מבנה האטום, מבנה וקישור, חישובים

ליתיום, $\mathrm{L}{\mathrm{i}}_{(\mathrm{s})}$, היה מרכיב חיוני בסוללות הליתיום הראשונות.

סעיף א. תארו את מבנה הליתיום, $\mathrm{L}{\mathrm{i}}_{(\mathrm{s})}$, והסבירו מדוע החומר מוליך חשמל בטמפרטורת החדר.

בסוללות שאינן מבוססות על ליתיום, הממֵס הוא מים. אולם, בסוללות ליתיום הממסים אינם מימיים. לפניכם התגובה הבאה: $\mathrm{L}{\mathrm{i}}_{(\mathrm{s})}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{(\mathrm{\ell })}\to \frac{1}{2}{\mathrm{H}}_{2(\mathrm{g})}+\mathrm{L}{\mathrm{i}}_{(\mathrm{aq})}^{+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{(\mathrm{aq})}^{-}$ $\Delta H^0<0$

סעיף ב. הסבירו מדוע לא משתמשים במים כממס בסוללות ליתיום.

אחד הממסים בסוללות ליתיום הוא די־מתיל קרבונט (DMC). לפניכם ייצוג מקוצר לנוסחת המבנה של מולקולת DMC:

סעיף ג. רשמו נוסחה מולקולרית של DMC.

לפניכם ייצוגים מקוצרים לנוסחאות מבנה של שלוש מולקולות נוספות:

סעיף ד. איזו מולקולה או אילו מולקולות הן איזומרים של DMC? הסבירו את בחירתכם.

טמפרטורת הרתיחה של DMC נמוכה מטמפרטורת הרתיחה של מים באותם תנאים. הסבירו עובדה זו.

המֵסו 139 גרם DMC במים והכינו 1 ליטר תמיסה. i. הסבירו מדוע DMC מתמוסס במים. ii. חשבו את הריכוז המולרי של התמיסה שהוכנה.

סוללות ליתיום נטענות נקראות סוללות ליתיום–יון והן משמשות, בין השאר, להפעלת מכוניות חשמליות. יש סוללות ליתיום–יון שמבוססות על תרכובות של ליתיום, כגון ליתיום קובלט חמצני, $\mathrm{LiCo}{\mathrm{O}}_{2(\mathrm{s})}$. התרכובת היונית $\mathrm{LiCo}{\mathrm{O}}_{2(\mathrm{s})}$ מורכבת מיוני ליתיום, יוני קובלט, $\mathrm{C}{\mathrm{o}}^{3+}$, ויוני חמצן, ${\mathrm{O}}^{2-}$.

סעיף ז. רשמו נוסחאות ייצוג אלקטרונים של יוני ליתיום ושל יוני חמצן.