Α΄Λυκείου: Διαλύματα

Δείτε τις εφαρμογές από το Ψηφιακό Σχολείο  για τις περιεκτικότητες (πατήστε πάνω στην εικόνα για να ξεκινήσετε)
α) % w/w : παρασκευή διαλύματος:  1, 2, 3 και εφαρμογές: 1, 2,
3 (εφαρμογή στους διαλύτες)
β) % w/v:  παρασκευή διαλύματος: 1 και εφαρμογή: 1
γ) % v/v: παρασκευή διαλύματος: 1 και δείτε γιατί ο αέρας περιέχει 20%v/v οξυγόνο εδώ

Β΄ Λυκείου: Εισαγωγή στην Οργανική Χημεία-Ομόλογες σειρές

                                         

 Εφαρμογές από το ψηφιακό σχολείο για την Οργανική Χημεία (πατήστε πάνω στην εικόνα της εφαρμογής για να ανοίξει. Μετά επιλέξτε "εμφάνιση σε νέο παράθυρο")

1. Εισαγωγή στην Οργανική Χημεία εδώ

2. Ομόλογες σειρές εδώ κι εδώ

3. Υδρογονάνθρακες εδώ, κι εδώ

4. Διαδραστικοί πίνακες Οργανικής Χημείας εδώ

Γ΄ Λυκείου: Περιοδικός Πίνακας-Τομείς s,p,d,f

                         

1. Δείτε εδώ τον καλύτερο Περιοδικό Πίνακα στο διαδίκτυο στα Ελληνικά!  Πατήστε πάνω σε κάποιο από τα στοιχεία που θέλετε και δείτε όλες τις πληροφορίες γι' αυτό από τη  wikipedia.
2. On line πολλαπλής επιλογής στον Περιοδικό Πίνακα εδώ.
3. Οι τομείς του Π.Π. εδώ

4. Για φωτογραφίες και video των στοιχείων πατήστε εδώ (Αν πατήσετε πάνω στη φωτογραφία του στοιχείου τη βλέπετε σε μεγέθυνση και αν ξαναπατήστε πάνω της μπορείτε να δείτε και video με το στοιχείο). Επίσης εδώ  ένα πολύ καλοφτιαγμένο site που κλικάροντας σε κάθε στοιχείο του περιοδικού πίνακα , μας εμφανίζει να βιντεάκι με διάφορες πληροφορίες για το καθένα! Είναι μια προσπάθεια ενός group από το πανεπιστήμιο του Nottingham. 

5. Πολύ καλή εφαρμογή για τον Π.Π. εδώ. Πατήστε s,p, d, f να δείτε τους τομείς, ενώ βάζοντας μία χρονολογία στο Elements known in year βλέπετε ποια στοιχεία είχαν ανακαλυφθεί μέχρι τότε. Στο Temperature ρυθμίστε ποια θερμοκρασία θέλετε και δείτε τη φυσική κατάσταση όλων των στοιχείων. Περνώντας το ποντίκι πάνω από κάθε στοιχείο βλέπετε κάποιες πληροφορίες ενώ για περισσότερες πατήστε πάνω του. Με το clear filters ξεκινάτε από την αρχή.
6. Πολύ καλοί Π.Π: 1, 2, ( 3Α,3Β για ηλεκτρονιακή δομή των στοιχείων του Π.Π.), 4, 5, 6
7. Η τέχνη στην υπηρεσία του Περιοδικού Πίνακα. Αξίζει τον κόπο να επισκεφθείτε αυτήν  εδώ τη σελίδα. Πραγματικά καταπληκτικοί Περιοδικοί Πίνακες.
8. Τα ονόματα των χημικών στοιχείων στα Αγγλικά εδώ

Και το κλασσικό τραγούδι για τον Π.Π.

                            

Θέματα Χημείας-Εξετάσεις ομογενών 2013

                            
Δείτε τα θέματα εδώ

Γ΄ Λυκείου: Ηλεκτρονιακή δόμηση ατόμων (aufbau principle)

1. Κατανομή ηλεκτρονίων σε τροχιακά για άτομα στη θεμελιώδη κατάσταση.
Ξεκινήστε την παραπάνω εφαρμογή  πατώντας εδώ Επιλέξτε από τον Περιοδικό Πίνακα το στοιχείο που θέλετε και δείτε την κατανομή των  e σε τροχιακά.

2. Κατανομή ηλεκτρονίων σε τροχιακά για ιόντα στη θεμελιώδη κατάσταση.

Ξεκινήστε την εφαρμογή εδώ Επιλέξτε από τον Περιοδικό Πίνακα π.χ. Fe και δείτε την κατανομή των e του ατόμου του Fe. Μετά πατήστε Ιοnize και δείτε για το Fe2+. Αν πατήστε Ionize Again θα δείτε την κατανομή των e για το Fe3+.

3. Κανόνας του Hund

Δοκιμάστε εδώ ένα καταπληκτικό chemistry applet για να εμπεδώσετε τον κανόνα του Ηund (π.χ. προσπαθήστε να βάλετε πρώτα 2e στο 2px αντί του σωστού 1 στο 2px και 1 στο 2py).
Δυστυχώς έχει μόνο μέχρι Z=18.

ΟΔΗΓΙΕΣ: Πρώτα play , μετά επιλέξτε και σύρετε το 1s τροχιακό κ.λ.π. και αφήστε το εκεί που λέει drag objects here. Μετά σύρετε τα e και βάλτε τα μέσα στο τροχιακό. Πατήστε done για δείτε αν είναι σωστό.Συνεχίστε με το επόμενο στοιχείο που εμφανίζεται. Αν θέλετε να το παραβλέψετε πατήστε skip και πάτε στο επόμενο. Με το undo αναιρείται κάτι που κάνατε. Με το reser ξεκινάτε από την αρχή.

                                   

4. Δείτε εδώ τα e του ατόμου του Cl και πως δημιουργείται ο ομοιοπολικός δεσμός Cl-Cl.

Β΄Λυκείου: Ώσμωση

1. Δείτε στο παρακάτω video το φαινόμενο της ώσμωσης ανάμεσα σε καθαρό νερό και υδατικό διάλυμα ζάχαρης.

2.  Στην εφαρμογή εδώ προσθέστε NaCl (add Salt) και δείτε το φαινόμενο της ώσμωσης ανάμεσα σε νερό και αλατόνερο.
3. Πατήστε εδώ και δείτε το φαινόμενο της ώσμωσης ανάμεσα σε καθαρό νερό και διάλυμα ουρίας.
4. Εδώ η πλασμόλυση (η διάρρηξη των φυτικών κυττάρων όταν βρεθούν σε υποτονικό διάλυμα ή σε νερό). Ο βιολογικός ρόλος της ώσμωσης 1, 2, 3 , 4, 5
5. Το φαινόμενο της ώσμωσης ανάμεσα σε διαλύματα εδώ κι εδώ

                                                      
6. Ωσμωτική πίεση (Π) διαλύματος εδώ , εδώ κι εδώ

ΣΗΜ: Αν η ώσμωση γινόταν και με τον τρόπο που δείχνει η παρακάτω εικόνα δε θα χρειαζόταν κανένας μας να ξαναδιαβάσει...

Γιατί η ώσμωση να μη γίνεται έτσι;

Β΄ Λυκείου: Δεσμός υδρογόνου

Δεσμός Η ανάμεσα σε μόριο νερού και αμμωνίας

Δεσμός Η ανάμεσα στα μόρια του νερού

                                             
Δείτε στην εφαρμογή που ακολουθεί το δεσμό υδρογόνου (hydrogen bonding)
Ακόμη μπορείτε να ξαναθυμηθείτε τον ιοντικό δεσμό (ionic bonding) στο NaCl και τον ομοιοπολικό δεσμό (covalent bonding) στο Η2
Ξεκινήστε την εφαρμογή εδώ


                                                 Ο ΘΑΥΜΑΣΤΟΣ ΚΟΣΜΟΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

Διερεύνηση σε ερωτήματα όπως «γιατί τα παγόβουνα επιπλέουν στην θάλασσα;» ή «γιατί όταν παγώνουν οι επιφάνειες των λιμνών και των ποταμών, δεν παγώνει και ο βυθός τους;» μαρτυρά τον ιδιαίτερο χαρακτήρα του νερού, σε σχέση με την πλειοψηφία των υγρών και αποκαλύπτει τον...θαυμαστό κόσμο του νερού.

Το μόριο του νερού και η γεωμετρία του

Το μόριο του νερού αποτελείται από ένα άτομο οξυγόνου, το οποίο συνδέεται μέσω ομοιοπολικών δεσμών με 2 άτομα υδρογόνου. Η γωνία που σχηματίζουν τα 2 άτομα υδρογόνου του νερού με το άτομο του οξυγόνου στην κορυφή είναι 104,5° έναντι του κανονικού τετραέδρου, στο οποίο η αντίστοιχη γωνία είναι 109,28°.

Οι δεσμοί οξυγόνου - υδρογόνου στο μόριο του νερού είναι πολωμένοι ομοιοπολικοί, λόγω της διαφοράς ηλεκτραρνητικότητας των 2 στοιχείων. Το άτομο του οξυγόνου είναι ηλεκτραρνητικότερο από το άτομο του υδρογόνου, όπως μαρτυρούν και οι θέσεις των στοιχείων αυτών στον Περιοδικό Πίνακα (το οξυγόνο βρίσκεται δεξιά του υδρογόνου). Για τον λόγο αυτό, το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων του κάθε ομοιοπολικού δεσμού είναι μετατοπισμένο προς την πλευρά του οξυγόνου, αφού έλκεται περισσότερο από αυτό. Το γεγονός αυτό, οδηγεί σε μη συμμετρική κατανομή του φορτίου εντός του μορίου του νερού, με αποτέλεσμα το νερό να εμφανίζεται σαν ηλεκτρικό δίπολο.

Το μοριακό βάρος του νερού είναι 18g/mol.

                            

Οι δεσμοί υδρογόνου

Ανάμεσα στα μόρια του νερού αναπτύσσονται δεσμοί υδρογόνου. Δεσμός Υδρογόνου ονομάζεται ο δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ ενός ατόμου υδρογόνου μιας χημικής ένωσης και ενός πολύ ηλεκτραρνητικού ατόμου μικρού μεγέθους (F, O, N) ενός άλλου γειτονικού μορίου. Ο δεσμός ή γέφυρα υδρογόνου είναι δεσμός ηλεκτροστατικής φύσεως. Συμβολίζεται με τρεις τελείες (...). Από τον ορισμό, γίνεται σαφές ότι οι δεσμοί υδρογόνου είναι διαμοριακοί δεσμοί (αναπτύσσονται ανάμεσα σε διαφορετικά μόρια) και σαν τέτοιοι είναι ασθενέστεροι από τους ενδομοριακούς δεσμούς (αναπτύσσονται μεταξύ ατόμων για να σχηματίσουν τα μόρια).

                                   
 

Κάθε μόριο νερού μπορεί να ενωθεί μέσω δεσμών υδρογόνου ταυτόχρονα με άλλα 4 όμοια γειτονικά μόρια, δημιουργώντας τρισδιάστατα πλέγματα. Η αλληλεπίδραση αυτή μεταξύ των μορίων του νερού δεν είναι μια στατική κατάσταση. Τα μόρια του νερού, στην υγρή κατάσταση, είναι ιδιαίτερα ευκίνητα. Καθώς λοιπόν αυτά κινούνται, κάποιοι δεσμοί σπάνε και κάποιοι άλλοι δημιουργούνται διαρκώς. Η δημιουργία των πλεγμάτων αυτών μπορεί να εξηγήσει πολλές από τις ασυνήθιστες φυσικές ιδιότητες του νερού. Οι υψηλές τιμές θερμοχωρητικότητας, το υψηλό σημείο ζέσης του σε σχέση με άλλα μόρια με παραπλήσια μοριακά βάρη (π.χ. H2S, CH4, κ.α.), η επιφανειακή τάση και η θερμότητα εξαέρωσης – εξάχνωσης οφείλονται στο επιπλέον ποσό ενέργειας που απαιτείται για το σπάσιμο των διαμοριακών δεσμών υδρογόνου μεταξύ γειτονικών μορίων νερού.

Διαστολή του νερού

Αν θερμάνουμε μια ποσότητα ενός υγρού, τότε αυτό θα διαστέλλεται. Η προσφορά θερμότητας στο υγρό θα έχει σαν αποτέλεσμα την μεγαλύτερη ευκινησία των μορίων του. Αφού, λοιπόν, τα μόρια του υγρού κινούνται με μεγαλύτερες ταχύτητες είναι αναμενόμενο η συγκεκριμένη μάζα του υγρού να εμφανίζει και μεγαλύτερο όγκο. Αν η προσφορά θερμότητας μάλιστα συνεχιστεί, τότε σε κάποια θερμοκρασία τα μόρια θα κινούνται τόσο έντονα που θα υπερνικούν τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις και θα μεταβούν στην αέρια κατάσταση (σημείο ζέσης ή σημείο βρασμού).

Η παραπάνω θεώρηση δεν είναι καθολική. Το νερό είναι η εξαίρεση του κανόνα, γεγονός με σημαντικότατες συνέπειες για την διατήρηση της υδρόβιας ζωής.

Ας θεωρήσουμε μια ποσότητα νερού στους 0 βαθμούς Κελσίου. Αν ξεκινήσουμε να θερμαίνουμε την ποσότητα αυτή, θα διαπιστώσουμε το αρχικά φαινομενικό παράδοξο, ότι το νερό συστέλλεται για την περιοχή θερμοκρασιών μεταξύ 0 και 4 βαθμών Κελσίου. Πάνω από την θερμοκρασία αυτή, το νερό υιοθετεί την συμπεριφορά των υπολοίπων υγρών και διαστέλλεται κανονικά.

Που κρύβεται όμως αυτή η ιδιάζουσα συμπεριφορά και ποιες συνέπειες μπορεί να έχει;

Ας επιχειρήσουμε να διερευνήσουμε το παραπάνω ερώτημα, ξεκινώντας από κάποιες απλές σκέψεις. Η συστολή του νερού από τους 0 έως τους 4 βαθμούς Κελσίου και η ακόλουθη διαστολή του πάνω από τους 4 βαθμούς, δείχνει ότι το νερό στην θερμοκρασία αυτή έχει το μικρότερο δυνατό όγκο. Συνεπώς στην θερμοκρασία αυτή, θα έχει και την μέγιστη δυνατή πυκνότητα (θυμηθείτε: η πυκνότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη του όγκου).

Στους 0 βαθμούς Κελσίου, το νερό απαντά σε στερεή κατάσταση (πάγος), η οποία μπορεί να αποδοθεί με μια χαρακτηριστική κρυσταλλική, εξαγωνική δομή (βάση πειραματικών δεδομένων IR φασματοσκοπίας, φασματοσκοπίας Raman και ακτίνων Χ).Στον πάγο, σε αρκετά χαμηλή θερμοκρασία, μεταξύ των μορίων του νερού εμφανίζεται ένας σημαντικός αριθμός δεσμών υδρογόνου, που οδηγεί στον σχηματισμό κρυσταλλικού πλέγματος. Κάθε δομική μονάδα του κρυσταλλικού πλέγματος είναι ένα τετράεδρο. Στο κέντρο του τετραέδρου υπάρχει το οξυγόνο που ενώνεται με τα 2 άτομα υδρογόνου του ίδιου μορίου μέσω ομοιοπολικών δεσμών και με δεσμούς υδρογόνου με 2 άτομα υδρογόνου διαφορετικών, γειτονικών μορίων.

                                               

Η διάταξη αυτή είναι μια «ανοιχτή δομή», δηλαδή μια δομή που αφήνει αρκετούς κενούς εσωτερικούς χώρους. Όταν η θερμοκρασία του πάγου αυξάνεται, κάποιοι από τους δεσμούς αυτούς καταστρέφονται και τα μόρια του νερού που ελευθερώνονται εγκλωβίζονται στα κενά του πλέγματος. Αυτός ο εγκλωβισμός παρέχει την ερμηνεία της συστολής του νερού. Τα μόρια που ελευθερώνονται δεν απομακρύνονται από την υπόλοιπη μάζα του πάγου οδηγώντας σε αύξηση του όγκου και συνεπώς σε διαστολή, αλλά αντίθετα «βυθίζονται» στο εσωτερικό του, στους κενούς χώρους που υπάρχουν στην εξαγωνική δομή, με αποτέλεσμα να μειώνεται ο όγκος του και να έχουμε συστολή.

Χωρίς την «ανωμαλία» αυτή του νερού οι πάγοι θα ήταν βαρύτεροι από το νερό και θα βυθιζόντουσαν στη μάζα του υγρού. Τα παγάκια συνεπώς επιπλέουν σε ένα ποτήρι με νερό και τα παγόβουνα επιπλέουν στην θάλασσα!

Η ασυνήθιστη αυτή συμπεριφορά του νερού έχει πολύ μεγάλη σημασία, όπως προαναφέρθηκε, για την διατήρηση της ζωής στον βυθό των θαλασσών. Το χειμώνα, όταν η θερμοκρασία του νερού της επιφάνειας των λιμνών και των ποταμών φτάσει στους 4 βαθμούς Κελσίου, αυξάνεται η πυκνότητα του, οπότε βυθίζεται. Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται έως ότου όλη η ποσότητα του νερού να φτάσει τους 4 βαθμούς Κελσίου. Από το σημείο αυτό και μετά, η θερμοκρασία του νερού αρχίζει να πέφτει. Η διάρκεια όμως του χειμώνα δεν είναι τόσο μεγάλη, ώστε τελικά η θερμοκρασία του νερού να φτάσει στο μηδέν και να μετατραπεί όλο σε πάγο, θέτοντας σε κίνδυνο την υδρόβια ζωή.Το φαινόμενο αυτό ερμηνεύεται επίσης με την δημιουργία δεσμών υδρογόνου ανάμεσα στα μόρια του νερού.

                              

Γ΄Λυκείου: s,p,d,f τροχιακά και κυματοσυνάρτηση ψ

Δείτε video για τα τροχιακά s,p,d και f  εδώ και μετά ...μουσικής εδώ
Δείτε σε εικόνες τα g τροχιακά εδώ τα f τροχιακά εδώ  και τα d τροχιακά εδώ
Δείτε για την κυματοσυνάρτηση ψ εδώ