11.2
חומרים כימיים נוצרים כשאטומים או יונים יוצרים ביניהם אינטראקציה אלקטרוסטטית. לדוגמה, אטום חמצן אחד ושני אטומי מימן נקשרים באופן קוולנטי כדי ליצור מולקולת מים. כוחות קשר כאלה, המחברים בין האטומים במולקולה, נקראים כוחות תוך-מולקולריים.
כוחות תוך-מולקולריים מכתיבים תכונות כימיות כגון יציבות, וכן את סוגי הקשרים הכימיים. שלושת הסוגים הבסיסיים הם קשרים יוניים, קוולנטיים ומתכתיים. קשר יוני נוצר באמצעות העברה של אלקטרוני ערכיות מאטום מתכתי לאטום לא מתכתי, מה שמוביל למשיכה אלקטרוסטטית בין היונים, הטעונים במטען מנוגד.
קשר קוולנטי נוצר כשאטומים לא מתכתיים משתפים את אלקטרוני הערכיות שלהם. והאחרון, קשר מתכתי נוצר כתוצאה מהאינטראקציה בין מערך של יוני מתכת חיוביים למאגר משותף של אלקטרוני ערכיות שאינם מוגבלים למקומם. יחד עם זאת, אינטראקציות אלקטרוסטטיות לא מתקיימות רק בתוך מולקולה, אלא גם בין מולקולות.
לדוגמה, במים בין אם במצב מוצק, נוזל או גז האינטראקציה בין המולקולות מתבצעת ע"י אינטראקציות לא קושרות אלקטרוסטטיות, המכתיבות את מצבו של החומר. אינטראקציות אלה מכונות כוחות בין-מולקולוריים והן משפיעות על מגוון תכונות פיזיקליות כמו נקודות המסה ורתיחה. את הכוחות הבין-מולקולוריים ניתן לחלק לכמה קטגוריות.
כוחות יוניים-דו קוטביים חזקים מתקיימים בין יונים ובין מולקולות קוטביות;כוחות דיפול-דיפול מתקיימים בין מולקולות קוטביות, כשקשרי מימן מהווים סוג מיוחד של כוח דיפול-דיפול;ולבסוף, הכוחות החלשים מכולם, כוחות הפיזור, מתקיימים בכל המולקולות, קוטביות ולא-קוטביות, והם תוצאה של תהליכי דיפול זמניים. כוחות בין-מולקולוריים הם חלשים מפני שמטענים קטנים או חלקיים יוצרים אינטראקציות על פני מרחקים גדולים, בהשוואה לכוחות תוך-מולקולוריים, שהם כוחות חזקים בשל אינטראקציות אלקטרוסטטיות גדולות על פני מרחקים קטנים. לדוגמה, במים נוזליים, המולקולות מופרדות במרחק ממוצע של כ-300 פיקומטר, האופייני לכוחות הבין-מולקולריים החלשים יותר באופן יחסי.
כתוצאה מכך, יש לחמם מים לטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס בלבד כדי להתגבר על הכוחות הבין-מולקולריים הללו ולהפוך מולקולות מים במצב נוזלי למצב של אדים. בניגוד לכך, אורך הקשר O-H במים הוא 96 פיקומטר, אופייני לקשרי תוך-מולקולריים חזקים יותר. נדרש לחמם מים לטמפרטורה של כ-1, 000 מעלות צלזיוס, חמה הרבה יותר מנקודת הרתיחה, כדי לשבור קשר תוך-מולקולרי זה.
כוחות בין-מולקולריים (IMF) הם משיכה אלקטרוסטטית הנובעת מאינטראקציות מטען-מטען בין מולקולות. חוזק הכוח הבין מולקולרי מושפע ממרחק ההפרדה בין מולקולות. ה…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.