קשר מתכתי: מבנה ענק עם אלקטרונים זזים
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| electrostatic attraction/ɪˌlektrəʊˈstætɪk əˈtrækʃn/ | משיכה אלקטרוסטטית |
| delocalised electron/dɪˈlɒkəlaɪzd ɪˈlektrɒn/ | אלקטרון מבוזר |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- חוט נחושת מוביל חשמל כחומר מוצק. בניגוד לגביש יוני מוצק, הוא כבר מכיל נושאי מטען שיכולים לנוע דרך המבנה הענק שלו.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- למתכת יש מיקום ענק המיוצג על ידי יוני מתכת חיוביים בים של אלקטרונים חיצוניים מרוחקים. אלקטרונים אלו אינם מחוברים לאטום אחד או לזוג שכנים ויכולים לנוע דרך המבנה. משיכה אלקטרוסטטית חזקה בין היונים החיוביים לבין האלקטרונים המרוחקים היא הקשר המתכתי. המתכת השלמה ניטרלית חשמלית: מטען האלקטרונים מאזן את המטען החיובי המיוצג על ידי היונים.
- אלקטרון מרוחק: אלקטרון שאינו מחובר לאטום אחד או לקשר ויכול לנוע דרך המבנה; משיכה אלקטרוסטטית: משיכה בין מטענים חשמליים נגדיים.
אילו חלקיקים מובילים זרם דרך מתכת מוצקה?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
זרם דורש נושאי מטען ניידים, ובמתכת אלו הם האלקטרונים המעוכים הצופים ברשת. היונים החיוביים רועדים במקומם הקבוע - הם אינם יכולים לזרום דרך חוט מוצק.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- האלקטרונים המשותפים נמתחים לאורך כל המבנה, כך שהזזת שכבות יכולה לשמור על המשיכה ולאפשר כיפוף. כאשר מופעל הפרש פוטנציאל, אלקטרונים ניידים נושאים מטען; היונים החיוביים נשארים במקומם במצב מוצק ולא צפים דרך החוט. האייקונים של היונים והאלקטרונים בשרטוט הם דגם של ההקשר הגולמי, לא יוני מתכת בודדים מעורבים בחומר נפרד.
- השוו תרשים מתכתי עם רשת יונית ומולקולה קוולנטית קטנה. זיהוי האם האלקטרונים הם זוגות משותפים מקומיים או מרוחקים והאם מיוצגים גם יונים חיוביים וגם יונים שליליים. השתמש בהדגמות מוליכותיות מתח נמוך המאושרות בבתי ספר, ללא מעגל חשמל הבית וללא חימום של דגימות לא ידועות. סכמט יכול להציג נושאי מטען אך לא את תנועתם המפורטת או גודלם היחסי האמיתי.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: בדגם מצומצם של נתרן מתכתי, שמונה אטומים תורמים כל אחד אלקטרון חיצוני אחד למערכת המרווחת. הדגם לכן מכיל שמונה אלקטרונים מרוחקים המאזנים שמונה מרכזי יונים חד-חיוביים. דגם של שמונה עשר אטומי מגנזיום תורם שניים בכל אחד, ונותן עשרים וארבעה אלקטרונים. אלו ספירות אלקטרונים בדגם הנאמר במפורש, ולא נוסחה לכל מתכת.
דגם מגנזיום הנאמר מכיל עשרה אטומים התורמים שני אלקטרונים כל אחד. כמה אלקטרונים הם מרוחקים? השתמש באותו סדר: כמויות ידועות → דגם → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
דגם מגנזיום המוצהר מכיל עשרה אטומים התורמים שני אלקטרונים כל אחד. כמה אלקטרונים הם לא מקומיים?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 20 אלקטרונים. נתון: עשרה אטומי מגנזיום תורמים 2 אלקטרונים כל אחד. אלקטרונים מעוכים = 10 x 2 = 20 אלקטרונים. עשרת האלקטרונים מאזנים את עשרת המטענים החיוביים של עשרה מרכזי Mg2+, ושומרים על הניטרליות החשמלית הכללית של המתכת.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- המתכת אינה בעלת מטען חיובי נטו רק בגלל שהשרטוט מסמן מרכזי יונים חיוביים. האלקטרונים מרוחקים, ולא אבודים מהכלל. מוליכות חשמלית במתכת מוצקת שונה מתנועת יונים במלח מותך. אל תשתמש בדגם הנתרן כדי להקצות אלקטרון חופשי אחד לכל אטום מתכת באופן אוניברסלי.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
היונים החיוביים יוצרים מתכת חיובית חשמלית כוללת. טענה זו שגויה: האלקטרונים המעוכים נשארים בתוך המתכת, מאזנים בדיוק את מרכזי היונים החיוביים. התוויות על היונים מתארות את המטען המקומי; החתיכה כולה של המתכת נשארת ניטרלית חשמלית.
קשר מתכתי: מבנה ענק עם אלקטרונים ניידים: האלקטרונים המשותפים משתרעים בכל המבנה, כך שהזזת שכבות יכולה לשמור על המשיכה ולאפשר כיפוף. כאשר מופעל הפרש פוטנציאל, אלקטרונים ניידים מעבירים מטען; היונים החיוביים נשארים במקומם במצב מוצק ולא צפים בתוך החוט. היונים והסימנים בשרטוט הם דגם של הקשר הבולק, לא יוני מתכת מבודדים מעורבים בחומר נפרד.
היונים החיוביים הופכים את המתכת כולה לחיובית חשמלית.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
האלקטרונים המעוכים נשארים בתוך המתכת, מאזנים בדיוק את מרכזי היונים החיוביים. התווית על היונים מתארת את המטען המקומי שלהם; כל חתיכת המתכת נותרת ניטרלית חשמלית.
אלקטרון שאינו קשור לאטום או לקשר בודד ויכול לנוע דרך המבנה: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אלקטרון מרווח פירושו אלקטרון שאינו קשור לאטום או לקשר בודד ויכול לנוע דרך המבנה.