בשער-קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער בפייסבוק - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל
דף הבית   |   על בשער   |   פעילויות בשער   |   ספר אורחים   |   צור קשר      רשימת תפוצה
 
 
 > שלח שאלה למומחה
 
 
 
     כל התחומים
     אסטרופיזיקה
     הנדסת חשמל
     הנדסת מזון
     כימיה
     פרקינסון
     ננוטכנולוגיה
     הנדסה
     מדעי המחשב
     כימיה
     ביולוגיה
     פיזיקה
     רפואה
     מתמטיקה
     מדעי הסביבה
     גיאוגרפיה
     מוט"ב
     הוראת המדעים
     אזרחות
     כלכלה
     היסטוריה
     משפטים
     פסיכולוגיה
     תנ"ך
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 > בשער האזרחות
 
 
 > הרצאות מומחים ברשת
 
 
 > רשימת תפוצה
 
 > חתום בספר האורחים
 
 > כניסה לשואלים רשומים
 
 
 > English
 
שאלה מספר 6037 - קשרי מימן תאריך: 03/03/2013
תחומי דעת:  כימיה  , הוראת המדעים  

שאלה 1

אנו יודעים כי קשר בין אטום מימן לאטום פלור הוא יותר קוטבי מאשר קשר קוולנטי בין אטום מימן לבין אטום חמצן. לכן הייתי מצפה כי קשרי מימן בין מולקולות HF יהיו יותר חזקים מאשר קשרי מימן בין מולקולות H2O. אבל מסתבר שנקודת הרתיחה של H2O יותר גבוהה משל HF. ההסבר שמצאתי הוא שאטום חמצן בעל מספר רב יותר של קשרי מימן מאשר אטום F. השאלה היא למה? הרי לאטום F יש 3 זוגות אלקטרונים בלתי קושרים ולאטום חמצן יש רק שני זוגות אלקטרונים בלתי קושרים?

אני מבקשת הרחבה בנושא

 

שאלה 2:

במצב מוצק נוצרים 4 קשרי מימן עם מולקולת מים אחרת. כאשר הטמפרטורה עולה על 4 מעלות צלזיוס, חלק מקשרי המימן בין המולקולת ניתקים ומולקולות המים מתקרבים יותר אחת לשנייה במצב נוזל. זה ההסבר למצב שצפיפות של מים במצב נוזלי גדולה מאשר בקרח. השאלה היא מה מספר קשרי מימן שמולקולת מים יכולה ליצור במצב נוזלי?

 

תודה מראש,

רנא

 

 

תשובה מאת: פרופ' נועם אגמון
   

תשובה לשאלה מס' 2:

ההסבר שנתת בעיקרו נכון, פרט לכך שטמפרטורת הקפאון של מים (בלחץ אטמוספרי) היא 0 מעלות צלסיוס ושם מתרחש השינוי החד בצפיפות (4 מעלות הוא אמנם מקסימום הצפיפות של מים נוזליים, אך השינוי זניח ביחס לשינוי בנקודת הקפאון).  רק הקרח ההקסגונלי (הקרח ה"רגיל" - ישנם כ-15 מבנים גבישיים שונים לקרח!) פחות צפוף ממים, וזאת בגלל המבנה ההקסגונלי (קרי: המשושה) שלו, כאשר כל מולקולה נמצאת במרכז טטרהדר של 4 מולקולות מים שכנות. במים נוזליים החללים ב"חלת הדבש" ההקסגונלית מתמלאים והצפיפות עולה.
מספר קשרי המימן במים נוזליים תלוי בהגדרת קשרי מימן ובמודל המים בו עורכים סימולציות מחשב. מקובל לצטט מספר כמו 3.8 קשרי מימן בממוצע פר מולקולת מים (לעומת 4 בקרח ההקסגונלי), מספר שקטן עם עליית הטמפרטורה. כמובן שמדובר בערך ממוצע, כאשר לכל מולקולת מים בנוזל מספר קואורדינציה שונה (עד 5 קשרי מימן). התפלגויות אופייניות ניתנות בגרף 9 במאמר המצורף.

 

בברכה --  נעם אגמון



 

פרופ' נועם אגמון
מתמטיקה ומדעי הטבע, המכון לכימיה
האוניברסיטה העברית

תשובה מאת: פרופ' יואל ששון
   

שלום,

תשובה לשאלה מס' 1:

נקודת רתיחה אינה נקבעת רק על בסיס קשרי המימן ומספרם. התכונות הסגוליות של מימן פלואורי, כגון מסה וצפיפות, הן שמכתיבות שנקודת הרתיחה שלו נמוכה משל מים למרות שקשרי המימן אכן חזקים יותר משל אילו במים. ההסבר על מספר קשרי המימן בפלואור מול חמצן לא נראה לי רלבנטי.  אם בוחנים נקודות הרתיחה של HCl, HBr ו HI הסדר היורד הוא  HI> HBr> HCl

HI רותח במינוס 35  מעלות,   HBr  במינוס 66 מעלות ו- HCl במינוס 85 מעלות . זאת למרות שהפולאריות וקשרי המימן של הכלור חזקים יותר משל ברום ושל יוד. הסיבה היא שנקודת הרתיחה תלויה מאד גם במסה ובצפיפות של החומרים וזה הגורם החשוב יותר בסדרה זו.

 בברכה,

פרופ' יואל ששון
כימיה
האוניברסיטה העברית

הוסף תגובה הדפס שאלה      שלח לחבר      שאלות מועדפות
שלח שאלה למומחה   |   שמור כדף הבית   |   הוסף למועדפים   |   תנאי שימוש באתר   |   Powered By Art-Up