נוסחאות והגדרות בכימיה כללית ופיזיקלית

נוסחאות בסיסיות

מול

נוסחה: $n = \frac{m}{M_w}$

חישוב כמות החומר במולים לפי מסה ומסה מולרית

מספר ספר: 1.1

צפיפות

נוסחה: $D = \frac{gr}{V}$

צפיפות החומר נמדדת כיחס בין מסה לנפח

מספר ספר: 1.2

מולליות

נוסחה: $m = \frac{mol}{Kg}$

מולליות היא כמות החומר במול לקילוגרם ממס

מספר ספר: 1.3

ריכוז מולרי

נוסחה: $M = \frac{mol}{V(L)}$

ריכוז מולרי הוא כמות החומר במול לליטר תמיסה

מספר ספר: 1.4

מיהול

נוסחה: $M_f = \frac{M_i \times V_i}{V_f}$

חישוב ריכוז תמיסה לאחר מיהול

מספר ספר: 1.5

חוקי גזים

גז אידאלי

נוסחה: $PV = nRT$

משוואת הגז האידאלי המתארת את הקשר בין לחץ, נפח, טמפרטורה וכמות החומר

מספר ספר: 2.1

גז ראלי ואן דר ואלס

נוסחה: $nRT = \left(P + \frac{n^2a}{V^2}\right)(V - nb)$

משוואת ואן דר ואלס המתארת גזים ראליים

מספר ספר: 2.2

חוק דלתון

נוסחה: $P_T = P_A + P_B + \cdots$

לחץ כולל שווה לסכום הלחצים החלקיים של מרכיבי הגז

מספר ספר: 2.3

לחץ חלקי

נוסחה: $P_A = x_A P_T$

לחץ חלקי של רכיב שווה למכפלת שברו המולי בלחץ הכולל

מספר ספר: 2.4

צפיפות גז

נוסחה: $d = \frac{M_w}{RT}$

צפיפות גז מחושבת באמצעות המסה המולרית וטמפרטורה

מספר ספר: 2.5

מסה מולרית

נוסחה: $M_w = \frac{mRT}{PV}$

חישוב מסה מולרית של גז לפי נפח, טמפרטורה ולחץ

מספר ספר: 2.6

אפוזיה

נוסחה: $\frac{r_A}{r_B} = \sqrt{\frac{M_wB}{M_wA}}$

קצב אפוזיה תלוי במסה המולרית של הגזים

מספר ספר: 2.7

שבר מולי

נוסחה: $x_A = \frac{n_A}{n_A + n_B + \cdots}$

שבר מולי מתאר את החלק היחסי של רכיב בגז

מספר ספר: 2.8

תרמודינמיקה

חום

נוסחה: $q = mC\Delta T$

חום תלוי במסה, קיבול החום והשינוי בטמפרטורה

מספר ספר: 3.1

קיבול חום סגולי

נוסחה: $C = \frac{q}{m\Delta T}$

קיבול חום סגולי מתאר את כמות החום ליחידת מסה ושינוי טמפרטורה

מספר ספר: 3.2

אנרגיה פנימית

נוסחה: $\Delta U = q + w$

השינוי באנרגיה הפנימית הוא סכום העבודה והחום

מספר ספר: 3.3

אנתלפיה

נוסחה: $\Delta H = \Delta U + P\Delta V$

אנתלפיה היא האנרגיה הפנימית בתוספת לחץ כפול נפח

מספר ספר: 3.4

אנתלפיה בלחץ קבוע

נוסחה: $\Delta H = \Delta Q$

השינוי באנתלפיה בלחץ קבוע שווה לחום

מספר ספר: 3.5

עבודת גז אידאלי

נוסחה: $w = nRT \ln\frac{V_1}{V_2}$

עבודת גז אידאלי תלויה בנפח והטמפרטורה

מספר ספר: 3.6

משוואת קלאוזיוס-קלפרון

נוסחה: $\ln\left(\frac{P_1}{P_2}\right) = \frac{\Delta H_v}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)$

מתארת את הקשר בין לחץ, טמפרטורה ואנתלפיית אידוי

מספר ספר: 3.7

שינוי אנתלפיה בתגובה

נוסחה: $\Delta H^{\circ}_r = \sum \nu_p\Delta H^{\circ}_f(\text{תוצרים}) - \sum \nu_r\Delta H^{\circ}_f(\text{מגיבים})$

שינוי אנתלפיה מחושב כהפרש בין אנתלפיית תוצרים למגיבים

מספר ספר: 3.8

אנרגית קשר

נוסחה: $\Delta H_{rxn} = \sum \Delta H(\text{bond breakage}) - \sum \Delta H(\text{bond formation})$

אנרגיית תגובה מחושבת על סמך פירוק ויצירת קשרים

מספר ספר: 3.9

מכניקת קוונטים ומבנה האטום

אורך גל

נוסחה: $\lambda = \frac{c}{\nu}$

אורך גל הוא היחס בין מהירות האור לתדירות

מספר ספר: 4.1

אנרגיה פוטון

נוסחה: $E = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$

אנרגיית פוטון תלויה בתדירות או אורך הגל

מספר ספר: 4.2

רדיוס בוהר

נוסחה: $r_n = a_0\left(\frac{n^2}{Z}\right)$

רדיוס בוהר מתאר את מיקום האלקטרון ברמות האנרגיה

מספר ספר: 4.3

אנרגיית יוניזציה

נוסחה: $E_i = \left(\frac{1}{n^2}\right)R_HZ^2$

אנרגיית יוניזציה תלויה במספר הרמה והמטען הגרעיני

מספר ספר: 4.41

אנרגיית הרמה במודל בוהר

נוסחה: $E_n = -R_H\left(\frac{Z^2}{n^2}\right)$

אנרגיה של רמות אנרגיה באטום על פי מודל בוהר

מספר ספר: 4.4

מעברי אנרגיה

נוסחה: $\Delta E = R_HZ^2\left(\frac{1}{n_i^2} - \frac{1}{n_f^2}\right)$

מעבר אנרגיה בין רמות באטום

מספר ספר: 4.5

עקרון האי ודאות

נוסחה: $\Delta X\Delta p \geq \frac{h}{4\pi}$

יחס אי הוודאות בין מיקום ותנע

מספר ספר: 4.6

אורך גל דה ברולי

נוסחה: $\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mV}$

אורך גל של חלקיק ביחס לתנע שלו

מספר ספר: 4.7

שיווי משקל כימי

קבוע שיווי משקל

נוסחה: $K_c = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}$

קבוע שיווי משקל מבטא את יחס ריכוזי התוצרים והמגיבים

מספר ספר: 5.1

שיווי משקל לחצים חלקיים

נוסחה: $K_p = \frac{P_C^c \cdot P_D^d}{P_A^a \cdot P_B^b}$

קבוע שיווי משקל בביטוי לחצים חלקיים

מספר ספר: 5.2

קשר בין Kp ו-Kc

נוסחה: $K_p = K_c(RT)^{\Delta n}$

קשר בין קבועי שיווי המשקל בנפח

מספר ספר: 5.3

אנרגיה חופשית של גיבס

נוסחה: $\Delta G^{\circ} = -RT\ln(K)$

קשר בין אנרגיית גיבס לקבוע שיווי משקל

מספר ספר: 5.4

השפעת טמפרטורה על שיווי משקל

נוסחה: $\ln\frac{K_1}{K_2} = -\frac{\Delta H^{\circ}}{R}\left(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}\right)$

קשר בין טמפרטורה וקבועי שיווי המשקל

מספר ספר: 5.5

חומצות ובסיסים

יינון מים

נוסחה: $K_w = [H_3O^+][OH^-] = 1.0 \times 10^{-14}$

קבוע יינון מים המתאר את מכפלת ריכוזי יוני ההידרוניום וההידרוקסיד

מספר ספר: 6.1

pH

נוסחה: $pH = -\log[H_3O^+]$

מדד חומציות תמיסה המחשב את הלוגריתם השלילי של ריכוז יוני ההידרוניום

מספר ספר: 6.2

pOH

נוסחה: $pOH = -\log[OH^-]$

מדד בסיסיות תמיסה המחשב את הלוגריתם השלילי של ריכוז יוני ההידרוקסיד

מספר ספר: 6.3

קבוע חומצה

נוסחה: $K_a = \frac{[H_3O^+][A^-]}{[HA]}$

קבוע שיווי משקל לתגובת חומצה המחשב את ריכוזי התוצרים והמגיבים

מספר ספר: 6.4

קבוע בסיס

נוסחה: $K_b = \frac{[BH^+][OH^-]}{[B]}$

קבוע שיווי משקל לתגובת בסיס המתאר את ריכוזי היונים והמולקולות הלא מפורקות

מספר ספר: 6.5

משוואת הנדרסון-הסלבאך לחומצה

נוסחה: $pH = pK_a + \log\frac{[A^-]}{[HA]}$

חישוב pH תמיסת חומצה חלשה ובסיס מצומד

מספר ספר: 6.6

משוואת הנדרסון-הסלבאך לבסיס

נוסחה: $pOH = pK_b + \log\frac{[BH^+]}{[B]}$

חישוב pOH תמיסת בסיס חלש וחומצה מצומדת

מספר ספר: 6.7

תמיסות

העלאת נקודת רתיחה

נוסחה: $\Delta T_b = iK_b \cdot m$

הפרש טמפרטורות הרתיחה הנגרם מהמסה של חומר בתמיסה

מספר ספר: 7.1

הורדת נקודת קפאון

נוסחה: $\Delta T_f = iK_f \cdot m$

הפרש טמפרטורות הקפאון הנגרם מהמסה של חומר בתמיסה

מספר ספר: 7.2

לחץ אוסמוטי

נוסחה: $\pi = \frac{n}{V}RT = M \cdot RT$

לחץ הנגרם על ידי חלקיקים מומסים בתמיסה

מספר ספר: 7.3

לחץ אדים

נוסחה: $P_T = x_A P^0 + x_B P^0 + \cdots$

לחץ אדים כולל של תמיסה המורכב מלחצי האדים של מרכיביה

מספר ספר: 7.4

קינטיקה

חוק הקצב

נוסחה: $V = \frac{1}{c}\frac{d[C]}{dt} = -\frac{1}{a}\frac{d[A]}{dt} = k[A]^m[B]^n$

הקצב תלוי בריכוזי המגיבים ובמקדמי התגובה

מספר ספר: 9.1

סדר אפס

נוסחה: $[A]_t = -kt + [A]_0$

ריכוז מגיב בסדר אפס כפונקציה של זמן

מספר ספר: 9.2

סדר ראשון

נוסחה: $\ln[A]_t = -kt + \ln[A]_0$

ריכוז מגיב בסדר ראשון כפונקציה של זמן

מספר ספר: 9.3

סדר שני

נוסחה: $\frac{1}{[A]_t} = kt + \frac{1}{[A]_0}$

ריכוז מגיב בסדר שני כפונקציה של זמן

מספר ספר: 9.4

מטען פורמלי

חישוב מטען פורמלי

נוסחה:

מטען פורמלי מחושב כהפרש בין אלקטרוני ערכיות, אלקטרוני זוגות בודדים, וחצי מאלקטרוני הזוגות הקושרים

מספר ספר: 10.1

סדר קשר

חישוב סדר קשר

נוסחה:

סדר קשר מחושב כהפרש בין אלקטרוני אורביטלים קושרים לאנטי-קושרים חלקי שתיים

מספר ספר: 11.1

קבועים פיזיקליים

מהירות האור

נוסחה: $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$

מהירות האור בוואקום

מספר ספר: 8.1

קבוע פלאנק

נוסחה: $h = 6.62 \times 10^{-34} \text{ J·s}$

קבוע פלאנק המשמש לחישובים קוונטיים

מספר ספר: 8.2

מספר אבוגדרו

נוסחה: $N_A = 6.022 \times 10^{23}$

מספר החלקיקים במול חומר

מספר ספר: 8.3

מטען האלקטרון

נוסחה: $e = 1.6022 \times 10^{-19} \text{ C}$

מטען חשמלי של אלקטרון

מספר ספר: 8.4