תגובת חמצון חיזור, היא תגובת מסירת אלקטרונים בין יון מחזר (נותן) ליון מחמצן (מקבל). תגובה זו באה לידי ביטוי בתהליכים כימיים רבים מחיי היום יום למשל יצירת החלודה. הסרטון שלפנינו ממחיש את תגובת החמצון חיזור על ידי שימוש בתהליך יצירת כסף גופרתי (הכתמים שנוצרים על כלי כסף). הסרטונים מלווה בהסברים באנגלית, על כן הוספתי תרגום והסברים בהמשך העמוד.

סרטון זה הופק בידי edu2000

ההגדרה הכימית היבשה של חמצון - חיזור היא תגובה כימית בה משתנה דרגת החמצון של חומרים (דרגת החמצון הוא ערך המבטא את מטען החומר). חמצון - חיזור הינן תגובות כימיות משלימות, ולא יכולות להתקיים האחת ללא השניה. החיזור היא תגובה של קבלת אלקטרונים (חיזור = נתינה) ממולקולה אחת בעלת אלקטרושליליות נמוכה למולקולה אחרת בעלת אלקטרושליליות גבוהה ( אלקטרושליליות זו היכולת של חומר למשוך אליו אלקטרונים בקשר קוולנטי). חמצון זו התגובה ההפוכה כלומר, מסירת אלקטרונים.

לתגובה בה חומר קיבל אלקטרונים קוראים חיזור ולתגובה בה חומר מסר אלקטרונים קוראים חמצון. לאלו שמתקשים לזכור, מחזר = נותן, חיזור = קבלה (מהמחזר).

בסרטון ראינו תגובת חמצון של כסף (או חיזור של גופרית) ליצירת כסף גופרתי. שני אטומי הכסף מסרו 2 אלקטרונים לאטום הגופרית ליצירת כסף גופרתי.

24 תגובות

  • מרב

    ד"ר ארז גרטי תודה על המידע אך יש לי שאלה הקשורה לניסוח בעברית

    אתה אומר מצד אחד: "החיזור היא תגובה של קבלת אלקטרונים" ואז מסביר "(חיזור=נתינה)" אז אם זו תגובה של קבלת אלקטרונים הרי חיזור=קבלה ולא=נתינה.
    אתה אומר: "חמצון זו תגובה הפוכה, כלומר, מסירת אלקטרונים." ולכן האם זה לא הפוך וחמצון אינו תגובה של קבלת אלקטרונים?

  • מעיין

    שאלה על ברום

    נתנו לנו בעבודת הגשה בכיתה שאלה : מהי הסיבה העיקרית לכך שטמפרטורת הרתיחה של ברום (2) גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של מימין פלואורי.
    למדנו על קשרי ואן דר ואלס וקשרי מימן
    וראיתי שבברום שתיים קורה תהליך חמצון וחיזור
    תוכל להסביר לי מה קורה בתהליך החמצון והחיזור של ברום
    והאם יש קשר בין זה לטמפרטורת הרתיחה?
    אגב לימדת קורס במחוננים אשקלון ?
    אני חושבת שעברתי קורס בהדרכתך

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתן אוקסנברג

    תשובה

    שלום מעיין,
    אם נסתכל על ההלוגנים בלבד נראה שככל שיורדים בטבלה המחזורית נקודת הרתיחה עולה. זה מפני שהכוחות הבין מולקולרים שפועלים ביסודות האלו הם כוחות דיספרסיה (או כוחות פולארים) כך שככל שיותר אלקטרונים קיימים ביסודות הכוחות הבין מולקולרים חזקים יותר ונקודת הרתיחה עולה. (ברום 7- מעלות צלסיוס ופלואור 220- צלסיוס).
    ב- HF אכן מתווספים גם קשרי מימן זמניים לכוחות הבין מולקולרים ונקודת הרתיחה מגיעה ל83- צלסיוס. אבל עדיין בסך הכל מדובר בכוחות בין מולקולרים חלשים יותר.

  • הללי

    פוטנציאל חיזור ואלקטרושליליות

    לליתיום אלקטרושליליות גבוהה משל אשלגן (0.98 לעומת 0.82 בהתאמה) וגם אנרגית היינון גבוהה יותר (520kj/mol לעומת 418kj/mol), מנגד מתוך השורה האלקטרוכימית Li מחזר טוב יותר מ- K.
    מה הגורם לכך?
    בתודה, הללי

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    למה ליתיום חומר מחזר כל כך טוב?

    <p>
    שלום הללי</p>
    <p dir="RTL">
    דבר ראשון, הערה קטנה בקשר לשאלתך: את האלקטרושליליות ממילא מחשבים על ידי אנרגיית יינון, לכן היא לא &#39;נתון נוסף&#39; לנתון של אנרגיית יינון, אלא רק פן אחר של אותו נתון. בנוסף &ndash; אין כל כך משמעות לאלקטרושליליות במתכות, בטח לא למתכות מהטור הראשון, הרי א&quot;ש עוסק בנטייה למשוך אלקטרונים ואילו מתכות לא מושכות אליהן אלקטרונים אלא נוטות לתת אלקטרונים &ndash; ובאמת מדובר בתהליך חיזור, ולכן אין כל משמעות לנתון זה בהקשר לשאלה.</p>
    <p dir="RTL">
    לאנרגיית היינון באמת יש משמעות &ndash; ובאמת דרושה אנרגיה רבה יותר ליינון ליתיום בהשוואה לאשלגן, ובכל זאת ליתיום נחשב למחזר טוב יותר מאשלגן (גם פוטנציאל החיזור החשמלי שלו גדול משל אשלגן).</p>
    <p dir="RTL">
    והסיבה &ndash; אנרגיית יינון נמדדת במצב הגזי, ולא לוקחת בחשבון את כל התהליך שמתרחש &ndash; אם במוצק ואם בתמיסה. בתמיסה, למשל, בנוסף לתהליך של הוצאת אלקטרון מהחומר:</p>
    <p dir="RTL">
    <span dir="LTR">Li<sub>(g)</sub>&rarr;Li<sup>+</sup><sub>(g)</sub>+e</span></p>
    <p dir="RTL">
    יש תהליך של מיום יון הליתיום הנוצר (כלומר הקפת יוני הליתיום במולקולות מים):<br />
    <span dir="LTR">L</span><span id="MathJax-Span-87"><span id="MathJax-Span-88">i</span></span><sup><span id="MathJax-Span-89"><span id="MathJax-Span-90"><span id="MathJax-Span-91">+</span></span></span></sup><span id="MathJax-Span-92"><span id="MathJax-Span-93"><span id="MathJax-Span-94">(</span></span><span dir="LTR">g</span></span><span dir="LTR">)</span><span id="MathJax-Span-97">+</span><span id="MathJax-Span-98">&rarr;</span><span id="MathJax-Span-104"><span dir="LTR"><span id="MathJax-Span-105">L</span><span id="MathJax-Span-106"><span id="MathJax-Span-107">i</span></span><sup><span id="MathJax-Span-108"><span id="MathJax-Span-109"><span id="MathJax-Span-110">+</span></span></span></sup></span></span><span id="MathJax-Span-111"><span id="MathJax-Span-112"><span id="MathJax-Span-113">(</span></span><span dir="LTR">a</span><span id="MathJax-Span-115">q</span><span id="MathJax-Span-116">)</span></span></p>
    <p dir="RTL">
    כיוון שליתיום הוא אטום קטן, ולליתיום יש רדיוס קטן יותר משל אשלגן (או נתרן) אזי אנרגיית המיום שלו גבוהה יותר משל אשלגן (ככל שהרדיוס קטן יותר כוח המשיכה החשמלית בין מטענים גדול יותר, והרווח האנרגטי גדול יותר). אם התגובה במצב מוצק&nbsp; - אותו הדבר, רק ששם הרדיוס הקטן יותר מאפשר קרבה גדולה יותר בין מטעני היונים.</p>
    <p dir="RTL">
    לסיכום &ndash; השלב של הוצאת האלקטרון מהליתיום דורש יותר אנרגיה משלב הוצאת האלקטרון מאשלגן, אבל השלב של מיום היון שנוצר פולט יותר אנרגיה בליתיום בהשוואה לאשלגן, ובסיכומו של דבר הופכת את תהליך מסירת האלקטרון בליתיום, עדיף על אותו תהליך באשלגן.</p>
    <p dir="RTL">
    בברכה,<br />
    ד&quot;ר אבי סאייג<br />
    מכון דוידסון לחינוך מדעי<br />
    מכון ויצמן למדע</p>

  • הללי

    אלקטרושליליות

    תודה רבה, הסבר מעולה וברור רק תיקון אחד אלקטרושליליות מחושבת כממוצע בין אנרגיית היינון - שהיא האנרגיה הדרושה להוצאת אלק', והזיקה האלקטרונית - האנרגיה הדרושה להוספת אלק' לאטום (לכן כללתי בשאלה את שני הפרמטרים). בתודה, הללי

  • ח'אלד מסאלחה

    זיקה אלקטרונית (ראשונה) היא

    זיקה אלקטרונית (ראשונה) היא לרוב ערך שלילי. גרעין האטום (חוץ מהיסודות הנדירים, האצילים) בעל המטען החשמלי החיובי מושך את האלקטרון, בעל המטען החשמלי השלילי, כשמקרבים אותו (את האלקטרון) לתחום המשיכה של הגרעין, ואז הוא נכנס לרמה האלקטרונית הפנויה (החיצונית), ומפסיד אנרגיה שנפלטת החוצה. אם נרצה להכניס אלקטרון שני, אז כבר תהיה דחייה בין המטען השלילי של האלקטרון הנוסף למטען השלילי של היון שהתקבל עם הוספת האלקטרון הראשון.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אכן :-)

    <br />

  • מ

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

  • חן

    ההבדל בין דרגת חימצון למטען פורמלי

    קראתי על נושא חימצון-חיזור בנפרד ועל הנושא של מטען פורמלי בנפרד ועדיין לא ממש הבנתי את ההבדל ביניהם. לפי דוגמאות שהסתכלתי עליהן, מטען פורמלי של אטום הוא, למעשה, דרגת החימצון שלו במולקולה מסויימת (פשוט לא תמיד תהיה זו דרגת החימצון האופטימלית- אליה אנו רגילים בדר"כ).
    לדוגמה: אם דרגת החימצון של חמצן - היא לרוב מינוס 2, כאשר במולקולה הוא לא יוצר שני קשרים עם אטום אחר, אלא רק קשר אחד (לדוגמה)- הוא יהיה מינוס 1. אשמח אם יהיה ניתן לחדד לי את הנושא בבקשה

  • מיכל קם

    תשובה

    מטען פורמלי מוגדר כמטען שיישאר על אטום לאחר פירוק הקשרים שלו בצורה שיוויונית, כלומר ללא התחשבות באלקטרושליליות. זהו מושג שעוזר לנו לקבוע את התפרשות האלקטרונים במולקולה או ביון, ולהחליט איזה מבנה לואיס יהיה היציב יותר ולכן, הנפוץ יותר בטבע (מבנה לואיס מועדף הוא זה שייתן מינימום מטען פורמלי לכל אטום במולקולה). במלים אחרות: המטען הפורמלי עוזר לנו להחליט אילו קשרים יש במולקולה מסוימת.

    המטען הפורמלי של אטום ייקבע ע"י החסרת מספר האלקטרונים-הלא-קושרים ומחצית מספר האלקטרונים-הקושרים ממספר אלקטרוני הערכיות.

    לעומת זאת דרגת חמצון (או מספר חמצון) מתייחס למטענו של אטום מסוים במולקולה מסוימת והוא נקבע תוך התחשבות באלקטרושליליות. מושג דרגת החמצון מסייע בידינו לדעת אם אטום כלשהו במולקולה מסוימת יוכל להשתתף בתהליך מסירה (חיזור) או בתהליך קבלה (חמצון) של אלקטרון.

    דרגת החמצון של אטום נקבעת ע"פ השכנים של האטום במולקולה או ביון. כך למשל דרגת החמצון של החמצן בתרכובות היא כמעט תמיד -2, של פלואור בתרכובות היא -1, ושל מימן בתרכובות היא כמעט תמיד +1 (למעט בהידרידים בהם המימן הוא -1). דרגות החמצון של יסודות הטור הראשון והשני במערכה המחזורית הם בד"כ +1 ו+2 בהתאמה. דרגת החמצון של יסוד חופשי היא 0. במולקולה נייטרלית סכום דרגות החמצון הוא 0 ואילו ביון סכום דרגות החמצון הוא כמטען היון.

  • נורי

    הי, הסרטון לא עובד,

    ואני צריכה סרטון שיסביר על תגובות חימצון חיזור באופן בהיר וקצר בשביל מצגת שאני עושה. אם מישהו ישלח לי את הקישור לסרטון המקורי (או כל סרטון אחר שמסביר את הנושא בצורה קצרה ומתומצתת) אני אודה לו :-)

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    אצלי זה עובד

    נסה לעדכן את גרסת הפלאש שלך

  • בועז

    אפקטיויות חימצון כלור לעומת אוזון

    איזה חומר יותר אפקטיוי בחימצון, כלור או אוזון (כמובן שמדובר באותם ריכוזים)ובמידה ויש הבדלים אזי בכמה אחוזים .תודה

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תשובה

    טבלת פוטנציאלי חימצון-חיזור, מסדרת את המחמצנים (והמחזרים) לפי עוצמתם: http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_electrode_potential_%28data_page%29 רואים כי הפוטנציאל חימצון של כלור הוא 1.36 וולט, ואילו של אוזון 2.075 וולט, מכאן שאוזון מחמצן חזק יותר, ויצליח לחמצן דברים רבים יותר – כאשר משתמשים באותו הריכוז והלחץ ובהינתן מספיק זמן (כי יש גם פן של קינטיקה, כלומר קצב, וזה לא נתון שאפשר למצוא בקלות. הקינטיקה של כלור, למשל, יכולה להיות מהירה יותר – ולמראית עין ליצור את הרושם שהוא מחמצן יותר עוצמתי, וזה לא המצב).
    כמו-כן, יש לשים לב שהאוזון צריך סביבה חומצית (חומצה, H+) כדי לחמצן, הכלור – לא.

    ד"ר אבי סאייג

  • איתי

    שאלה מסקרנת

    אני תלמיד המרחיב כימיה 5 יחידות. בעת למידתנו את הנושא בכיתה המורה הסביר שדרגות החימצון משתנות. ניתן לקבוע את דרגת החימצון של חומר לפי סוגו (לדוגמא מטען היון יהיה שווה לסכום דרגות החימצון בוף חומר מוצק-יציב סכום דרגות החימצון בו 0) באופן שאיני יכול להסביר כול התגובות עובדות לפי הדרגות האלה אבל איך זה שהן תקפות לכול סוגי החומרים? מחומר יוני שהפך מולקולרי ומחומר אטומרי ליוני......פשוט זה מרגיש מופשט מדי

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    זה מודל

    איתי - אם הבנתי נכון את כוונתך, אתה בטח מתכוון למטען פורמלי;  ובכן - זוהי רק שיטה, שעוזרת לנסח תגובות כימיות, בה מתיחסים לכל אטום "כאילו" היה יון - כאשר את האלקטרונים של הקשר תמיד מושך לעברו האטום היותר אלקטרושלילי. זאת שיטה - שעולה בקנה אחד עם תורת לואיס. אבל כמו שההרגשה שלך רימזה - זה לא באמת נכון, שימוש רק בתורת לואיס ובשיטה הזאת, מוביל לעיתים למבנים ולמטענים לא נכונים מבחינה פיזיקלית - לפי הידוע היום מתורת הקוונטים. אם אתה רוצה להרחיב בנושא אתה יכול לקרוא על הקשר הכימי במולקולה CO. אבל בלי קשר לאמת הפיזיקלית - כמו שכתבתי זה מאוד עוזר לנסח ולאזן משוואות של תגובה כימית.
    ד"ר אבי סאייג

  • kim

    לא הבנתי משהו..

    בהתחלה כתבת:
    החיזור היא תגובה של מסירת אלקטרונים
    חמצון זו התגובה ההפוכה כלומר, קבלת אלקטרונים .

    את זה הבנתי..

    אבל אז כתבת:
    לתגובה בה חומר קיבל אלקטרונים קוראים חיזור
    ולתגובה בה חומר מסר אלקטרונים קוראים חמצון

    אם החומר קיבל אלקטרונים למה זה לא חמצון?
    וההפך..

  • עידו קמינסקי

    תיקון

    אתה צודק, טעות שלי. ההגדרה המדוייקת היא:
    "החומר שמקבל את האלקטרונים עובר חיזור (דרגת החמצון שלו יורדת) והוא נקרא מחמצן, ואילו החומר שמוסר את האלקטרונים עובר חמצון (דרגת החמצון שלו עולה) והוא נקרא מחזר."

    בסופו של דבר מדובר בסמנטיקה, עבור חומר אחד התגובה היא חמצון ועבור השני היא חיזור.

  • תום

    חימצון

    מה משפיע על רמת החיזור של החומרים השונים? למה ברזל ואבץ עוברים חימצון בקלות רבה יותר בהשוואה לנחושת?

  • עידו קמינסקי

    תשובה

    שלום תום

    חמצון וחיזור הינם תהליכי קבלת/מסירת אלקטרונים מהקליפה החיצונית של האטום. דרגת החמצון נקבעת על ידי רמת האלקטרושליליות, כלומר נטיית אטום אחד מבין השניים המשתתפים בקשר קוולנטי לקבל את האלקטרונים (או שהאלקטרונים יהיהו יותר זמן בסביבתו). אתה מוזמן לצפות בסרטון ובכתבה המסבירים על האלקטרושליליות (ראה קישורים למטה). במקרה של ברזל, אבץ ונחושת, לנחושת יש אלקטרושליליות של 1.9, בעוד שלברזל ולאבץ יש אלקטרושליליות של 1.83, 1.65 בהתאמה. פירוש הדבר שיהיה יותר קשה להוציא אלקטרונים מהנחושת מאשר לברזל או לאבץ (אגב הכי קל מבין השלושה לחמצן אבץ). האלקטרושליליות עצמה מושפעת מרמת היינון של האטום ומרדיוס הגרעין.

    מקווה שעזרתי.

  • יהודה

    חשמל סטטי

    האם יש קשר בין התופעות של חמצון לבין חשמל סטטי?

  • עידו קמינסקי

    תשובה

    שלום יהודה

    ובכן התשובה היא לא. ישנן מספר תאוריות העוסקות ביצירת חשמל סטטי. אתה מוזמן לקרוא את הכתבה שעשינו בנושא במדור שאל את המומחה - איך מייצרים בבית חשמל סטטי?

    מקווה שעזרתי

    ארז