פיתוח: ד"ר יעל שורץ, ד"ר רות בן-צבי, תמי לוי נחום וזיוה בר-דב

ראשי הפרויקט: ד"ר רחל ממלוק-נעמן וד"ר יעל שורץ.

יעוץ מדעי: ד"ר ליאור קרוניק ופרופ' רון נעמן

מבנית החובה הראשונה (חומרים ותגובות בהיבט כמותי) לתלמידי 3 יח"ל. הפרק עוסק בקישור הכימי בהתאם למושגים והעקרונות המופיעים בסילבוס החדש ולכן משולבים בו נושאים שבעבר לא נכללו ב "מבנה וקישור" כמו למשל – תרכובות הפחמן, איזומרים, קבוצות פונקציונליות, פולימרים "על קצה המזלג" ומבנה אמורפי של מוצקים.
מטרות לימוד הנושא כפי שנכתבו בסילבוס של תוכנית הלימודים החדשה:

• חזרה, שדרוג ו"יישור קו" לאחר לימוד תכנית הבסיס בכיתה י'.
• היכרות עם ההיבט הכמותי ההכרחי להקניית אוריינות כימית ולהקניית בסיס להיבט הכמותי בפרקים הבאים.
• היכרות עם תרכובות פחמן, בכלל, וכבסיס לפולימרים פשוטים, בפרט.

ביחידה 3 פרקים:

1. מבנה וקישור
   סוגי הקשרים הכימיים, סוגים של קישור בין-מולקולרי, השפעת המבנה על תכונות החומר:
   • מצבי צבירה – מוצק גבישי ואמורפי, נוזל וגז, והמעברים ביניהם.
   • מבנה חומרים מתכתיים, יוניים, אטומריים ומולקולריים.
   • קבוצה פונקציונלית בתרכובות הפחמן.
   • פולימרים מלאכותיים וטבעיים.

   פרק זה פותח על בסיס גישה פדגוגית חדשה. בשני העשורים האחרונים אנו עדים לקשיים הרבים ולטעויות ההמשגה בקרב תלמידי כימיה בתיכון בנושא "מבנה וקישור". מניתוחי בחינות הבגרות ב- 15 השנים האחרונות, עולה כי חרף הניסיונות והמאמצים להקל ולטפל בקשיים אלו, אותן טעויות ותפיסות שגויות חוזרות על עצמן מדי שנה. במסגרת מחקר שנערך בקבוצת הכימיה במכון ויצמן למדע, השתתפו מורים מומחים בסדנה שנתית ורואיינו כימאים בכירים מהארץ ומחו"ל, ובמהלכו גובשו עקרונות ומושגים לבניית מודל חדש להוראת הנושא.
   על פי מודל זה הקשר הכימי ילמד מעקרונות היסוד המשותפים לכל הקשרים הכימיים: חוק קולון, נקודת האיזון בין כוחות הדחייה והמשיכה, אנרגית הקשר, אורך הקשר, אלקטרושליליות ואורביטלים. הקשרים יוצגו כרצף של חוזקי קשרים על הסקלה שבין הקשר היוני, דרך הקשרים הקוטביים, הקשר הקוולנטי הטהור, קשרי המימן ואינטראקציות ואן דר-ואלס. על אף המשותף בין כל הקשרים – מודגש גם ההבדל בחוזק הקשרים ובאופיים וההשלכות של ההבדלים הללו על תכונות החומר ועל תופעות מוכרות.
   במסע שמתחיל באטום הבודד, נלמד מה קורה כשאטום "פוגש" אטום, נכיר את מאפייני המולקולות הבודדות, ובסוף המסע נגלה את עולם החומרים ותכונותיהם.

2. סטוכיומטריה
   • הגדרת מול, מסה מולרית.
   • ניסוח תגובות.
   • חישובים סטוכיומטרים (חישובים פשוטים ללא גורם מגביל).

   שימוש רב בדימויים ופעילויות אינטראקטיביות להמחשת מושג המול.

3. המצב הגזי
   • לחץ, נפח וטמפרטורה; נפח מולרי של גז – תלות בלחץ ובטמפרטורה.
   • השערת אבוגדרו (גישה מושגית).

   שימוש בלומדה שפותחה על-ידי ד"ר רות בן-צבי לעבודה אינטראקטיבית בנושא גזים.