו להסביר את המצב של יקום = ΔS התלמידים לא יידרשו לחשב את טמפרטורת ההיפוך. התלמידים לא יידרשו לקבוע את תחום הטמפרטורות בו התגובה ספונטנית 15

16 מבניות בחירה ברום ותרכובותיו מבוא ברום ותרכובותיו שיקולים בהקמתה של תעשיית הברום בישראל עקרונות כלליים בפיתוח מוצר בתעשייה ברום ותרכובות ברום שיקולים אקולוגיים שיקולים כלכליים שיקולים חברתיים חומרי גלם שיקולים בבחירת חומרי גלם תרשים זרימה התלמידים יחשפו לתכונות והשימושים של ברום ותרכובותיו התלמידים יכירו את יתרונות ים המלח כמקור לחומרי גלם בייצור התעשייתי כל העקרונות המוזכרים בפרק זה יתורגלו בכל אחד מתהליכי הייצור התלמידים ידעו לקרוא תרשים זרימה. התלמידים ידעו לבנות תרשים זרימה פשוט. תפוקה, המרה וניצולת גימלון מיחזור והשבה תהליך רציף, תהליך מנתי, חומרי לוואי שיקולים בבחירת חומרי מבנה ואריזה בטיחות )בייצור, באחסון ובשינוע( התלמידים ידעו לחשב המרה וניצולת. בכל החישובים יוגדר אחד המדדים )המרה או ניצולת( כ- 1%. ריכוז החומר יהיה נתון ביחידות מולאר, M 16

17 תהליכי הייצור ברום Br 2 מימן ברומי HBr סידן ברומי CaBr 2 ייצור ברום במעבדה ובתעשייה נפיצות, תכונות, רעילות, בטיחות בעבודה ובשינוע, חומרים מנטרלים, חומרי גלם, זיקוק, עיבוי חומרי מבנה, מחליף חום, עלויות אנרגיה, תגובת חמצון חיזור, תוצרי לוואי ייצור מימן ברומי בתעשייה תהליך רציף, תגובת חמצון חיזור, סחיפה, מיחזור, ספיגה, שיקולים תרמודינמיים וקינטיים, שיקולים אקולוגיים, אחסון ושיווק ייצור סידן ברומי בתעשייה חומרי גלם, תגובת חומצה בסיס, בטיחות ובקרה בייצור סינון, איוד, ייבוש, ספיגה, מיחזור, סחיפה, שיקולים תרמודינמיים וקינטיים ייצור נתרן ברומטי ואשלגן ברומטי בתעשייה תהליך רציף ותהליך מנתי, סינון, גיבוש, ניפוי, מיחזור והשבה, בקרת, ph אלקטרוליזה, שיקולים תרמודינמיים וקינטיים ייצור מתיל ברומיד בתעשייה חומרי גלם, תגובת חומצה בסיס, ניקוי, ייבוש, זיקוק, עיבוי, תהליך רציף בוואקום, אחסון בקרור, אריזה, שיקולים תרמודינמיים וקינטיים 17 בטיחות ובקרה בייצור מתקן עמיד בלחצים )בפליטת גז )CO 2 התלמידים יידרשו להכיר ולהבין את גרף המסיסות במים של נתרן ברומטי,,NaBrO 3 ואשלגן ברומטי,,KBrO 3 כתלות בטמפרטורה נתרן ברומטי NaBrO 3 ואשלגן ברומטי KBrO 3 מתיל ברומיד CH 3 Br

18 שימושים של תרכובות ברום תרכובות ברום בחקלאות תרכובות ברום בעלות פעילות ביולוגית )ביוצידים( מעכבי בעירה תרכובות ברום בקידוחי נפט תרכובות ברום בצילום הדברת מזיקים בקרקע, הדברת מזיקים באחסון ביוצידים מחמצנים, השפעת ה- ph על יעילות החיטוי, פעולה סינרגטית משולש האש שלבים של תהליך הבעירה תהליך בעירה של תרכובות פחמן אופן פעולתם של מעכבי בעירה תרכובות אנאורגניות תרכובות ברום וכלור מעכבי בעירה פעילים מעכבי בעירה מוספים תכונות של תרכובות ברום בקידוחי נפט, טמפרטורת גיבוש של תמיסת סידן ברומי צפיפות תמיסות תרכובות ברום בצילום תחליב )אמולסיה( תגובת שיקוע חומרים מחמצנים תרכובות ברום כחומרי ביניים בתהליכי ייצור שונים התלמידים יידרשו לדעת ולהבין את גרף הפעילות כפונקציה של ה- ph פעולה סינרגטית שילוב של ברום וכלור כביוצידים התלמידים יידרשו לדעת את הסכמה של שלבי תהליך הבעירה. התלמידים יידרשו לדעת ולהבין את עקרונות פעילותם של מעכבי בעירה ולא את פירוט שלבי המנגנון התלמידים לא יידרשו לנתח את הגרף המציג את השפעת הצפיפות של התגובה על טמפרטורת הגיבוש. 18

19 תרכובות ברום בתעשיית מזון, בתעשיית תרופות, בקוסמטיקה, מערכות קירור השימוש בברומאטים 19

20 מבוא לעידן הפלסטיק מקרומולקולות מקרומולקולות מקרומולקולה מונומר פולימר פילמור יחידה חוזרת פולימרים )פרק א' בספר* - פולימרים סינתטיים כבקשתך / נאוה מילנר( פילמור ויחידה חוזרת ברמת המושג בלבד תהליכי פילמור כיצד נוצרות מקרומולקולות פילמור סיפוח פילמור דחיסה )פרק ב' בספר*( שיטות פילמור סיפוח מונומר יחידה חוזרת יזם רדיקלי וזרזי זיגלר-נאטא תנאי פילמור עם יזם ועם זרז פולימר גבה צפיפות - הכרת המושג בלבד פולימר נמוך צפיפות - הכרת המושג בלבד שיטות פילמור דחיסה פוליאסטר ופוליאמיד מונומר יחידה חוזרת תנאי פילמור יחידה חוזרת של הפולימר קטע מייצג של הפולימר נוסחת הפולימר סיפוח 1,2 בלבד, ללא סיפוח 1,4, ללא פירוט שלבי הפילמור. יש לדון בכיתה בדוגמאות,HDPE LDPE )פוליאתילן גבה צפיפות, פוליאתילן נמוך צפיפות( התלמידים יכירו את חשיבות המיחזור לחיי היום יום וסמלי המיחזור תנאי הפילמור טמפרטורה גבוהה וסביבה חומצית השוואה בין פולימר סיפוח ופולימר דחיסה טבלה בספר* 2

21 דרגת פילמור ממוצעת - הכרת המושג בלבד, ללא חישובים מסה מולרית ממוצעת - הכרת המושג בלבד, ללא חישובים הידרוליזה של קשר אסטרי הידרוליזה של קשר אמידי קופולימר קופולימר אקראי התלמידים יחשבו דרגת פילמור ומסה מולרית ממוצעת, עבור פולימרים שהתקבלו בשיטת הסיפוח בלבד. התלמידים יכירו ויידעו את השפעה של כמות היזם על דרגת הפילמור - איכותי וכמותי. דרגת פילמור ממוצעת ומסה מולרית ממוצעת יישארו ברמת ההגדרה. התלמידים יקבלו נתון ויצטרכו להבין את השפעתו על תכונות הפולימר, באופן איכותי בלבד. הידרוליזה של קשר אסטרי ושל קשר אמידי בעמוד השדרה של הפולימר ו/או בקבוצה הצדדית שרשרת מפותלת, ושרשרת פרושה ללא חישוב אורך שרשרת. הפרעות לפיתול הנובעות מ: מבנה עמוד השדרה של הפולימר נוכחות קבוצות צדדיות אינטראקציות בין שרשרות הערכות מרחבית של מקרומולקולות הערכות מרחבית של מקרומולקולות )פרק ג' בספר* ) פיתול אקראי של שרשרת הפולימר גורמים המשפיעים על הפרעות לפיתול האקראי של שרשרת הפולימר. אזור קשיח בעמוד השדרה של השרשרת קבוצה צדדית. אינטראקציות בין שרשרות 21

22 התארגנות שרשרות הפולימר בצבר ותכונות הפולימר התארגנות שרשרות הפולימר בצבר ותכונות הפולימר )פרק ד' בספר*( התלמידים יידרשו לדעת, להסביר ולהבין את גורמים המשפיעים על: מבנה גבישי, מבנה אמורפי ערכי Tg מצב זגוגי, טמפרטורה זגוגית,Tg אזורים אמורפיים ערכי Tm מבנה גבישי, טמפרטורת היתוך,Tm אזורים אחוז הגבישיות גבישיים אחוז גבישיות סדירות מרחבית של השרשרות פולימרים תרמופלסטיים, תרמוסטיים ואלסטומרים קשרי צילוב פולימרים תרמופלסטיים קשרי צילוב פולימרים תרמוסטיים ואלסטומריים פולימרים תרמופלסטיים מבנה של פולימרים תרמופלסטיים שינויים במבנה הפולימר החלים בתהליך המתיחה סיבים מאפייני מבנה של סיבים מסיסות של פולימרים קשרי צילוב - הגדרה פולימרים תרמוסטיים הקשר בין מבנה ותכונות של פולימרים תרמוסטיים פולימרים אלסטומריים מאפייני מבנה של פולימרים אלסטומרים הקשר בין מבנה ותכונות הפולימרים האלסטומרים מסיסות ותפיחה של פולימרים 22 )פרק ה' בספר*( מיחזור )פלסטיק ואיכות סביבה(. חדירות גזים. סיבים טבעיים וסיבים סינתטיים. השפעה של מתיחת הסיב על המבנה הגבישי של הסיב. סיבים לבגדי לבוש. ספיגת מים. גיהוץ בדים קשרי צילוב קוולנטיים בלבד. התלמידים יידרשו לזהות קטע מייצג של מבנה פולימר מוצלב התלמידים לא יידרשו לרשום קטע מייצג של פולימר מוצלב התלמידים לא יידרשו לדעת סוגי הצלבה בעת/לאחר פילמור התנהגות במתיחה בלבד התלמידים צריכים לדעת את הקשר בין תדירות קשרי הצילוב )גבוהה או נמוכה( לתכונות הפולימר

23 כימיה פיזיקלית פרק 1 מבוא קרינה אלקטרומגנטית המבנה האלקטרוני של אטומים האורביטל האטומי ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית המודל הדואלי של האור אורך גל, תדירות, אנרגית פוטון והקשרים ביניהם האור הנראה ערבוב שלושת צבעי היסוד של האור )חיבור צבעים( עירור אלקטרוני באטומים ויונים חד אטומיים ספקטרום רציף מול ספקטרום קווי מודל האטום של בוהר בליעה ופליטה ספונטנית ספקטרום בליעה מול ספקטרום פליטה סדרות לימן, פשן ובלמר נוסחת רידברג המודל הקוונטי של האטום אורביטלים אטומיים: s,p דיאגרמת רמות אנרגיה עבור אטום מימן ואטומים רב אלקטרוניים אכלוס אלקטרונים באורביטלים אטומיים: עיקרון פאולי, כלל הונד התלמידים יידרשו להכיר את מודל בוהר באופן איכותי בלבד ולא לערוך חישובים של רמות או מעברי אנרגיה על פי מודל זה. 23

24 פרק 2 ראיית צבעים אורביטלים מולקולריים הקשר בין מבנה המולקולה וצבעה ראיית צבע בליעה ופיזור אור גלגל הצבעים וצבעים משלימים )חיסור צבעים( הבחנה בין פיזור לבין פליטה של אור הקשר הקוולנטי תאוריית האורביטלים המולקולריים תנאים לאינטראקציה בין אורביטלים אטומיים ליצירת אורביטלים מולקולריים אורביטלים מולקולריים עבור מולקולות ויונים דו- אטומיים הומונוקליאריים אורביטלים קושרים ואנטי קושרים אכלוס אורביטלים מולקולריים קביעת סדר קשר ויציבות של מולקולות דו אטומיות אורביטלים מולקולריים במולקולות רב אטומיות קשר סיגמא וקשר פאי אורביטלי HOMO ו- LUMO הקשר בין מבנה המולקולה וצבעה אל-איתור במולקולות אורגניות מצומדות כרומופור הקשר בין אורך הכרומופור להפרש האנרגיה בין אורביטל ה- HOMO ל- LUMO ולאורך הגל הגורם לערור אלקטרוני התלמידים אינם צריכים לדעת את התנאים לשיתוף אורביטלים אטומיים ליצירת אורביטלים מולקולריים. מולקולות דו-אטומיות חשובות: חמצן, חנקן, מימן. התלמידים אינם צריכים לדעת את דיאגרמת האכלוס של מולקולות קוטביות, כגון מימן פלואורי. התלמידים ידעו לאכלס אלקטרונים בדיאגרמת רמות אנרגיה מולקולארית נתונה התלמידים יכירו את ה קשר סיגמא וקשר פאי, וידעו לזהות את התיאורים הסכמטיים. 24

25 פרק 3 המבנה האלקטרוני של מוצקים מוליכים, מבדדים, מוליכים למחצה היווצרות פסי אנרגיה בסריג פס הולכה ופס ערכיות פער אנרגיה אסור אכלוס אלקטרונים בפסים ההבדל בין מוליכים, מבדדים ומוליכים למחצה תרכובות של מוליכים למחצה הסממה על ידי יסודות מטור 5 ומטור 3 מוליך למחצה מסוג N ומסוג P צומת PN כיצד פועלת דיודה דיודה פולטת אור )LED( יש ללמד מוליכים למחצה של יסודות. אין צורך ללמד את נושא התרכובות של מוליך למחצה )מל"מ( 25

26 כימיה אורגנית מתקדמת H CH 3 CH 2 CH 3 I מושגי יסוד השלד הפחמני משפחות וקבוצות פונקציונליות איזומריה אופטית נוסחה מולקולארית נוסחת מבנה נוסחת מבנה מקוצרת קונפורמציה חופפת קונפורמציה חורגת אזומרית שרשרת אזומריה גאומטרית )ציס, טרנס( קבוצת אלקיל ראשוני, שניוני, שלישוני אלקאנים, אלקנים אלקיל הלידים כוהלים, אתרים חומצות קרבוקסיליות אמינים תיאולים פחמן אסימטרי פחמן כיראלי אור מקוטב נוסחת "טריזים" לציור טטרהדר התלמידים אינם צריכים לדעת כינויים שיטתיים התלמידים צריכים להכיר את התכונות הפיזיקליות )היתוך, רתיחה ומסיסות בממסים שונים( התלמידים לא צריכים להבחין בהבדלי תכונות פיזיקליות של איזומרים ציס וטרנס, באלקנים נוסחת "טריזים" אננטיומרים פעילות אופטית, חומר פעיל אופטית תערובת רצמית 26 תלמידים לא חייבים להכיר את צירוף המילים "נוסחת טריזים". התלמידים צריכים להכיר את הנוסחה המשורטטת, המייצגת מבנה תלת מימדי.

27 חומצות ובסיסים מנגנון תגובה מנגנון תגובה הגדרה לפי ברונסטד לאורי הגדרה לפי לואיס תגובת חומצה בסיס מנגנון תגובה קבוצה מתקיפה )נוקליאופיל, בסיס( קבוצה עוזבת ממס פרוטי, ממס א-פרוטי, ממס קטבי סדר תגובה קביעת סדר תגובה בעזרת ניסוי שלב קובע מהירות בתגובה מצב מעבר תוצר ביניים כתיבת מנגנון תגובה באמצעות חיצים שינויי אנרגיה במהלך תגובה-הצגה גרפית התלמידים צריכים להכיר ולדעת את הגורמים המשפיעים על טיב הקבוצה העוזבת: יכולת קיטוב עצמי, אורך קשר, מטען הקבוצה הגדרה כללית של ה 27

28 תגובות התמרה תגובות התמרה ניסוח תגובת התמרה נוקלאופיל חוזק הנוקליאופיל )הגדרה קינטית( קבוצה עוזבת התלמידים צריכים להכיר ולדעת את הגורמים המשפיעים על חוזק הנוקליאופיל: יכולת קיטוב עצמי,,Kb ממס מנגנון תגובת התמרה, S N 2 )סדר שני( היבט מרחבי והיפוך ולדן היבטים הקשורים לפעילות אופטית מנגנון תגובת התמרה, S N 1 )סדר ראשון( יון קרבוניום, יציבות יון קרבוניום היבטים מרחביים הקשורים לפעילות אופטית עבור כל אחד מהמנגנונים יש לדון: בהשפעת השלד הפחמני בנוקליאופיל בקבוצה העוזבת בממס בהצגה גרפית של שינוי האנרגיה בתהליך בהתייחסות לתחרות בין תגובות במנגנונים השונים )1 S, N 2 S, N E2( התלמידים יידרשו לנתח תחרות, להשוות ולבחור בין שני מנגנונים בו זמנית בלבד. S N 2 S N 1 תגובות אלימינציה תגובות אלימינציה E2 ניסוח תגובת אלימינציה פחמן, פחמן הקבוצה המתקיפה )בסיס( השפעת הטמפרטורה )היבט קינטי( מנגנון תגובת אלימינציה E2 )סדר שני( אלימינציה היבט מרחבי )קונפורמציה מועדפת, איזומריה גאומטרית( עבור המנגנון E2 יש לדון: בהשפעת השלד הפחמני, בקבוצה המתקיפה, בקבוצה העוזבת, בממס, בטמפרטורה, בהצגה גרפית של שינוי האנרגיה בתהליך. התלמידים ידעו כי יש כיווניות מועדפת למצב המעבר בהיבט המרחבי )באופן כללי(, אבל לא יידרשו לשרטט את המבנה 28

29 מנגנון תגובת אלימינציה E1 )סדר ראשון( אלימינציה כנגד התמרה מהי התגובה המועדפת? שיקול קינטי בלבד. ניסוח תגובת סיפוח המרחבי המדויק של תוצר המעבר. בהתייחסות לתחרות בין תגובות במנגנונים השונים )1 S, N 2 S, N E2( התלמידים יידרשו לנתח תחרות, להשוות ולבחור בין שני מנגנונים בו זמנית בלבד. הגדרה כללית בלבד E1 אלימינציה כנגד התמרה אלימינציה וסיפוח תגובות סיפוח התלמידים יכירו את תגובת הסיפוח כתגובה הפוכה לתגובת האלימינציה. התלמידים ידעו לנסח את תגובת הסיפוח התלמידים לא נדרשים להכיר את כלל מרקובניקוב תגובות סיפוח ניסוח תגובת סיפוח C=C לקשר השוואת בין קשר C-C קשר סיגמא, קשר פאי אלקטרופיל מנגנון תגובת סיפוח מימן הלוגן גזי (HX) לאלקן כלל מרקובניקוב )השפעת השלד הפחמימני( השוואת אורך קשר השוואת חוזק חוזק קשר סיפוח HX 29

30 ביוכימיה מבוא למדעי החיים הכימיה של התא פוספוליפידים מבנה ותפקוד חלבונים בקרום התא ומעברים דרך קרום התא תא, קרום התא ציטופלזמה גרעין גליצרול קבוצת זרחה חומצות שומן )רוויה, לא רוויה( קבוצה כהלית קשר אסטרי קשר פוספואסטרי הידרופילי, הידרופובי הידרוליזה מודל "הפסיפס הנוזלי" חלבוני תעלות חלבוני נשא ומשאבות דיפוזיה מפל ריכוזים התלמידים ידעו שתא מהווה יחידה בסיסית של יצורים חיים ויכירו את ה קרום התא, ציטופלזמה וגרעין התא. התלמידים ידעו לבנות מולקולה של פוספוגליצריד ממרכיבים נתונים או לפרק את המולקולות של פוספוליפיד בתגובת הידרוליזה. התלמידים ידעו לזהות את הקשרים האסטריים / פוספואסטריים בפוספוגליצריד. התלמידים ידעו לשרטט באופן סכמטי את מבנה קרום התא. התלמידים יבינו את הקשר בין מבנה הפוספוליפידים וארגון בצבר לבין תפקודם בקרום התא )תוך התייחסות לשינוי באורך השלד הפחמני במולקולות חומצת השומן, למספר הקשרים הכפולים או לסידור האטומים סביב הקשר הכפול( התלמידים יכירו את סוגי המעברים של חלקיקים לתוך התא התלמידים ידעו את ההבדל בין חלבון נשא לחלבון תעלה מבחינת ייחודיות ההעברה ומהירות ההעברה. התלמידים לא יידרשו לנבא איזה חלקיק עובר בעזרת חלבוני נשא ואיזה חלקיק עובר בעזרת חלבוני תעלה. התלמידים ידעו להסביר עובדות נתונות. לדוגמה: התלמידים יקבלו מידע על סוג המעבר של החלקיק ויצטרכו להסביר בעזרת אינטראקציות שפועלות בין החלקיק העובר לבין מרכיבי התא. 3

31 מחומצות אמיניות לחלבונים pi חומצות אמיניות כאבני בניין של החלבונים תכונות חומצה-בסיס של חומצות אמיניות חומצה אלפא אמינית קבוצה קרבוקסילית קבוצה אמינית קבוצת צד קוטבית הדרופובית חומצית בסיסית דו יון )צוויטריון( הידרופובי תכונות חומצה-בסיס של חומצות אמיניות קבוע שווי משקל של חומצה, pka, Ka התלמידים יכירו את התכונות של חומצה אמינית כדו-יון. התלמידים ידעו למיין חומצות אמיניות לפי קבוצת הצד )קוטביות, הדרופוביות, חומציות, בסיסיות( ויבינו את השפעתן על מידת המסיסות במים. התלמידים ידעו כי ציסטאין היא חומצה אמינית בעלת קבוצת צד קוטבית )אינה יוצרת קשרי מימן עם המים(. התלמידים ידעו כי טירוזין היא חומצה אמינית בעלת קבוצת צד קוטבית התלמידים ידעו לכתוב את נוסחאות החומצה האמינית במצב שיווי משקל במקרים שבהם ph = pka התלמידים ידעו לכתוב את נוסחת המבנה לחלקיקים של חומצה אמינית ב- ph נתון עפ"י ערכי pka נתונים. התלמידים ידעו לקבוע את המטען של החומצה האמינית ב- ph שונים התלמידים ידעו לקבוע את הנקודה האיזואלקטרית של חומצה אמינית, 31

32 יצירת חלבון מחומצות אמיניות מבנה החלבון: שלוש רמות ארגון תפקידי החלבונים הקשר הפפטידי ומאפייניו תהליך דחיסה פפטיד קצה N טרמינלי קצה C טרמינלי שרשרת פוליפפטידית נוסחה מקוצרת הידרוליזה מלאה וחלקית המבנה הראשוני של החלבון המבנה השניוני של החלבון: α סליל β משטח קשרי מימן המבנה השלישוני של החלבון: מבנה כדורי דנטורציה אינטראקציות הידרופוביות אינטראקציות ון-דר-ואלס אינטראקציות יוניות קשרי מימן קשרי דו-גופרית התלמידים יכירו וידעו את הקשר בין מבנה החלבון לתפקודו. התלמידים ידעו לכתוב נוסחת מבנה לפפטיד התלמידים ידעו לחשב את המטען של פפטיד התלמידים ידעו למצוא את הנקודה האיזואלקטרית של פפטיד )לפפטידים המכילים עד 5 שיירים של חומצות אמיניות( התלמידים יידרשו לשרטט נוסחת מבנה של פפטיד המכיל עד 5 שיירים של חומצות אמיניות הנוסחה המקוצרת של פפטיד תכיל את שמות החומצות האמיניות באנגלית בלבד. התלמידים יידרשו לדעת לרשום תוצרי הידרוליזה חלקית ומלאה התלמידים ידעו לזהות את סוגי הקישור ו/או הכוחות בכל אחת משלוש רמות הארגון של החלבונים ולקבוע בין אלו אטומים מתקיימים הקישור ו/או הכוחות. התלמידים יידרשו להתייחס להשפעת קבוצות טעונות, נפחיות, פרולין, על המבנה השניוני התלמידים ידעו לזהות ולהסביר את מיקום חומצה אמינית על פני חלבון כדורי )כלפי חוץ או כלפי פנים( התלמידים ידעו להסביר את השפעת: הטמפרטורה, ה-,pH והחומרים מרקפתואתאנול ואוריאה על המבנה השלישוני של החלבון התלמידים לא יידרשו לזכור בעל פה את הנוסחאות של אוריאה ומרקפתואתאנול 32

33 מבסיסים לחומצות גרעין מבסיסים לחומצות גרעין: דנ"א )DNA( הרכב ומבנה דנ"א נוקלאוטיד דאוקסיריבוז קבוצת זרחה בסיסיים חנקניים פורינים ופירימידינים: אדנין תימין גואנין ציטוזין קשר אסטרי קשר פוספו-אסטרי קשר גליקוזידי קצה '3, קצה '5 מבנה הסליל הכפול בסיסים משלימים הידרוליזה 33 התלמידים ידעו לכתוב נוסחת מבנה של נוקליאוטיד או קודון בהינתן נוסחאות המבנה של הסוכר, הזרחה והבסיס החנקני, או להיפך, לנסח תהליך הידרוליזה לנוקלאוטיד. התלמידים ידעו לזהות את סוג הקשר בין מרכיבי הנוקלאוטיד )פוספו-אסטרי, N- גליקוזידי(. התלמידים ידעו להבחין בין סוגי הבסיסים - פורינים ופירמידינים. התלמידים ידעו לזהות את הקשרים המייצבים את הסליל. התלמידים ידעו לזהות מהו הבסיס החנקני בגדיל המשלים בהינתן נוקלאוטיד, ומספר קשרי מימן שיכולים להיווצר בין הבסיסים המשלימים התלמידים ידעו ויידרשו לקבוע בין אילו אטומים מתקיימים קשרי המימן שבין הבסיסים החנקניים המשלימים כאשר יינתן איור מתאים של שני גדילים המצויים זה מול זה, תוך התייחסות לכיווניות הקשר. התלמידים לא נדרשים לזהות את האטומים המשתתפים בקשרי מימן רק על סמך גדיל בודד. התלמידים ידעו לקבוע את סוג הקשר בין נוקלאוטידים באותו גדיל, בין אילו אטומים הוא נוצר, ואת כיוון צמיחת הגדיל. התלמידים לא יידרשו למספר את האטומים בטבעות בסיסים חנקניים

34 אריזת הדנ"א )DNA( בגרעין רנ"א :)RNA( הרכב ומבנה תהליך התעתוק כרומוזומים, גנים שרשרות פולינוקלאוטידיות, חלבונים היסטונים מבנה חד-גדילי מבנה הנוקלאוטיד ריבוז בסיסיים חנקניים: אורציל גואנין אדנין יטוזין קבוצת זרחה חשיבות התהליך רנ"א שליח: מבנה ותפקוד רנ"א פולימרז מנגנון התעתוק: שלב האתחול, שלב ההתארכות, שלב הסיום, כיווניות התעתוק. התלמידים ידעו לזהות את הקשר בין החלבונים ההיסטונים לדנ"א ולהסביר את הקשר בין ההרכב הכימי של ההיסטונים לקשרים שנוצרים בינם לבין מולקולת הדנ"א. התלמידים ידעו לזהות את ההבדל בין מולקולת הרנ"א לדנ"א ויתייחסו לארבעת ההבדלים: מבנה )חד/דו גדילי(, הבסיסים המרכיבים את הנוקלאוטידים, הסוכר והתפקיד. התלמידים ידעו לרשום את רצף הנוקלאוטידים שיתקבל ב-,RNA תוך התייחסות לכיווניות של תהליך התעתוק מ- 3' ל- 5' )על ה-,)DNA וצמיחת ה- RNA מ- 5' ל- 3'. ולהיפך, בהינתן רצף נוקלאוטידים על גדיל הדנ"א. התלמידים ידעו לזהות שקשרים בין הבסיסים החנקניים בגדיל הדנ"א לבסיסים ברנ"א הם קשרי מימן במקרים בהם יידרשו התלמידים לתעתק סליל כפול, יצוין לאיזה מהגדילים על התלמיד להתייחס. 34

35 מחומצות גרעין לחלבונים תהליך התרגום: המנגנון והקוד הגנטי התרגום קודון אנטיקודון רנ"א-שליח רנ"א-מעביר רנ"א ריבוזומלי הקוד הגנטי ריבוזום תת יחידה קטנה תת יחידה גדולה אתרים P, A ו- E בריבוזום תרגום לחלבון על פי הקוד מוטציה התלמידים ידעו לזהות את החומצה האמינית המתאימה לכל קודון ולהיפך )כולל במקרה שבו נתונה נוסחת מבנה( בהתאם לטבלת הקודונים הנתונה. התלמידים ידעו לזהות את ההבדל בתפקיד ובמבנה של מולקולות הרנ"א השונות התלמידים ידעו בהינתן רצף קודונים על הרנ"א שליח, לכתוב את רצף הנוקלאוטידים המתאים באנטיקודון שברנ"א מעביר התלמידים ידעו לכתוב את רצף החומצות האמיניות בחלבון שיתקבל. תוך התייחסות לכיווניות 5' 3' ותוך התחשבות בקודון התחלה כאשר הוא נתון )ולהיפך: אם נתון הרצף באנטיקודון או רצף החומצות האמיניות בחלבון להציע רצף קודונים אפשרי(. התלמידים צריכים לדעת לזהות את המיקום וסוג הקשר בין מולקולת רנ"א מעביר לרנ"א שליח )מימני, בין האנטי-קודון לקודון(, ובין מולקולת הרנ"א מעביר לחומצה אמינית )אסטרי, קצה 3'( התלמידים צריכים לדעת שלרנ"א מעביר ולרנ"א ריבוזומלי מבנה מרחבי שניוני ושלישוני, ללא כוחות המייצבים מבנים אלו. התלמידים יכירו את התפקיד של כל אתר בריבוזום התלמידים ידעו מה הם מכלול הקשרים שנוצרים ומה הם מכלול הקשרים שמתפרקים בכל אתר בריבוזום בהתאם לפירוט בסעיף הקודם התלמידים ידעו מהי מוטציה נקודתית ומה השפעתה על החלבון התלמידים ידעו את ההשפעה של מוטציה נקודתית על השינוי האפשרי בדנ"א, ברנ"א ובחלבון. 35

36 כימיה של הסביבה איכות מי שתייה תכונות המים יחידות ריכוז בתמיסות מומסים במים שיטות אנליטיות לקביעת ריכוז המומסים במים טמפרטורת היתוך ורתיחה של המים יכולת ההמסה של המים: חומרים יונים חומרים מולקולריים חומרים קשי תמס אנומליה של המים )צפיפות גבוהה של המים הנוזליים יחסית לקרח ) ppm )מ"ג/ליטר( ppb )מיקרוגרם/ליטר( M )מולר( יונים: Ca, Na, F, Mg, Cl הכנת המדגם מיומנויות עבודה במעבדה: טיטרציה ספקטרופוטומטריה מיהול. מדידה כמותית: חזרות על ניסוי, ממוצע, דיוק, סטיית תקן, מהימנות של תוצאות. טיטרציה כשיטת מדידה: נקודת סוף נקודת שוויון אינדיקטור טיטרציה עם EDTA לקביעת קשיות מים טיטרציה למציאת ריכוז יוני כלוריד 36 המטרה בנושא זה היא להדגיש את ייחודיותם של המים ולהיזכר ב שנלמדו בכיתה י' וי"א שיהיו חשובים להמשך לימוד היחידה. אין צורך לזכור דוגמאות ונתונים בע"פ. התלמידים ידעו כיצד דוגמים מים ושומרים אותם לקראת בדיקה אנליטית. במהלך ניסוי התלמידים יחשבו סטית תקן כיתתית. התלמידים לא יתבקשו לחשב סטיית תקן במבחן אלא רק להבין את משמעותה. טיטרציה הבנת עקרון השיטה. נקודת סוף: סיום טיטרציה לפי אינדיקטור נקודת שוויון: סיום טטרציה לפי חישוב סטוכיומטרי התלמידים לא יידרשו לזכור בע"פ אינדיקטורים מסוימים ומהם הצבעים המתקבלים בתגובות שונות. ריכוז יוני הסידן מבוטא במ"ג סידן פחמתי לליטר.(ppm)

37 תהליכי טיהור ספקטרופוטומטריה כשיטת מדידה: גרף כיול חוק בר למבר בחירת שיטת מדידה שיטות טיהור: מצעי ספיחה: פחם פעיל חול ספיחה ושיקוע במחליף יונים סינון זיקוק חמצון-חיזור התאמת שיטת הטיהור למזהם גורמים המשפיעים על יעילות הטיהור באמצעות קולונה )גודל חלקיקים, קצב זרימה, משך השימוש, סוגי מזהמים( הבנה של עקרון השיטה הספקטרפוטומטרית כשיטה אנליטית: משמעות של אזורים שונים בגרף הכיול, התאמה של ריכוז הנעלם לאזור הלינארי. משמעות ה"בלאנק" אין צורך להכיר את מבנה ופעולת הספקטרופוטומטר. מגבלות של כל שיטה והשפעתן על דיוק המדידה יש להבין את עקרונות שיטות הטיהור השונות ברמה המולקולרית. תהליכי חמצון-חיזור: הלוגנים ורדיקלים חופשיים כמחמצנים. התלמידים לא יידרשו לזכור תגובות בע"פ 37

38 איכות האוויר ואפקט החממה תהליכים מחזוריים הקשורים במעגל הפחמן (g) CO 2 באטמוספירה ובאוקינוסים והתגובות המשפיעות על ריכוזו. התייחסות לגורמים המשפיעים על מערכת שווי משקל )טמפרטורה וריכוז(. )עקרון לה שטליה( התלמידים לא יידרשו לזכור ניסוח תגובות בע"פ. יש לדון בהשפעת האדם על ריכוז (g) CO 2 באטמוספירה. התלמידים יישמו עקרונות שווי משקל ואנרגיה שנלמדו בפרק החובה CO 2(g) CO 2(aq) ספקטרוסקופיה התחממות גלובלית )"אפקט החממה"( קרינה אלקטרומגנטית גלים אורך גל ותדירות, מהירות האור הספקטרום האלקטרומגנטי אינטראקציה בין קרינה וחומר ברמת המאקרו, בליעה, פליטה, החזרה, העברה, צבע אינטראקציה בין קרינה וחומר ברמת המיקרו: בליעה, פליטה, מצב יסוד, מצב מעורר, ערור אלקטרוני, ערור ויברציוני "אפקט החממה" )היבט מאקרוסקופי ומיקרוסקופי( עלייה באנרגיה הקינטית הממוצעת )עליה בטמפרטורה( בעקבות בליעת קרינה ועקב הסעה - כתוצאה מהתנגשויות בין מולקולות "אפקט החממה" כתהליך לקיומם של החיים על פי החלוקה הבאה: הקרינה שנפלטת מהשמש אינטראקציה בין קרינת השמש לכדור הארץ )האטמוספרה ופני כדור הארץ( האופי הדואלי של הקרינה גל וחלקיק )פוטון( חישובים באמצעות הנוסחה =E h התלמידים ידעו לבצע מעבר בין יחידות התלמידים לא יידרשו לדעת בעל פה את ההתאמה בין אורכי הגל וסוג הקרינה. התלמידים יבינו ויכירו את ההבדל בין ספקטרום בליעה לעומת ספקטרום פליטה. התלמידים יבינו ויכירו הקשר בין ספקטרום הבליעה לספקטרום הפליטה. התלמידים יבינו ויכירו הקשר בין הצבע הנראה לעין לבין הקרינה העוברת או מוחזרת. הסעה: נדרשת הבנה עקרונית של המושג ללא חישובים התלמידים יידרשו להסביר את אפקט החממה ברמה מיקרוסקופית לפי נתונים של ספקטרום של גזים שונים תוך שימוש ב כגון: פוטון, ערור, עליה באנרגיה קינטית. 38

39 הקרינה שנפלטת מכדור הארץ לאטמוספרה "החלון האטמוספרי" גזי "חממה" השפעת מעורבות האדם על הגברת אפקט החממה 39

40 מושגי יסוד חזרה והרחבה חזרה והרחבה )פרק א( החוק הראשון של התרמודינאמיקה אנרגיה, חום ועבודה מצבי צבירה מדידות בכימיה מסה, מול, ריכוז, נפח כוח ועבודה לחץ משוואת המצב של גזים אידיאליים קבוע הגזים טמפרטורה )פרק ב( אנרגטיקה ודינמיקה שלב שני צורות של אנרגיה: אנרגיה פוטנציאלית אנרגיה קינטית אנרגיה פנימית פונקציית מצב מערכת וסביבה הגדרה תרמודינמית חום ועבודה צורות של מעבר אנרגיה ברמה מולקולרית סימנים מוסכמים עבודה של התפשטות ודחיסה של גז החוק הראשון של תרמודינמיקה - w U= q + אנרגיה פנימית ואנתלפיה שינוי האנרגיה הפנימית בתהליך המתרחש בתנאים של נפח קבוע שינוי האנרגיה פנימית בתהליך המתרחש בתנאים של לחץ קבוע 4 כוח, עבודה, לחץ באופן איכותי, ללא שימוש בנוסחאות. חישובים פשוטים המבוססים על הנוסחה.PV=nRT אנרגיה פוטנציאלית כובדית אינה נכללת בתוכנית הלימודים. התלמידים ידעו את הבדל בין השינוי באנרגיה הפנימית, U, לבין שינוי האנתלפיה, H. התלמידים ידעו לחשב את העבודה שמתבצעת על המערכת או על ידי המערכת בתהליך המתרחש בלחץ קבוע: w = RT n התלמידים ידעו לחשב שינויים באנרגיה פנימית בתהליכים המתרחשים:.1 בלחץ קבוע - w U = H +.2 בנפח קבוע - v U = q התלמידים ידעו לחשב את שינוי האנתלפיה, H, מתוך הנוסחה U = H + w התלמידים ידעו ש- H = q p

41 אנטרופיה והחוק השני של התרמודינאמיקה אנטרופיה )פרק ג( תהליכים ספונטניים תהליכים לא ספונטניים אנטרופיה כמדד לפיזור האנרגיה והחלקיקים בחומר. אנטרופיה מוחלטת והחוק השלישי של התרמודינמיקה תנאים תקניים אנטרופיה מולרית תקנית, S השוואה בין האנטרופיה המולרית של חומרים במצבי צבירה שונים. של חומרים S גורמים נוספים המשפיעים על ערכי מולקולריים: המספר הכולל של אלקטרונים במולקולה, מורכבות המולקולה. שינויי אנטרופיה, S הגדרה לפי קלאוסיוס: התלמידים יבינו מדוע יש ערכים מוחלטים של אנטרופיה m התלמידים ידעו להסביר הבדלים בערכי אנטרופיה מולרית תקנית של חומרים מולקולריים במצב צבירה גז. התלמידים ידעו להסביר הבדלים בערכי אנטרופיה מולרית תקנית של נוזלים - רק בין נוזל עם קשרי מימן לבין נוזל עם אינטראקציות ון-דר-ולס. v התלמידים ידעו לחשב ערכי S ו- S עבור חומרים מולקולריים ולהסביר מדוע. m S v > S התלמידים ידעו להעריך את השינוי באנטרופיה של המערכת )עליה / ירידה( על פי השינוי במספר המולים של גז. התלמידים ידעו לסווג את התהליכים על פי הסימן של ו- סביבה S. התלמידים ידעו שבמצב שיווי-משקל בתנאים תקניים: = מערכת S יקום S m S. S S = q rev T שינויי אנטרופיה תקנית בתהליכי התכה, שינויי אנטרופיה תקנית בתהליכי אידוי, v שינויי אנטרופיה תקנית בתגובות כימיות חישוב ערכי מערכת S, S ו-. S סביבה יקום החוק השני של התרמודינמיקה. אנטרופיה ושיווי משקל 41

42 אנרגיה חופשית אנרגיה חופשית )פרק ד( אנרגיה חופשית. אנרגיה חופשית תקנית וספונטניות של תגובה ו- S. H סיווג תהליכים על פי הסימן של תגובות התהוות. אנתלפיית התהוות תקנית. חישוב H על פי ערכי אנתלפיית התהוות תקנית של המגיבים והתוצרים חישוב ערכי G בעזרת הנוסחה G = H - T S אנרגיה חופשית תקנית של התהוות. של המגיבים G f G בעזרת ערכי חישוב ערכי והתוצרים. יציבות תרמודינמית. אנרגיה חופשית, G ומצב שיווי משקל. תיאור גרפי של השתנות G עם השינוי בהרכב המערכת, בטמפרטורה קבועה. הקשר בין G, לקבוע שיווי המשקל, K, )ללא חישובים.( ולמנת הריכוזים, Q הקשר בין G לבין K )ללא חישובים(. G. השפעת הטמפרטורה על טמפרטורת היפוך, היפוך T. דיאגרמות אלינגהם. אנרגיה חופשית ועבודה. התלמידים ידעו להבחין בין G לבין G. התלמידים יבינו את משמעות של העקומה המתארת את ההשתנות G עם השינוי בהרכב המערכת. התלמידים יכירו ויבינו את התיאור הגרפי של השתנות G עם שינוי הטמפרטורה עבור ארבעה טיפוסי תגובות. התלמידים ידעו ששינוי בשיפוע הגרף של G כנגד T נגרם כתוצאה משינוי במצב הצבירה של אחד המגיבים או התוצרים. התלמידים ידעו לערוך חישובים על ידי שימוש בנוסחה: G = H - T S התלמידים יבינו את משמעות המושג אנרגיה חופשית העבודה המרבית,, W max שניתן להפיק מתהליך ספונטני המתרחש בתנאים של לחץ קבוע. מומלץ לדון בתגובה שבין מימן לחמצן כדי להסביר מדוע אי אפשר להפוך בשלמות חום, H, לעבודה. התלמידים לא נדרשים לדעת כי תגובות לא ספונטניות יכולות להתרחש על ידי צימוד לתגובה ספונטנית. התלמידים יכירו את הקשר בין )ללא חישוב ותרגול( K. לבין קבוע שיווי-המשקל, G 42

43 קינטיקה קצב תגובה )פרק ה ) קצב )מהירות( של תגובה כימית קצב היעלמות קצב היווצרות משוואת קצב )מהירות( כללית מדידת קצב של תגובה כימית: קצב תגובה רגעי קצב תגובה ממוצע משוואת מהירות )חוק הקצב( סדר תגובה קבוע הקצב קביעת סדר תגובה על פי שיטת הריכוזים התחלתיים. קצב תהליכים ברמה מולקולרית התנגשויות פוריות אנרגיית שפעול תצמיד משופעל מצב מעבר מנגנוני תגובה שלב אלמנטרי מנגנון הכולל שלב אלמנטרי אחד מנגנון הכולל שני שלבים אלמנטריים בקרה תרמודינמית וקינטית התלמידים ידעו להבחין בין ה השונים המתייחסים לקצב תגובה. התלמידים ידעו לחשב את ה השונים של קצב תגובה על פי נתונים. התלמידים ידעו שהשלב האיטי הוא השלב הקובע את קצב התגובה 43

44 מבנית מעבדת החקר מבנית מעבדת החקר מחולקת לשני חלקים: חלק ראשון וחלק שני. החלק הראשון ילמד במסגרת ה- 3%, ויוערך בהערכה פנימית. בחלק הראשון תינתן למורה האוטונומיה להחליט אם ללמד את החלק הראשון של מעבדת החקר או אם ללמד מבנית בחירה נוספת, ובסך הכל ללמד שתי מבניות בחירה עיוניות. החלק השני ילמד במסגרת ה- 7%, ויוערך בהערכה חיצונית, על ידי בוחן חיצוני )כמקובל עד היום(. שלבי החקר /מיומנויות הרקע המדעי איסוף וארגון תצפיות שאלת שאלות ניסוח השערה תכנון הניסוי ביצוע הניסוי הצגה, ניתוח ועיבוד של התוצאות התלמידים יבססו את הרקע המדעי על ידע מדעי, רלוונטי ונכון התלמידים ידעו לרשום תצפיות מגוונות ומפורטות התלמידים יבחינו בין תצפית לפירוש )יתארו תצפית ולא יפרשו( התלמידים ידעו להעלות שאלות מגוונות ורלוונטיות לנושא הנחקר התלמידים ידעו לנסח באופן בהיר וענייני שאלת חקר המבטאת קשר בין שני משתנים מוגדרים היטב התלמידים ידעו להעלות השערה המתאימה לשאלת החקר שנבחרה ולבססה על ידע מדעי רלוונטי ונכון התלמידים ידעו לתכנן ניסוי שבודק את ההשערה שנוסחה התלמידים ידעו להציג את שלבי הניסוי בצורה מפורטת ובסדר לוגי תוך פירוט צורת המדידה של המשתנה התלוי התלמידים ידעו להגדיר בקרה שמתאימה לניסוי מתוכנן התלמידים ידעו לציין נכון את הגורמים הקבועים בניסוי התלמידים ידעו לתכנן ניסוי הכולל מספר מערכות ניסוי המאפשר ניתוח אמין של התוצאות )לפחות ארבע מערכות, כולל בקרה( התלמידים ידעו להכין רשימה מפורטת של חומרים וציוד המתאימה לניסוי מתוכנן התלמידים ידעו לבצע ניסוי תוך שימוש נכון ובטיחותי בכלי המעבדה ו/או במכשירי המדידה ושמירה על סדר וניקיון בשולחן העבודה התלמידים ידעו להציג את התצפיות ואת התוצאות באופן ברור ובאמצעות טבלה או תרשים זרימה שבנויים על פי הכללים התלמידים ידעו לעבד את התוצאות )במידת האפשר( באמצעות גרף מתאים שבנוי על פי הכללים )גרף באקסל / גרף המתקבל בעת שימוש בחיישנים/ גרף ידני על נייר מילימטרי( 44

45 מספר הניסויים הנדרש /מיומנויות רישום מקורות מידע הסקת המסקנות דיון מסכם כתיבת דו"ח מעבדה המיומנויות נדרשת לניסויים ברמה 3 בלבד התלמידים ידעו לתאר את מגמת השינויים המוצגים בטבלה או בגרף התלמידים ידעו להסביר את התוצאות תוך התבססות על ידע מדעי, רלוונטי ונכון התלמידים יצרפו רשימת מקורות מגוונת ועדכנית )לפחות 3 מקורות שונים( התלמידים ירשמו את המקורות על-פי הכללים התלמידים ידעו להסיק מסקנות שמתאימות לכל התוצאות של ניסוי התלמידים ידעו להתייחס בצורה עניינית למידת התמיכה של המסקנות בהשערה התלמידים ידעו להתייחס בביקורתיות לתוצאות )מבחינת דיוק המדידות, מגבלות הניסוי וכו'( ולתוקף המסקנות התלמידים יגישו דו"ח שכולל את כל המרכיבים, בהתאם להנחיות התלמידים ישתמשו בשפה מדעית מדויקת ונכונה להלן טבלה מסכמת של הדרישות והאפשרויות במבנית של מעבדת החקר: סוג הניסוי ניסוי רמה I ניסוי רמה II חלקי ניסוי רמה II מלא ניסוי רמה III 1 רמת הניסוי היבחנות פנימית 3% חלק ראשון 2 מספר הניסויים המינימלי הנדרש חלק שני אפשרות א' --- היבחנות חיצונית 7% חלק שני אפשרות ב' --- חלקי מלא