כפי שהוסבר בטקסט "סוגי כוחות בין-מולקולריים", מולקולות החומרים בשלושת המצבים הפיזיקליים (מוצק, נוזלי וגז) נמשכות על ידי אחד הכוחות הבין-מולקולריים.
שלושת הכוחות הבין-מולקולריים הידועים הם: דיפול המושרה - דיפול המושרה, דיפול קבוע - קשר דיפול קבוע ומימן. ביניהם, הקשר מימן הוא החזק ביותר. כמה מחברים נהגו להתייחס לכוח הבין-מולקולרי הזה כאל קשרי מימן; עם זאת, המונח הנכון המקובל על ידי IUPAC הוא "קשירת מימן".
סוג זה של אינטראקציה מתרחש כאשר למולקולה קשורה מימן לפלואור, חנקן או חמצן, שהם אטומים אלקטרוניים שלילי.
קשר מימן הוא דוגמה קיצונית לקשר דיפול קבוע-קבוע. שכן המימן של מולקולה מהווה קוטב חיובי, הנקשר לאחד מאותם אטומי הפלואור, החמצן או החנקן של מולקולה אחרת, המהווים את הקוטב השלילי שלהם.
בדרך כלל, קשרים בין מולקולריים מתרחשים עם חומרים במצב נוזלי ומוצק. כמו כן, מכיוון שמדובר בכוח משיכה עז מאוד, נדרשת אנרגיה גבוהה מאוד כדי לשבור אותו.
חומר בעל הכוח הבין-מולקולרי הזה הוא המים עצמם. שים לב כיצד זה קורה באיור להלן:
שים לב שכל מולקולת מים מוקפת במרחב ארבע מולקולות מים אחרות, עם הקשרים של מימן מתרחשים על ידי הקשר בין המימן של מולקולה אחת (קוטב חיובי) עם החמצן של אחר (קוטב) שלילי).
קשרי מימן מסבירים תופעות שונות בטבע, ראו את הדוגמאות הבאות:
- העובדה שקרח צף על מים: קרח פחות צפוף ממים וכתוצאה מכך צף עליו. הסיבה לכך היא שבעוד שבמצב הנוזלי קשרי המימן המתרחשים בין מולקולות מים מסודרים בצורה לא מאורגנת, קשרי המימן בתוך מולקולות קרח מרווחות ומסודרות יותר, ויוצרות מבנה משושה נוקשה, מה שגורם למולקולות לתפוס שטח גדול בהרבה ממה שהיו עושים אם היו במצב. נוזל.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
זו אפילו הסיבה שאם נכניס מים למלוא הבקבוק ונכניס אותם אחר כך למקרר, נפחו יתרחב והבקבוק ייסדק.
לפיכך, תהיה אותה כמות מולקולות ליחידת נפח, המפחיתה את הצפיפות, על פי נוסחת הצפיפות: d = m / v. יהיו רווחים ריקים בין המשושים שנוצרו, מה שיוריד את הצפיפות של חומר זה.
- יינון חומצה: אם כי קשרי מימן חלשים פי עשרה מקשרים קוולנטיים; בנסיבות מסוימות הם מצליחים לשבור את הקשרים הקוולנטיים. לדוגמא, במקרה המוצג להלן, חומצה הידרוכלורית מומסת במים. החמצן במים מושך את המימן הקשור לכלור של החומצה יותר מהכלור עצמו, ויוצר יונים הידרוניום (H3או+) וכלוריד (Cl-). תופעה זו נקראת יינון:
- מתח פני השטח של מים: המולקולות על פני הנוזל נמשכות על ידי קשרי מימן רק עם המולקולות שלצדן ומטה, מכיוון שאין מולקולות מעל. מולקולות הנמצאות מתחת לפני השטח, לעומת זאת, מבצעות קשר כזה עם מולקולות כיוונים, התוצאה היא יצירת סוג של סרט או שכבה דקה על פני המים, אשר כרוך.
זה מסביר את העובדה שחרקים יכולים להישאר עליו וגם את תופעת הצורה הכדורית של טיפות מים.
מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
FOGAÇA, ג'ניפר רושה ורגס. "אג"ח מימן"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ligacoes-hidrogenio.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.
כִּימִיָה
זיהום מים, היבטים פיזיים של מים, היבטים כימיים של מים, היבטים ביולוגיים של מים, פסולת תעשייתית, מתכות כבדות, מי שתייה, חומר אורגני, עכירות מים, ביוב.
