מבוא


מבנה וקישור

מבוא לפרק מבנה וקישור

בטבע וגם באופן מלאכותי, במעבדה, בתעשייה, במטבח ובמקומות נוספים רבים, ניתן למצוא יסודות כלומר הרכבים כימיים הבנויים מסוג אחד של אטומים. אבל ישנן גם תרכובות הבנויות מכמה סוגי אטומים.
התרכובות, וגם רוב היסודות, מורכבים מכמה אטומים שיצרו קשר כימי ביניהם.

בכל תהליך כימי חלים שינויי אנרגיה בעקבות יצירה או שבירה של קשרים בין חלקיקי החומר. נדון בנושא זה בפרק מבנה וקישור זה ונרחיב על כך בפרק האנרגיה בהמשך לימודינו.

נציין שכשקשרים נוצרים, משתחררת אנרגיה השווה לכמות האנרגיה הנדרשת לשם פירוקם.

בפרק זה נלמד כיצד נוצרים קשרים כימיים ואילו קשרים אפשריים. בפרקים מתקדמים יותר נלמד על אנרגיה של קשר כימי. ישנן עוד שאלות רבות הנוגעות לקשרים כימיים. על חלקן נענה בפרק מבנה וקישור, ועל נענה בפרקים מתקדמים יותר.

בנוסף, נלמד להכיר ולשייך את החומרים המתקבלים בעקבות יצירת קשרים כימיים שונים לכמה משפחות כימיות אופייניות בטבע.
נלמד להכיר ולהבין את תכונות החומרים הנוצרים בעקבות יצירת קשרים כימיים. נסביר את הקשר בין המבנה הפנימי של החומר (רמה מיקרוסקופית) לתכונות הנראות או הנמדדות של החומר (רמה מאקרוסקופית).

ניתן לאפיין היווצרות של קשרים כימיים בשני היבטים.
ההיבט הראשון נוגע לשינויי אנרגיה החלים בתהליך היווצרות הקשר הכימי. בפרק זה לא נעסוק בחישובי האנרגיה המלווים שינויים בקשרים כימיים.

ההיבט השני נוגע לכלל האוקטט שהוא כלל המבוסס על מספר גדול של תהליכים שנבדק ונצפה ומהם הוסק הכלל.

כלל האוקטט קובע שלכל היסודות נטייה ליצור מצב חדש שבו, בעקבות יצירת קשר כימי חדש, רמת האנרגיה האחרונה המאוכלסת באלקטרונים מלאה, בדרך-כלל, ב-8 אלקטרונים. מכאן השם אוקטט (=שמונה), כמו בסולם מוזיקלי (אוקטבה) שבו שמונה צלילים מצליל דו עד לצליל דו שאחריו.
הכלל מראה שלרוב היסודות, אך לא לכולם ולא בכל מצב (גם כאן יש יוצאי דופן), יש נטייה ליצור קשרים כימיים עם יסודות אחרים. בעקבות יצירת קשרים אלו חל שינוי בהיערכות האלקטרונית של האטומים וכן, חלים שינויים במערך חלק מהאורביטלים שלהם. בעקבות יצירת הקשרים, מתקבלות רמות אנרגיה חיצונית מלאות (האחרונות המאוכלסות באלקטרונים) הדומות לאלה של הגזים האצילים. רמת אנרגיה חיצונית מלאה, מצביעה על יציבות כימית.
עובדה זו יכולה להסביר מדוע גזים אצילים המאופיינים ברמת אנרגיה חיצונית מלאה, אינם נוטים ליצור קשרים כימיים. יש לציין שבשנים האחרונות ניתן לייצר בתנאי מעבדה מיוחדים תרכובות המכילות גזים אצילים. הנושא אינו נלמד בלימודי הכימיה בבית-הספר.

כאן המקום להזכיר שברמת האנרגיה החיצונית יש אלקטרונים הקרויים אלקטרונים ולנטיים/ערכיים או אלקטרוני ערכיות.